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I
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
COORDENAÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
(MESTRADO)
Recife, PE
2012
II
ESTUDO DAS PROPRIEDADES DO CONCRETO COM
DIFERENTES PROPORÇÕES DE AGREGADOS DE RESÍDUOS
DE CONSTRUÇÃO CIVIL COM E SEM SATRURAÇÃO PRÉVIA
LUCIANA MEIRA VERAS
Recife, PE
2012
III
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
ESTUDO DAS PROPRIEDADES DO CONCRETO COM
DIFERENTES PROPORÇÕES DE AGREGADOS DE RESÍDUOS
DE CONSTRUÇÃO CIVIL COM E SEM SATRURAÇÃO PRÉVIA
Dissertação apresentada à
Universidade Federal de
Pernambuco, como parte dos
requisitos para a obtenção do título
de Mestre em Engenharia Civil.
Área de Concentração: Geotecnia
Orientador: Dr. Silvio Romero de
Melo Ferreira
Recife, PE
2012
IV
Catalogação na fonte
Bibliotecário Vimário Carvalho da Silva, CRB-4 / 1204
V476e Veras, Luciana Meira.
Estudo das propriedades do concreto com diferentes
proporções de agregados de resíduos de construção civil com e sem
saturação prévia. / Luciana Meira Veras. - Recife: A Autora, 2012.
xx, 132 folhas, il., foto., color., gráfs., tabs.
Orientador: Profº. Dr. Silvio Romero de Melo Ferreira.
Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de
Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia
Civil, 2012.
Inclui Referências bibliográficas, listas de figuras, de tabelas e
siglas e apêndices.
1. Engenharia Civil. 2. Construção. 3. Concreto. 4. Resíduos.
5. Reciclagem. I. Ferreira, Silvio Romero de Melo (orientador). II.
Título.
UFPE
624CDD (22. ed.) BCTG/2014-088
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B
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V
i
IV
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
A comissão examinadora da Defesa de Dissertação de Mestrado
ESTUDO DAS PROPRIEDADES DO CONCRETO COM DIFERENTES
PROPORÇÕES DE AGREGADOS DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO
CIVIL COM E SEM SATRURAÇÃO PRÉVIA
defendida por
Luciana Meira Veras
Considera a candidata APROVADA
Recife, 5 de setembro de 2012
______________________________
Prof. Dr. Silvio Romero de Melo Ferreira - UFPE
(orientador)
_____________________________
Profa. Dr
a. Stela Fucale Sukar - UPE
(examinador externo)
_____________________________
Prof. Dr. Romilde Almeida de Oliveira - UFPE
(examinador externo)
V
“Façamos da interrupção um
caminho novo. Da queda um
passo de dança, do medo uma
escada, do sonho uma ponte, da
procura um encontro!”
(Fernando Sabino)
VI
AGRADECIMENTOS
À Deus, a quem devo todas as minhas conquistas alcançadas.
À minha família, meus pais Napoleão e Maria das Graças, pelos grandes
ensinamentos da vida e apoio para a busca de novas conquistas, meus irmãos
Daniely, Renata e Cesár, por me apoiarem e em especial minha amada irmã
gêmea Juliana, por me apoiar incondicionalmente e acreditar sempre em meu
potencial.
Ao meu noivo Thiago, pela ajuda, compreensão e paciência durante o
mestrado.
Ao meu orientador Prof. Dr. Silvio Romero, pela importância de sua orientação,
simpatia, boa vontade, paciência e apoio a realização do trabalho.
À minha querida amiga Magdalena, pelo companheirismo do início ao fim do
mestrado.
Aos laboratoristas Cazuza e Ezequiel, que me auxiliaram durante as
realizações dos ensaios.
Aos colegas Henrique Pereira e Welligton, pelo apoio durante os
procedimentos experimentais.
Aos demais Professores do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil.
Ao órgão de fomento a pesquisa, FACEPE, pela concessão da bolsa de
estudos.
À Empresa Ciclo Ambiental, pela abertura da empresa para o beneficiamento
do material.
VII
Aos colegas do pensionato, pela boa convivência e amizade.
E ao todos que contribuíram de forma direta ou indiretamente para a realização
deste trabalho.
VIII
RESUMO
Esta pesquisa apresenta os resultados da realização de ensaios experimentais realizados em laboratório em concretos fabricados com agregados graúdos e miúdos reciclados de Resíduos da Construção Civil (RCC), com a finalidade de avaliar a influencia da utilização deste material nas características do concreto no estado fresco e endurecido. Para tanto, realizou-se a coleta de uma amostra de RCC em um empreendimento, em etapa de estrutura, na cidade do Recife, Pernambuco, e posterior beneficiamento do resíduo coletado em agregado graúdo e miúdo reciclados. Foram realizados ensaios de caracterização (análise da composição gravimétrica, granulometria, massa específica, massa unitária, teor de material pulverulento e absorção) nos agregados naturais e reciclados, a fim de se conhecer as propriedades físicas destes materiais. Foram produzidos concretos com substituição de 0%, 50% e 100% de agregados graúdos e miúdos reciclados no estado seco e saturado de superfície seca. Foi utilizada uma dosagem de referência com uma relação água/cimento de 0,55 e cura de 7, 14 e 28 dias. No estado fresco, realizaram-se ensaios de abatimento e massa específica para o concreto e no estado endurecido, absorção de água, resistência à compressão e módulo de elasticidade. No que diz respeito ao concreto confeccionado com agregados reciclados, observou-se que apresentou maior consumo de cimento e menor massa específica que o concreto de referência, e que este crescimento aumentou à medida que se acrescentou o teor de agregado reciclado na mistura. Os concretos com agregados reciclados secos e saturados de superfície seca apresentaram maior absorção, menor massa específica e valores de resistência à compressão inferior ao concreto de referência. Verificou-se que os concretos dosados com agregados na condição saturados de superfície seca apresentaram valores de resistência à compressão superior aos concretos com agregados secos.
Palavras-chaves: concreto reciclado, resíduos de construção civil, agregados de construção civil.
IX
ABSTRACT
This researchpresents the results oftestingconducted inexperimentallaboratory inconcretemade withrecycled fineandcoarse aggregatesof ConstructionWaste(RCC), in order toevaluate theinfluence of theuse of the materialcharacteristicsof concrete infresh state andhardened. For that purposetocollectasample ofRCCin an enterprise, in stepstructurein the city ofRecife, Pernambuco, and further processingof the wastecollected inrecycledcoarse aggregateand kid. Characterizationassays were performed(by gravimetric analysis of the composition, particle size, density, bulk density, percentage of powdermaterialand absorption)in thenatural aggregatesand recycledin order toknow thephysical properties of thesematerials. Concreteswere producedwith substitutionof 0%, 50% and 100%recycled fineandcoarse aggregatesin the dryand saturated withdry surface.Was usedwith areferencemeasurement ofwater / cement ratioof 0.55and curing7, 14 and28 days. Fresh,assays were performedchilling anddensityfor the concreteandhardened state, water absorption, compression resistance and elastic modulus. With regardto the concretemade withaggregates,it was observed thathad a higherconsumption of cement andlowerdensitythan thereference concrete, and this growthisincreased asthe content ofsaidrecycled aggregatein the mixture. Therecycled aggregateconcrete withdry andsaturatedsurfacedryhad higherabsorption,lowerdensity andcompressive strengthvalueslower than thereference concrete. It was found thattheconcreteaggregateprovideddosed withsaturateddry surfaceshowedvalueshigher than thecompressive strength ofconcretewithdryaggregates.
Keywords: recycled concrete, building waste, aggregates of recycled construction.
X
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Participação das Diversas Categorias no Total de Resíduos Gerados (CARNEIRO, 2005) ---------------------------------------------------------------- 33 Figura 2.2 - Curvas granulométricas do agregado miúdo natural (AMN) e agregado miúdo reciclado e dos respectivos limites estabelecidos pela NBR ABNT (2005a), aplicada à agregado miúdo de concreto (RODRIGUES, 2011) ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42 Figura 2.3 -Curvas de absorção de água dos agregados reciclados (CABRAL, 2007 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 45 Figura 2.4 -Curvas de absorção de água em função do tempo para os agregados graúdos reciclados (TENÓRIO, 2007) ------------------------------------- 45 Figura 2.5 -Curva de absorção no tempo para o agregado miúdo de RCC (REIS, 2009)-------------------------------------------------------------------------------------- 46 Figura 2.6 -Massa específica dos agregados miúdos e graúdos (CABRAL, 2007) ----------------------------------------------------------------------------------------------- 48 Figura 2.7 -Curvas de módulo de deformação em função da relação a/c (LEITE, 2001) ----------------------------------------------------------------------------------------------- 52 Figura 2.8- Relação água/cimento em função do teor de substituição do AMR (RODRIGUES, 2011) -------------------------------------------------------------------------- 57 Figura 2.9 -Porcentagem do decréscimo da massa específica dos concretos estudados (RODRIGUES, 2011) ----------------------------------------------------------- 58 Figura 2.10 -Absorção de água dos concretos (RODRIGUES, 2011) ------------ 60 Figura 2.11 -Módulo de elasticidade aos 91 dias (RODRIGUES, 2011) --------- 64 Figura 3.1 -Edificação onde foi coletada a amostra de RCC, a) Estágio da obra na fase da coleta do resíduo; b) Caçamba estacionária do resíduo na obra ------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 68 Figura 3.2 -Composição gravimétrica dos resíduos, a) Separação manual do resíduo; b) Aspecto da argamassa; c) Aspecto do material cerâmico; d) Aspecto do concreto --------------------------------------------------------------------------- 69 Figura 3.3 -Beneficiamento do resíduo, a) Colocação das lonas plásticas; b) Processamento do material grosso, c) Processamento material fino ------------- 69
XI
Figura 3.4 -Ensaio da composição granulométrica,a) Pesagem inicial da amostra, b) Jogo de peneiras utilizadas no ensaio ---------------------------------- 71 Figura 3.5 -Ensaio da massa unitária do agregado graúdo reciclado, a) Enchimento do caixote com o agregado, b) Pesagem do material ---------------- 71 Figura 3.6 -Ensaio da massa unitária do agregado graúdo reciclado, a) Peneiramento do agregado na peneira # 4,75 mm, b) Estabilização do peso submerso ------------------------------------------------------------------------------------------ 72 Figura 3.7 -Ensaio do teor de material pulverulento do agregado graúdo reciclado, a)Processo de lavagem, b) Característica da água de lavagem inicial do processo--------------------------------------------------------------------------------------- 73 Figura 3.8 -Ensaio da massa específica do agregado miúdo reciclado, a) Peso dos picnômetros, b) Peso do picnômetro + massa + água -------------------------- 75 Figura 3.9 -Ensaio de absorção do agregado miúdo reciclado, a) Processo de secagemdos grãos; b) Moldagem do cilindro; c) Forma de cone do molde após 25 golpes, d)Pesagem do agregado na condição saturado superfície seca. ------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 76 Figura 3.10 -Ensaio da massa específica do agregado miúdo reciclado, a) Frasco de Chapman com água, b) Frasco de Chapmam com amostra de solo -- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 77 Figura 3.11 -Preparo para liberação da sonda Tetmajer ----------------------------- 79 Figura 3.12 -Aparelho de Vicat -------------------------------------------------------------- 80 Figura 3.13 - Materiais utilizados na realização do ensaio -------------------------- 80 Figura 3.14 -Ensaio da determinação da resistência à compressão, a) Cura dos corpos de prova, b) Cura final dos corpos de prova em solução de água e cal, c) Rompimento dos corpos de prova ------------------------------------------------------ 81 Figura 3.15 -Dosagem dos corpos de prova, a) Análise visual do teor de argamassa, b) Análise visual de coesão ------------------------------------------------- 83 Figura 3.16 -Moldagem dos corpos de prova, a) Moldagem dos corpos de prova, b) Processo de vibração mecânica dos corpos de prova ------------------- 84 Figura 3.17 -Processo de adição de água no agregado seco, a) Adição de água em massa no agregado miúdo seco, b) Mistura do agregado ---------------------- 86 Figura 3.18 - Realização do ensaio do tronco de cone ------------------------------- 88 Figura 3.19 - Recipiente utilizado para determinação da massa específica do ensaio ---------------------------------------------------------------------------------------------- 88
XII
Figura 3.20 - Submersão do corpo de prova em água -------------------------------- 89 Figura 3.21 - Ensaio de resistência à compressão ------------------------------------ 90 Figura 3.22 -Ensaio de ultrassom, a) Lixamento da superfície com pedra porosa, b) Aplicação da vaselina nos transdutores; c) Calibração do equipamento, d) Realização do ensaio --------------------------------------------------- 90 Figura 4.1 - Composição gravimétrica do resíduo coletado ------------------------- 93 Figura 4.2 -Composição gravimétrica, a) Curva da composição granulométrica agregado graúdo natural; b) Curva da composição granulométrica agregado graúdo reciclado; c) Curva da composição granulométrica agregado miúdo natural, d) Curva da composição granulométrica agregado miúdo reciclado ------ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 96 Figura 4.3 -Consumo de cimento das dosagens com agregados secos ------------ ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 100 Figura 4.4 -Consumo de cimento das dosagens com agregados saturados superfície seca --------------------------------------------------------------------------------- 101 Figura 4.5 - Massa específica encontrada nos concretos estudados ----------- 102 Figura 4.6 - Resultado do ensaio de absorção dos concretos em estudo ----- 103 Figura 4.7 -Correlação entre as resistências nas idades de 7, 14 e 28 dias nos traços estudados ------------------------------------------------------------------------------ 105 Figura 4.8 - Módulos de elasticidades aos 28 dias ---------------------------------- 109 Figura 5.1 -Usina de beneficiamento de Camaragibe, a) Vista panorâmica da fachada; b) Vista da balança de pesagem do entulho; c) Vista panorâmica da guarita de controle, pista de acesso e rampa de abastecimento, d) Vista das esteiras ------------------------------------------------------------------------------------------ 130
XIII
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 -2.1: Exemplos de obras de concreto com agregado reciclado na Holanda (LEVY, 2001). Adaptado ---------------------------------------------------------- 29 Tabela 2.2 -Composição de RCC nas cidades de Porto Alegre, São Leopoldo e Novo Hamburgo (LEITE, 2001; KAZMIERCZAK, 2006) ------------------------------ 30 Tabela 2.3 -Quantidade total de RCC coletado no Brasil em 2009 e 2010 (ABRELPE, 2010) ------------------------------------------------------------------------------- 31 Tabela 2.4 -Valores de teor de material pulverulento encontrados na literatura (Tenório 2007; Reis, 2009; PAULA, 2010; Rodrigues, 2011) ----------------------- 43 Tabela 2.5 -Resultado dos valores de absorção dos agregados. (RODRIGUES, 2011) ----------------------------------------------------------------------------------------------- 46 Tabela 2.6 -Resultados de massa específica e massa unitária dos agregados. (RODRIGUES, 2011) -------------------------------------------------------------------------- 49 Tabela 2.7 -Resultados dos ensaios no concreto fresco com agregados naturais e agregados reciclados (GONÇALVES,2001) ------------------------------- 56 Tabela 2.8 -Valores de massa específica (BUTTLER, 2003) ----------------------- 58 Tabela 2.9 -Resistências dos corpos de concreto com agregados convencionais e agregados reciclados (OLIVEIRA et al., 2008). Adaptado ------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 62 Tabela 2.10 -Valor do módulo de elasticidade das dosagens Gonçalves (2001) - ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 64 Tabela 3.1 -Normas da ABNT utilizadas nos ensaios de caracterização do cimento Portland -------------------------------------------------------------------------------- 79 Tabela 3.2 -Dosagens dos traços utilizando agregados secos --------------------- 83 Tabela 3.3 -Quantidade de corpos de prova confeccionados com agregados secos ----------------------------------------------------------------------------------------------- 84 Tabela 3.4 - Dosagens dos traços utilizando agregados saturados superfície seca ------------------------------------------------------------------------------------------------- 87 Tabela 4.1 -Porcentagem em massa dos constituintes do material reciclado (Pinto, 1999; Leite, 2001; Rodrigues, 2011) --------------------------------------------- 92 Tabela 4.2 -Composição granulométrica dos agregados graúdo natural e reciclado ------------------------------------------------------------------------------------------- 94
XIV
Tabela 4.3 -Composição granulométrica dos agregados miúdo natural e reciclado ------------------------------------------------------------------------------------------- 95 Tabela 4.4 - Massa específica e unitária dos agregados graúdos e miúdos no estado solto --------------------------------------------------------------------------------------- 97 Tabela 4.5 -Absorção dos agregados naturais e reciclados utilizados na pesquisa ------------------------------------------------------------------------------------------- 98 Tabela 4.6 -Teor de material pulverulento do agregado graúdo natural e reciclado e do agregado miúdo natural e reciclado ------------------------------------ 99 Tabela 4.7 -Resultado do abatimento, em mm, dos concretos estudados --------- ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 102 Tabela 4.8 - Absorção dos concretos e desvio padrão ----------------------------- 104 Tabela 4.9 -Desvio padrão da resistência dos concretos estudados ----------- 105 Tabela 4.10 -Relação entre perda e ganho de resistência entre os concretos estudados --------------------------------------------------------------------------------------- 106 Tabela 4.11 -Correlação entre velocidade da onda ultra-sônica, absorção e resistência dos traços TRS; TRSa; TS50; TSa50; TS100; TSa100 ------------- 107
XV
LISTA DE SIGLAS
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas CC - Construção Civil CEF - Caixa Econômica Federal CONAMA - Conselho Nacional do Meio do Meio Ambiente FNS – Fundação Nacional de Saúde NBR - Norma Brasileira RCC – Resíduo de Construção Civil SECTMA - Secretaria de Ciência, Tecnologia e Meio Ambiente TPEC: Revista Teoria e prática na Engenharia Civil UFPE - Universidade Federal de Pernambuco
XVI
Sumário
CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO .......................................................................... 21
1.1. Considerações Gerais ......................................................................... 21
1.2. Justificativa .......................................................................................... 22
1.3. Objetivos ............................................................................................... 24
1.3.1. Objetivo Geral ................................................................................ 24
1.3.2. Objetivos Específicos .................................................................... 24
1.4. Estrutura da Dissertação ..................................................................... 26
CAPÍTULO II – RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL ................................... 27
2.1. Resíduos de Construção Civil ............................................................ 27
2.1.1. Os resíduos da construção civil e suas classificações ............. 27
2.1.2. Breve histórico da reciclagem do RCC ........................................ 27
2.1.3. Aplicação de uso de Resíduos de Construção Civil ................... 29
2.2. Estimativa da geração de Resíduos de Construção Civil e sua
composição ................................................................................................. 30
2.2.1- Situação de algumas cidades do Brasil ...................................... 30
2.2.2. Situação atual de geração de RCC na cidade do Recife ............ 32
2.2.3 - A importância da reciclagem do entulho e seus benefícios ao
meio ambiente .......................................................................................... 34
2.3. Gestão ambiental de Resíduos da Construção Civil ........................ 36
2.3.1. Cidades em destaque na gestão de RCC no Brasil .................... 37
2.3.2. Situação atual da gestão de RCC na cidade do Recife .............. 38
2.4. Risco ambiental associado ao Resíduo de Construção Civil .......... 40
XVII
2.5. Concreto e argamassa confeccionados com agregados Reciclados
de Construção Civil (RCC) ......................................................................... 41
2.5.1- Caracterização de agregados reciclados utilizados em concreto
................................................................................................................... 41
2.5.1.1- Características quanto à composição granulométrica ........... 42
2.5.1.2- Características quanto ao teor de material pulverulento ........ 43
2.5.1.3- Características quanto à porosidade e absorção de água ..... 45
2.5.1.4- Características quanto à massa unitária e a massa específica
................................................................................................................... 48
2.5.1.5- Resistência à compressão e módulo de elasticidade ............. 50
2.5.1.6- Módulo de elasticidade .............................................................. 52
2.5.1.7- Cuidados com a contaminação do agregado reciclado pelo
gesso da construção civil ....................................................................... 54
2.5.2- Propriedades do concreto confeccionado com agregados de
RCC ........................................................................................................... 55
2.5.2.1- Propriedades no estado fresco ................................................. 56
a) Trabalhabilidade e relação água-cimento ......................................... 56
b) Massa específica ................................................................................. 58
2.5.2.2- Propriedades no estado endurecido ......................................... 60
a) Absorção .............................................................................................. 60
b) Resistência à compressão simples ................................................... 61
c) Módulo de elasticidade ....................................................................... 64
CAPÍTULO III – MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................... 67
3.1. Primeira Fase: Coleta e composição gravimétrica dos resíduos .......... 68
3.1.1.Coleta dos resíduos ........................................................................ 68
3.1.2. Composição Gravimétrica dos Resíduos .................................... 69
3.1.3. Beneficiamento do resíduo ........................................................... 70
3.2. Segunda Fase: Caracterização dos agregados naturais e reciclados .. 71
3.2.1. Quarteamento e Homogeinização ................................................ 71
3.2.2. Ensaios de caracterização dos agregados reciclados utilizados
na pesquisa .............................................................................................. 71
XVIII
3.2.2.1. Análise da Composição Granulométrica do agregado graúdo
reciclado ................................................................................................... 71
3.2.2.2. Massa Unitária no estado solto do agregado graúdo reciclado
................................................................................................................... 72
3.2.2.3. Massa Específica do agregado graúdo reciclado .................... 72
3.2.2.4. Absorção do agregado graúdo reciclado ................................. 73
3.2.2.5. Teor de Materiais Pulverulentos do agregado graúdo reciclado
................................................................................................................... 74
3.2.2.6. Composição Granulométrica do agregado miúdo reciclado .. 75
3.2.2.7. Módulo de Finura do agregado miúdo reciclado ..................... 75
3.2.2.8. Massa Unitária no estado solto do agregado miúdo reciclado
................................................................................................................... 75
3.2.2.9. Massa Específica do agregado miúdo reciclado ..................... 75
3.2.2.10. Absorção de água do agregado miúdo reciclado .................. 76
3.2.2.11. Teor de Materiais Pulverulentos do agregado miúdo reciclado
................................................................................................................... 78
3.2.3. Ensaios de caracterização dos agregados naturais ................... 78
3.3. Terceira Fase: Caracterização do cimento ........................................... 79
3.3.1. Cimento .......................................................................................... 79
3.3.1.1. Determinação da pasta de consistência normal ...................... 80
3.3.1.2. Determinação dos tempos de início e fim de pega .................. 81
3.3.1.3. Determinação da massa específica real ................................... 81
3.3.1.4. Determinação da resistência à compressão ............................ 82
3.4. Quarta Fase: Dosagem dos concretos com agregados naturais e
reciclados, na condição de agregados secos, e moldagem dos corpos de
prova. ............................................................................................................ 83
3.4.1. Dosagem do concreto contendo agregados secos .................... 83
3.4.2. Moldagem e cura dos corpos de prova ....................................... 85
3.5. Quinta Fase: Dosagem dos concretos com agregados naturais e
reciclados, na condição de agregados saturados superfície seca, e
moldagem dos corpos de prova. ................................................................... 86
3.5.1. Dosagem do concreto contendo agregados na condição
saturados superfície seca ....................................................................... 86
3.5.2. Moldagem e cura dos corpos de prova ....................................... 88
3.6. Sexta Fase: Ensaios do concreto no estrado fresco ............................. 88
XIX
3.6.1. Ensaios do concreto contendo agregados secos e saturados de
superfície seca no estado fresco ........................................................... 88
3.6.1.1. Consistência pelo tronco de cone ............................................. 88
3.6.1.2. Massa específica ......................................................................... 89
3.7. Sétima Fase: Ensaios do concreto no estrado endurecido ................... 90
3.7.1. Ensaios do concreto contendo agregados secos e saturados de
superfície seca no estado endurecido ................................................... 90
3.7.1.1. Ensaios do concreto contendo agregados secos e saturados
no estado endurecido .............................................................................. 90
3.7.1.2. Absorção de água ....................................................................... 90
3.7.1.3. Compressão simples dos corpos de prova cilíndricos ........... 90
3.7.1.4. Ultrassom .................................................................................... 91
3.7.1.5. Módulos de elasticidades dinâmicos (tangente) por Método
Sônico ....................................................................................................... 92
CAPÍTULO IV – RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................... 93
4.1. Composição Gravimétrica do Resíduo .............................................. 93
4.2. Caracterização dos agregados naturais e reciclados utilizados na
pesquisa ...................................................................................................... 94
4.2.1. Análise da Composição Granulométrica ..................................... 94
4.2.2. Massa Unitária e da Massa específica ......................................... 98
4.2.3. Absorção ........................................................................................ 99
4.2.4. Teor de Materiais Pulverulentos ................................................... 99
4.3. Propriedades do concreto no estado fresco ................................... 101
4.3.1- Consumo de Cimento .................................................................. 101
4.3.2- Consistência do tronco de cone ................................................ 102
4.3.3- Massa específica ......................................................................... 103
4.4. Propriedades do concreto no estado endurecido ........................... 104
4.4.1- Absorção de água ........................................................................ 104
4.4.2- Resistência à compressão simples ........................................... 105
4.4.3- Ultrassom ..................................................................................... 108
XX
4.4.4- Módulos de elasticidades dinâmicos (tangente) por Método
Sônico ..................................................................................................... 110
5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................... 111
5.1 PROPOSTAS PARA FUTURAS PESQUISAS...................................... 113
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 114
APÊNDICE ..................................................................................................... 126
21
CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO
1.1. Considerações Gerais
Com o crescimento do setor da construção civil, tem-se por consequência
o aumento da exploração dos recursos naturais, os quais são fontes
limitadas no ambiente natural. Para tanto, cabe, cada vez mais, não só aos
governos como à população, buscar meios de desenvolvimento
sustentáveis, através de políticas ambientais que priorizem a conservação
dos recursos naturais ao ser humano.
A temática ecológica, por tanto tempo negligenciada ou subestimada,
ocupa hoje o centro das atenções. O motivo é que importantes recursos
naturais estão chegando ao limite e a capacidade de auto-regulação do
planeta também se encontra seriamente ameaçada. Neste contexto, a
manutenção de um modelo de desenvolvimento que aposta no crescimento
desenfreado e na superutilização do meio ambiente constitui um sério risco
para a vida e a qualidade de vida das gerações futuras. Discutir o atual
modelo e construir alternativas viáveis é hoje responsabilidade não apenas
dos governos, mas de todos os cidadãos.
O crescimento acelerado da construção civil possui pontos de uma visão
positiva para o desenvolvimento do país, mas por outro lado vem gerando
danos ambientais causados pela geração descontrolada de resíduos nas
grandes cidades. Com isso, a sociedade moderna sofre com a falta de
espaço adequado para a locação dos mesmos, o que gera a disposição
irregular do RCC a céu aberto, acarretando, além da poluição visual, a
poluição do ar, do solo, das águas superficiais e subterrâneas.
A visão da problemática dos resíduos sólidos no Brasil tem seu ponto
inicial considerado recente. Um fator importante foi a implantação no ano
de 2002 da Resolução n° 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente –
CONAMA que estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a
gestão dos resíduos da construção civil. A Resolução leva em
consideração a viabilidade técnica e econômica de produção e uso de
22
materiais provenientes da reciclagem de resíduos da construção civil e
considera que a gestão integrada desses resíduos deverá proporcionar
benefícios de ordem social, econômica e ambiental.
Muitas são as causas de desperdício de materiais em obras de construção
civil que geram o grande número de produção de resíduos nos canteiros de
obras, por exemplo: práticas de uso de tecnologias ultrapassadas, falta de
programas de conscientização dentro dos canteiros por parte dos técnicos
responsáveis ou, ainda, o uso de projetos superdimensionados.
Independentemente da causa, cabe aos envolvidos na indústria da
construção civil (pesquisadores, construtores, técnicos e empregados),
utilizar formas de usos mais adequados dos materiais, buscando sempre
minimizarem o uso dos recursos naturais e proporcionar um meio ambiente
equilibrado.
Ainda, a Resolução n° 307 do CONAMA (2002) estabelece a
obrigatoriedade dos municípios quanto à implementação do Plano
Integrado de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil, o qual fixa
as responsabilidades dos órgãos geradores, possibilitando aos referidos
órgãos o exercício essencial da responsabilidade.
Em decorrência de tanto debate atual sobre como minimizar o impacto
ambiental da geração dos resíduos de construção civil, surge o tema da
pesquisa que visa estudar as propriedades do concreto com diferentes
proporções de agregados de Resíduos de Construção Civil.
1.2. Justificativa
É estabelecido na Constituição Federal de 1988, que é direito de todos os
cidadãos terem um meio ambiente ecologicamente equilibrado, sendo este
um bem de uso comum do povo, essencial à qualidade de vida saudável,
com dever do Poder Público e da coletividade protegê-lo para as gerações
presentes e futuras.
Já é possível sentir no mundo atual os danos causados pelo uso excessivo
dos recursos naturais e o acúmulo de resíduos em locais inadequados. A
presença de leis e resoluções por parte do CONAMA, que visam minimizar
os efeitos deste impacto ambiental, vem de forma a conscientizar os
geradores de resíduos a se responsabilizarem pelos efeitos negativos que
eles trazem ao ecossistema. Aponta também, a responsabilidade dos
23
gestores públicos de conter os efeitos negativos gerados pela falta de
plano integrado de gerenciamento dos resíduos.
Torna-se evidente que nos dias atuais os instrumentos de proteção
ambiental tidos como repressão e reparação, que por muito tempo ficaram
estagnados dentro da legislação ambiental, não têm base de garantia para
um futuro ecologicamente equilibrado, visto que muitas vezes o dano
ambiental é irreparável. Enquanto o instrumento de proteção ambiental
preventivo é o único capaz de assegurar um futuro ecológico preservado
(VERAS; SOBRAL & MELO, 2010).
Meios preventivos já são assegurados pela Resolução n° 307 (2002), a
qual assegura, no seu Art. 4º, que os geradores deverão ter como objetivo
prioritário a não geração de resíduos, o que vem a constituir um princípio
preventivo. Secundariamente, a resolução prioriza a redução, a
reutilização, a reciclagem e a destinação final dos resíduos.
O aproveitamento de RCC deve ser uma das práticas a serem adotadas
nos canteiros das obras, visando um processo sustentável ao longo dos
anos, proporcionando economia de recursos naturais e minimizando o
impacto ao meio-ambiente. O potencial de reaproveitamento e reciclagem
de RCC é significativo, e a exigência da incorporação destes resíduos em
determinados produtos tende a ser benéfica, já que proporciona economia
de matéria-prima e energia (SANTOS, 2008).
A temática de como reduzir estes efeitos negativos ao meio ambiente,
gerados pelos RCC, tem sido tema constante de debates, congressos,
discussões e pesquisas da atualidade. A questão é como obter métodos
que objetivem a diminuição desse impacto e promova a sustentabilidade
ambiental.
Alguns estudos de reciclagem de rejeitos de obras e suas variáveis formas
de utilização têm sido realizados, Zordan (1997) avaliou a utilização do
entulho como agregado na confecção do concreto e comprovou a
possibilidade de uso do entulho como agregado na confecção de concreto
não estrutural; Santos (2007) revelou que a aplicação de Resíduos de
Construção Civil reciclados em estruturas de solo reforçado apresentou
excelentes propriedades de resistência, e comportamento mecânico que
justificam a sua utilização em estruturas de solos reforçados; Paula (2010)
estudou a utilização dos resíduos da construção civil na produção de
blocos de argamassa sem função estrutural; Rodrigues (2011) avaliou as
24
propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregado miúdo
reciclado de resíduo da construção civil.
Uma grande preocupação com o uso desses materiais reciclados não é
apenas sua viabilidade técnica, como também a econômica. Para tanto é
necessário que as técnicas utilizadas para a reciclagem produzam um
material competitivo que possa ser absorvido pela sociedade e concorra
com preços compatíveis no mercado. Outro problema é que a quantidade
de entulho produzida seja capaz de fornecer à usina de reciclagem a
quantidade de material necessário para fabricação contínua do agregado,
pois caso não seja capaz, não se justifica a viabilidade econômica da
usina.
Em face de algumas pesquisas, tem-se o desafio da busca de que a
reciclagem dos rejeitos das obras forneça produtos com uma viabilidade
técnica e econômica de uso em novas construções, reduzindo-se assim
danos ambientais e buscando-se a sustentabilidade ambiental.
1.3. Objetivos
1.3.1. Objetivo Geral
O presente trabalho tem como objetivo avaliar as propriedades do concreto
com agregados naturais (referência), de RCC e de RCC saturados de
superfície seca e a viabilidade de seu uso como agregado na confecção de
concreto não estrutural, para aplicação em lajes de piso, blocos inter-
travados, calçadas.
1.3.2. Objetivos Específicos
Numa visão mais específica, serão executadas as seguintes etapas para a
realização do trabalho:
- avaliar a composição granulométrica da fração miúda e graúda do resíduo
de construção civil após seu beneficiamento;
- analisar o consumo de cimento nos concretos utilizados com agregados
reciclados;
25
- avaliar a resistência do concreto confeccionado com substituição dos
agregados naturais por agregados reciclados secos e saturados de
superfície seca, fabricado com diferentes traços e relação água/cimento;
- analisar o comportamento do concreto em ensaios não destrutivos de
absorção, ultrassom e módulo de elasticidade.
26
1.4. Estrutura da Dissertação
A apresentação da pesquisa encontra-se dividida em cinco partes.
No Capítulo 1 descreve uma breve introdução, em que são apresentadas
as considerações gerais; justificativa; objetivo geral e específicos.
O segundo Capítulo apresenta uma revisão bibliográfica, abordando
pesquisas relacionadas com os resíduos de construção civil e suas
classificações, histórico da reciclagem de RCC, aplicação de uso de
resíduos de construção, estimativa da geração de RCC, focando na
utilização de agregados de construção civil para a produção de concretos e
argamassas.
O Capítulo 3 descreve o programa experimental da pesquisa, onde são
apresentados os critérios e métodos utilizados na realização dos ensaios.
O quarto Capítulo expõe os resultados obtidos por meio de ensaios de
caracterização dos agregados naturais e reciclados e ensaios das
propriedades do concreto no estado fresco e endurecido, realizando uma
comparação com os resultados obtidos em pesquisas anteriores.
Por fim, o Capítulo 5 apresenta as conclusões a respeito dos resultados
encontrados e algumas sugestões para futuros trabalhos.
27
CAPÍTULO II – RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL
2.1. Resíduos de Construção Civil
2.1.1. Os resíduos da construção civil e suas classificações
Os resíduos sólidos podem ser classificados de várias maneiras. As mais
comuns são quanto sua composição, sua origem, destinação final,
degradabilidade e grau de periculosidade ao meio ambiente e a saúde
pública.
Segundo a ABNT (2004a), os resíduos sólidos podem ser classificados
quanto ao grau de risco que apresenta a meio ambiente e a saúde humana
como classe I (Perigosos) e classe II (não Perigosos). Já as classes II A
(não Inertes) e classe II B (Inertes) são relativas às condições de
potabilidade da água em ensaios de solubilidade dos resíduos.
Apesar de constante debate sobre resíduos de construção civil, existem,
ainda hoje, diversas formas de definir o que venha a ser o RCC. Segundo
Ângulo (2000), os resíduos de construção são considerados todo e
qualquer resíduo oriundo das atividades de construção, sejam eles de
novas construções, reformas, demolições, que envolvam atividades de
obras de arte e limpeza de terrenos com presença de solos ou vegetação.
De acordo com a Resolução do CONAMA n° 307 (2002), em seu Artigo nº
2, define como sendo resíduos da construção civil os rejeitos provenientes
de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção
civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como
tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas,
colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas,
pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações e fiação elétrica, sendo
comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha.
2.1.2. Breve histórico da reciclagem do RCC
Embora a prática da reciclagem pareça ser um conceito moderno, estudos
revelam que o conhecimento e uso da reciclagem de resíduos são práticas
utilizadas há tempos. Como revela Santos (1975), o reaproveitamento de
resíduos para uso em construção é praticado desde o Império Romano e
28
Grécia antiga. Há relatos de uso de restos de telhas, tijolos e utensílios de
cerâmica como agregado graúdo em concretos rudimentares.
No entanto, a utilização da reciclagem dos RCC de forma sistemática só se
deu após o fim da Segunda Guerra Mundial (1939 – 1945). Estima-se que
as cidades alemãs ficaram cobertas por um volume entre 400 e 600
milhões de metros cúbicos de escombros como conseqüência dos
bombardeios. Diante do caráter necessário de reconstrução das cidades
(com milhares de edifícios demolidos), e da evidente necessidade de
destinação para as “montanhas” de escombros, junto com a carência de
materiais de construção, fez-se fundamental o desenvolvimento de
tecnologias voltadas para reciclagem dos RCC (SANTOS 2007).
A então República Federal da Alemanha herdou da guerra um volume
entre 400 e 600 milhões de metros cúbicos de escombros, dos quais foram
reciclados cerca de 11,5 milhões de metros cúbicos, que possibilitaram a
produção de 175.000 unidades habitacionais até o ano de 1955 (SCHULZ;
HENDRICKS, 19921, citado por PINTO 1999).
Em 1980 ocorreu um terremoto de grandes proporções na cidade de Al
Asnam, na Argélia, o que motivou uma pesquisa internacional para o
reaproveitamento dos rejeitos na fabricação de blocos de concreto.
Segundo as estimativas dos pesquisadores, poderiam ser fabricados
aproximadamente 50 milhões de blocos de concreto para a construção de
habitações, seguindo procedimentos normalizados. Curiosamente, não
foram implantadas unidades de reciclagem em grande escala: entre outros
motivos, a população se recusou a usar blocos fabricados com material de
escombros que causaram a morte de seus parentes e conterrâneos (DE
PAW e LAURITZEN 19942, citado por LIMA 1999).
Hoje, por questões de ordem econômica, ambiental e até por imposição
deresoluções, a reciclagem de resíduos sólidos está difundida nos debates
atuais e muitos estudos de viabilidade da reciclagem têm sido feitos como
meio de obtenção à sustentabilidade ambiental no setor da construção civil.
Além de solucionar grande parte do problema do destino dos resíduos, a
reciclagem tem o potencial de proporcionar a criação de novos empregos.
Segundo LIMA (1999), existe em alguns países o conhecimento
consolidado sobre o material reciclado, e uso de normas avançadas para
sua aplicação em vários serviços. As aplicações podem variar de acordo
com o país, em função de características particulares como: oferta de
29
materiais de construção e resíduos, disponibilidade de locais para
disposição e rigor das normas relativas a materiais a serem utilizados na
construção.
2.1.3. Aplicação de uso de Resíduos de Construção Civil
De maneira geral, ao entulho sempre foi dispensado o mesmo tratamento
dado ao lixo. Algo que se pode vender se houver alguém disposto a pagar
por ele, ou em caso contrário, se paga a alguém para levá-lo, sem se
preocupar com o destino que lhe será dado. Isto sempre foi facilmente
resolvido pelos transportadores de resíduos que acabam jogando os
materiais em locais nem sempre permitidos. O resultado ainda pode ser
visto nos bota-foras clandestinos e na degradação de áreas urbanas: rios e
córregos assoreados, bueiros e galerias entupidos e, conseqüentemente,
enchentes em vias marginais, que acabam comprometendo a qualidade de
vida da sociedade (DALPINO, 2008).
Esta visão de que o resíduo é apenas lixo tem se tornado um conceito
ultrapassado graças aos avanços nas pesquisas que têm proporcionado os
estudos na reciclagem de resíduos de construção, com objetivo da busca
de uma viabilidade para o uso do agregado reciclado como um material
alternativo, onde seu uso não cause prejuízo aos novos materiais.
Uma das grandes vantagens da reutilização do resíduo é a possibilidade
do agregado reciclado poder ser aplicado com sucesso em vários produtos,
além da não ocupação de espaço em aterros sanitários e a redução do uso
dos recursos naturais. Em municípios onde a reciclagem de RCC foi
implantada, têm-se a aplicação destes resíduos em serviços simplificados.
Destaca-se como o país com o melhor índice em reaproveitamento de
resíduos de construção civil a Holanda, onde aproximadamente 80% do
resíduo gerado são reaproveitados (TROIAN, 2010). Isso se deve ao fato
da escassez de recursos naturais no país. Por este fato, o país tem
procurado meios de sustentabilidade na construção civil. Na Tabela 2.1,
têm-se exemplos de obras de concreto realizados com agregado reciclado.
30
Tabela 2.1: Exemplos de obras de concreto com agregado reciclado na Holanda (LEVY, 2001). Adaptado
Ano Obra realizada Aplicação
1988 Viaduto na rodovia RW – 32 Muretas Laterais
1988 Exclusa na hidrovia de Haandrick Laje submersa
1989 Interligação entre a barragem e a
eclusa
Laje submersa
1990 2° viaduto na rodovia RW – 32 Todos os
componentes das
estruturas
1997-
1998
Empreendimento residencial de
médio padrão
Painéis pré-moldados
de concreto
As pesquisas sobre a viabilidade do uso de RCC como agregado reciclado
na construção civil ainda são consideradas recentes no Brasil, mas têm
tomado grandes impulsos com a nova visão da reciclagem de materiais e
seus respectivos benefícios.
2.2. Estimativa da geração de Resíduos de Construção Civil e sua
composição
Embora a estimativa da geração de resíduos de construção seja atividade
comum nos estudos de pesquisa, nem sempre a obtenção desses dados
reais é de fácil avaliação, pois muitas das vezes o resíduo não chega ao
seu destino final correto, seja pela falta de fiscalização, punição ou, em
certos casos, pelo preço cobrado por tonelada para a disposição dos
mesmos em locais licenciados. Mesmo com a dificuldade de obtenção dos
dados, será feita uma revisão da literatura para obtenção dos valores
aproximados da geração no Brasil e com enfoque na cidade do Recife.
2.2.1- Situação de algumas cidades do Brasil
A indústria da construção civil destaca-se por elevados danos ao meio
ambiente, à medida que utiliza, em grande escala, recursos naturais e
consome grandes quantidades de energia para a sua extração, transporte
e processamento desses materiais. Além de que o setor da construção civil
se destaca em gerar grandes perdas no uso dos materiais, o que resulta no
grande volume de resíduos nas atividades de construção, reformas e
demolição de edificações, sendo, portanto considerado o maior gerador de
resíduos da sociedade.
31
Estudos feitos em algumas cidades da região do Rio Grande do Sul
demonstram a diferença de composição de RCC coletado. A Tabela
2.2apresenta as proporções da composição do entulho nas cidades de
Porto Alegre, São Leopoldo e Novo Hamburgo.
Tabela 2.2: Composição de RCC nas cidades de Porto Alegre, São Leopoldo e Novo Hamburgo (LEITE, 2001; KAZMIERCZAK, 2006).
Cidade Material Porcentagem (%)
Porto Alegre/RS Cerâmica 26,33
Pedras naturais 29,84
Argamassa 28,26
Concreto 15,18
Outros 0,39
São Leopoldo/RS Cerâmica vermelha 31,00
Cerâmica de Concreto 0,40
Pedras naturais 17,00
Argamassa 22,00
Outros 29,60
Novo Hamburgo/RS Cerâmica vermelha 22,70
Cerâmica de
revestimento
0,20
Pedras naturais 14,80
Argamassa 34,00
Outros 28,30
Em alguns municípios brasileiros, mais de 75% dos resíduos de construção
civil são provenientes de construções informais (obras não licenciadas),
enquanto 15% a 30% são oriundos de obras formais (licenciadas pelo
poder público). Este fato revela a dificuldade de controle de fiscalização
para a destinação final adequada dos RCC´s gerados em uma cidade.
Pinto (1999) analisou a estimativa da geração de RCD a partir das
atividades construtivas licenciadas e chegou à taxa de geração de resíduos
de construção da ordem de 150 Kg por metro quadrado construído. O dado
revela um valor expressivo de geração de entulho. Na Tabela 2.3, têm-se
32
os dados de coleta de RCC depositados em locais inadequados nas
regiões do Brasil entre os anos de 2009 e 2010, segundo ABELPE (2010).
Tabela 2.3: Quantidade total de RCC coletado no Brasil em 2009 e 2010 (ABRELPE, 2010).
Região
2009 2010
RCCcoletado
(t/dia)/Índice
(Kg/hab/dia)
População
urbana (hab)
RCC
coletado
(ton/dia)
Índice
(Kg/hab/dia)
Norte 3.405/0,297 11.663.184 3.514 0,301
Nordeste 15.663/0,918 38.816.895 17.995 0,464
Centro-
Oeste
10.997/0,918 12.475.872 11.525 0,926
Sudeste 46.990/0,632 74.661.877 51.582 0,691
Sul 14.389/0,630 23.257.880 14.738 0,634
Brasil 91.444/0,576 160.867.708 99.354 0,618
Alguns casos de geração volumosa de entulho podem ser vistos em
grandes obras de demolições. Recentemente verificou-se um exemplo
após a implosão, na cidade de São Paulo, do antigo complexo
penitenciário do Carandiru. Foram gerados aproximadamente 60.000 m³ de
resíduos, cujo tratamento e destinação foram motivos de intensas e
incessantes discussões sobre a viabilidade e impacto ambiental (SANTOS,
2007).
Para tanto, antes da demolição de grandes obras, como citado
anteriormente, é importante o planejamento de estudo e criação de um
projeto de viabilidade da reciclagem e reaproveitamento do grande volume
do entulho gerado na demolição. Desta forma, a demolição não dá origem
a um novo problema para disposição do material como pode amenizar o
problema da habitação popular, utilizando o material reciclado como
material alternativo em novas obras de habitação.
2.2.2. Situação atual de geração de RCC na cidade do Recife
A cidade do Recife encontra-se em processo de expansão habitacional e,
segundo estudosdeMartins (2009), a grande maioria das construtoras
atuantes no estado de Pernambuco é de micro empresas que atuam
33
regionalmente na construção de empreendimentos, galpões industriais e
licitações para obras de pequeno porte e, em sua maioria, possuem
profissionais com pouca qualificação. Entre as empresas atuantes no
estado, 50,7% das empresas de construção civil declararam aproveitar
seus próprios resíduos sólidos.
O interesse do Poder Público pelas questões relativas aos RCC, em geral,
e pelas oportunidades de negócios nesse setor, em particular, tornou-se
mais evidente na cidade do Recife a partir de 1998, quando o decreto
municipal nº 18.082 estabeleceu as regras para a prestação dos serviços
de coleta, transporte e disposição final desse tipo de resíduo. De fato, foi a
partir desse decreto que várias empresas de coleta de entulho surgiram na
cidade, motivadas não só pela regulamentação dos serviços, mas pela
facilidade em iniciar esse tipo de negócio em razão das baixas barreiras de
entrada (VALENÇA, 20041, citado por VALENÇA, et al., 2008).
Apesar de constantes pesquisas sobre a geração de RCC na cidade do
Recife, os dados ainda são considerados preliminares. Em um estudo feito
por Carneiro et al. (2004), considerando-se 14 empresas licenciadas para
coletas de RCC na época da pesquisa, chegou-se ao valor de 1.713,6 t/dia
de RCC. Considerando-se 26 dias úteis por mês e 12 meses por ano,
chegaremos ao valor de coletado de 534.643,20 t/ano. Importante ressaltar
que este valor é apenas de coleta pelas empresas licenciadas. O número
da geração de RCC chega a ser maior, pois há que se considerar o volume
de disposições irregulares e a coleta das empresas não licenciadas que
fazem o transporte ilegal do entulho.
Carneiro (2005), em seu estudo, chegou ao valor da geração de RCC na
cidade do Recife no volume de 1.142,40 t/dia. Considerando-se que o mês
possui 26 dias úteis, encontra-se uma quantidade mensal de 29.702,40
toneladas que, multiplicado pelos 12 meses do ano, totaliza 356.428,80
t/ano.
Segundo Karpinski (2007), destaca que, de acordo com a Secretaria de
Serviços Públicos de Recife (2006), a geração de resíduos da construção
civil desta cidade atinge uma média de 16 mil toneladas por mês.
De acordo com o exposto, é notável a diversidade de valores encontrados
na revisão para o volume de RCC produzido na cidade do Recife, o que
vem a confirmar a dificuldade de um cálculo mais aproximado para o
volume gerado na cidade, pois muitas das vezes o entulho tem como
34
destinos locais inadequados e não entram para a contabilidade do volume
real produzido. Deve-se levar em consideração que outro fator que
contribui para a variação dos valores obtidos para a geração de entulho na
cidade do Recife se deve muitas vezes ao fato da metodologia utilizada no
estudo da coleta do RCC obtido por áreas, volume coletado, entre outras
formas de cálculos.
Carneiro (2005), constatou que à participação das diversas categorias de
fontes geradoras dos resíduos na cidade do Recife, tem-se que a maior
parte dos resíduos é gerada pelas construções de prédios multipisos,
responsável por cerca de 57% do total coletado, seguida pelas reformas e
ampliações térreas (17%) e pelas construções de residências térreas, com
10%, como mostra a Figura 2.1.
Figura 2.1: Participação das Diversas Categorias no Total de Resíduos Gerados (CARNEIRO, 2005).
Os dados da figura revelam que o tipo de obra que mais contribui para a
geração de resíduos na cidade do Recife é a construção de prédio
multipiso. Esse fato confirma que a cidade vem passando por um processo
de verticalização nas últimas décadas.
2.2.3- A importância da reciclagem do entulho e seus benefícios ao
meio ambiente
Pela revisão feita no item geração de RCC, verifica-se que o volume
gerado de entulho pelas obras de construção civil é um valor expressivo e
é visto como um problema a ser enfrentado pelos governos atuais, pois,
com o aquecimento do setor da construção civil, este valor tende a
aumentar em muitas localidades. Outro grande problema a ser enfrentado
17%
57%
7%
10%3% 6%
Reformas e Ampliações térreas
Const. Prédios multipiso
Coleta Ind. e Serviços
Const. Residências Térreas
Limpeza de Terrenos
Demolições
35
pelas grandes cidades é que o RCC é um material de difícil disposição,
muitas vezes o município sofre pela falta de um plano de reciclagem para o
entulho ou até mesmo pela falta de um local adequado para o mesmo.
O que se tem visto em muitas cidades é a destinação do entulho para os
aterros sanitários e isso tem gerado um problema para o futuro da
localidade, pois com esse acúmulo de RCC no aterro, diminui-se a vida útil
do mesmo e há uma dificuldade de localização de áreas para implantação
de novos aterros.
Um dos grandes problemas que os aterros enfrentam é o acúmulo de
resíduos gerados pela construção civil, e que muitas vezes estes podem
ser reduzidos com a implantação de gerenciamento de entulhos nos
estados, implantando-se usinas de beneficiamento e criando soluções para
reciclagem de entulhos com aplicação em obras de construção civil. Para
tanto, é válido lembrar que a criação de novos aterros sanitários nos
estados é uma medida paliativa do problema. Uma visão voltada para o
futuro requer medidas que minimizem as fontes geradoras de lixo e um
aumento na quantidade de reciclagem dos mesmos, visando assim uma
maior vida útil dos aterros (VERASet al., 2010).
Muitas cidades têm apostado na reciclagem do entulho como meio de
investimento no resíduo da construção civil. Algumas cidades como Belo
Horizonte, São Paulo, Ribeirão Preto, São José dos Campos e Piracicaba
são exemplos de cidades que aplicam a reciclagem deste material e têm o
respectivo retorno do investimento.
John (2000) destacaque a reciclagem contribui para a preservação dos
recursos naturais com a consequente redução da destruição da paisagem,
flora e fauna, e também tem a capacidade de transformar uma fonte de
despesa em uma fonte de faturamento, pois reduz custos e gera novas
oportunidades de negócios.
Fica constatado que a aplicação da reciclagem nos resíduos de construção
pelas administrações públicas, tanto ameniza os problemas oriundos da
disposição irregular dos resíduos de construção, diminui os problemas de
questões ambientais, como também pode servir como meio de obtenção
de lucro para as empresas recicladoras com a comercialização do material
reciclado.
36
Para tanto, não basta apenas utilizar a política de reciclagem como meio
de redução dos efeitos negativos. É valido um maior incentivo na redução
das causas desses efeitos originados pelos entulhos, como por exemplo,
redução na fonte geradora e reutilização do material.
2.3. Gestão ambiental de Resíduos da Construção Civil
Como bem destaca Karpinski (2007), o termo "gestão" indica planejar,
organizar, liderar e controlar as pessoas que constituem uma organização
e consequentemente, as atividades por elas realizadas. Em relação aos
Resíduos de Construção Civil (RCC), a gestão como um todo está sendo
iniciada como se fosse um aprendizado e a indústria da construção civil
brasileira já esta dando os primeiros passos.
Algumas cidades brasileiras ainda sofrem com a falta de uma adequada
gestão de resíduos da construção civil. Muitas vezes a falta de
conhecimento da legislação que rege as normas de gerenciamento do
entulho, que responsabiliza os agentes envolvidos pela sua geração e o
agente responsável pela formulação dessa política de gestão, e até mesmo
a falta de interesse pelos governantes chega a dificultar a prática da
correta forma de manejo e tratamento desses resíduos.
O gerenciamento de resíduos de construção tem sua base legal na Lei
Federal-Resolução do CONAMA n° 307 (2002), que estabelece a gestão
dos resíduos de construção civil, criando diretrizes, critérios e
procedimentos para a gestão dos resíduos, e disciplina as ações
necessárias de forma a minimizar os impactos ambientais.
Conforme esta resolução, é papel do poder público municipal implementar
um sistema de gestão que seja capaz de reduzir a disposição irregular dos
resíduos, dando o destino adequado aos mesmos, que destine aos
geradores a responsabilidade de inclusão do gerenciamento dos resíduos
nos canteiros e que destinem o dever de responsabilidade aos fabricantes
de buscar soluções em sua linha de produção em um sistema fechado, ou
seja, capaz de produzir um bem e receber o resíduo gerado para uma
reciclagem e fabricação do novo produto.
A Resolução n° 307 (2002) ainda considera a necessidade urgente de que
seja implementado o Sistema de Gestão Integrada de Resíduos Sólidos
37
Urbanos que proporcione benefícios de ordem social, econômica e
ambiental para o município.
2.3.1. Cidades em destaque na gestão de RCC no Brasil
Apesar de a prática de gestão ambiental aparentar ser recente no Brasil,
muitas cidades brasileiras se tornaram pioneiras na gestão do entulho e
servem de exemplo a ser seguido por muitas outras localidades. A partir de
2002, destaca-se, no Brasil, o estabelecimento de políticas públicas,
normas, especificações técnicas e instrumentos econômicos, voltados ao
equacionamento dos problemas resultantes do manejo inadequado dos
resíduos da construção civil. Este conjunto de políticas, normas e
instrumentos econômicos colocam o país em destaque entre os situados
no Hemisfério Sul. (MINISTÉRIO DAS CIDADES, acesso em 03.05.2011).
A planilha do Ministério das Cidades (acesso em 03.05.2011) destaca
alguns municípios brasileiros com ações mais expressivas no
gerenciamento dos resíduos de construção, como a cidade de Belo
Horizonte que é destacada como a pioneira na implantação de política
pública para gestão dos RCC, teve o seu processo iniciado em 1993.
Outras cidades como Curitiba, Diadema, Gurarulhos, Joinville, Rio de
Janeiro, Salvador, São Bernardo, São José do Rio Preto e São Paulo já
possuem ou estão em implantação de Planos Integrados de
Gerenciamento dos Resíduos de Construção instituídos em Decretos e
Regulamentos.
A experiência do plano integrado de gerenciamento dos resíduos de
construção em algumas cidades brasileiras tem mostrado resultados
promissores tanto para a população quanto para o poder público. O plano
bem estruturado possui a capacidade de promover aos moradores do
município uma melhor qualidade de vida, pois reduz a quantidade de lixo
descartado em locais inadequados e possibilita assim um menor custo à
administração pública para remoção destes resíduos despejados de forma
ilegal.
Os planos municipais têm a finalidade de promover ações de captação dos
pequenos volumes de entulho, através de equipamentos públicos
destinados ao transbordo e triagem desses resíduos. O papel desses
pontos de captação é de grande importância, visto que os pequenos
volumes oriundos de pequenas obras representam uma grande parcela de
RCC produzidos nos municípios. Além disso, os entulhos deixariam de ser
38
descartados diariamente em áreas mais vulneráveis das cidades como
córregos, fundos de vales, áreas de proteção ambiental, entre outras.
Portanto, um aspecto relevante desse modelo é a redução do número de
áreas de descartes irregulares e o correto gerenciamento por parte dos
gestores de limpeza pública (MARQUES NETO & SCHALCH, 2006).
A criação e manutenção de parâmetros e procedimentos em obra para a
gestão diferenciada dos resíduos de construção civil são fundamentais
para assegurar o descarte adequado desses materiais. Essas ações,
quando executadas amplamente por empresas do setor, promovem a
minimização substancial dos impactos ambientais que a disposição
inadequada dos resíduos gera e contribuem para evitar a necessidade de
soluções emergenciais. A gestão corretiva é a situação típica da maioria
dos municípios brasileiros, com ações de caráter não preventivo, repetitivo,
custoso e, sobretudo, ineficiente (KARPINSKI,2007).
Importante destacar que cada município possui leis e decretos específicos
para o tratamento do RCC, umas mais corretivas e outras menos, e para
sua correta aplicação é essencial a participação popular e a constante
conscientização da educação ambiental. Outro ponto importante é a
transparência por parte dos governantes, mostrando os resultados
positivos que o município ganha com a participação dos envolvidos na
cadeia.
2.3.2. Situação atual da gestão de RCC na cidade do Recife
A cidade do Recife tem se destacado na ultima década pela
potencialização da construção civil. Costuma-se ver a presença marcante
das obras conhecidas como “arranha-céus”, onde a cidade tem dado lugar
à verticalização do ambiente urbano. Esse crescimento acelerado na
cidade causou a ocupação inadequada do espaço urbano, ou seja, sua
habitação tem crescido de forma desordenada em locais de taludes e
encostas sujeitos a deslizamentos.
Segundo (VALENÇA, et al., 2008) na cidade do Recife há o lançamento de
resíduos sólidos urbanos nos corpos d’água, entre eles os resíduos da
construção civil, apesar de estudos apontarem que a cidade realiza a
coleta do lixo gerado em 90%-99% dos domicílios. O resultado se
consubstancia em inundações e enchentes freqüentes, causando perdas
econômicas, sociais e ambientais.
39
O interesse do Poder Público pelas questões relativas aos RCC, em geral,
e pelas oportunidades de negócios nesse setor, em particular, tornou-se
mais evidente na cidade do Recife, a partir de 1998, quando o decreto
municipal nº 18.082 estabeleceu as regras para a prestação dos serviços
de coleta, transporte e disposição final desse tipo de resíduo. De fato, foi a
partir desse decreto que várias empresas de coleta de entulho surgiram na
cidade, motivadas não só pela regulamentação dos serviços, mas pela
facilidade em iniciar esse tipo de negócio em razão das baixas barreiras de
entrada (VALENÇA 2004, citado por VALENÇA, et al., 2008).
Apesar de o problema com o crescente volume de RCC gerado na cidade
do Recife, a mesma tem investido em estudos e leis para inovação no
modelo de gestão de RCC. O município trouxe um grande avanço em 2005
com a aprovação da Lei Municipal n° 17.072/2005, de 03 de janeiro de
2005, na qual estabelece diretriz e critérios para o programa de
gerenciamento de resíduos da construção civil.
A cidade ainda conta com incentivos na implantação de gerenciamento nos
canteiros de obra. Como mostra um estudo feito por (SOUZA et al., 2008) a
implantação do modelo de gestão de resíduos em canteiro de obras de
construção civil apresenta resultados satisfatórios e as empresas têm
demonstrado seu interesse em exercer a responsabilidade sobre os
resíduos destinando-os de forma adequada.
Guerra (2009) destaca que o Sindicato da Indústria da Construção Civil do
Estado de Pernambuco – SINDUSCON/PE assumiu em 2005 o
compromisso de realizar uma parceria com o Grupo de Pesquisa de
Engenharia Aplicada ao Meio Ambiente – AMBITEC – da Escola
Politécnica da Universidade de Pernambuco – POLI/UPE e o SEBRAE
para desenvolver um programa de gerenciamento de resíduos de
construção e demolição, onde foi montado um programa piloto de gestão
dos resíduos em canteiros de obras na Região Metropolitana do Recife,
utilizando-se a Metodologia Obra Limpa.
Ainda assim constata-se que na região metropolitana do Recife falta um
maior incentivo para uma gestão de RCC que vise o benefício da
reciclagem do entulho e que seja capaz de atender a critérios para
atendimento da Resolução CONAMA n° 307 (2002). A cidade ainda não
conta com uma usina de reciclagem.
40
Atualmente há a presença de duas usinas de beneficiamento de entulho no
estado de Pernambuco: uma em Petrolina, com capacidade de
processamento de 30 toneladas/h e outra no município de Camaragibe,
com capacidade de reciclar 40 toneladas/h de entulho, Apêndice.
Assim destaca-se a necessidade de um modelo de gestão de RCC que
vise não apenas resolver problemas urgentes que o acúmulo do material
pode causar, mas sim de um modelo de sustentabilidade que busque uma
maior vida útil dos aterros sanitários, como por exemplo, o meio de
incentivo da reciclagem do entulho.
2.4. Risco ambiental associado ao Resíduo de Construção Civil
De acordo com a Legislação Federal Brasileira, Resolução n° 1 (CONAMA,
1986) a expressão impacto ambiental é caracterizada como sendo toda
alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio
ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante
das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam a saúde, a
segurança e o bem-estar da população, as atividades sociais e
econômicas, a biota, as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente
e a qualidade dos recursos ambientais.
Vale lembrar que os impactos negativos causados pela disposição irregular
do RCC vão além da questão ambiental. Envolve também uma questão de
saúde pública e de ordem econômica a ser enfrentada pelas cidades.
Os estudos sobre a toxidade do RCC ainda são considerados recentes.
Segundo Zordan (1997), nos EUA a produção e disposição de resíduos
estão se tornando ainda mais problemáticas, com as novas
regulamentações sobre o assunto. As novas descobertas sobre a
toxicidade de certos materiais de construção (como a madeira tratada) têm
causado reivindicações de aumento na segurança e melhores salários para
os trabalhadores nos aterros.
Karpinski (2007) destaca que as áreas degradadas podem colocar em risco
a estabilidade de encostas e taludes, comprometendo o fluxo da drenagem
urbana, demonstrando que os responsáveis pela disposição dos resíduos
não estão preocupados com os custos sociais que a atividade representa
para a cidade.
41
Apesar de o entulho ser considerado um material inerte, ele possui
concentração de produtos tóxicos, como sobras de tintas e solventes, que
podem ser prejudiciais ao meio ambiente se depositados de forma
irregular. Ainda é importante analisar que a disposição inadequada de
resíduo de construção em locais abertos é um atrativo para o acúmulo de
outros tipos de resíduos, sejam eles domésticos ou industriais, tendo estes,
muitas vezes, uma alta carga de materiais pesados que podem contaminar
de forma direta o solo e o lençol freático.
2.5. Concreto e argamassa confeccionados com agregados
Reciclados de Construção Civil (RCC)
2.5.1- Caracterização de agregados reciclados utilizados em concreto
O acompanhamento dos estudos relativos às propriedades dos agregados
reciclados é de grande importância para a confecção do concreto e
argamassa, pois a existência da variabilidade das características dos
agregados naturais (porosidade, mineralogia); a procedência do resíduo
sendo ele de construção ou demolição e a etapa da obra que foi coletada
podem afetar significativamente na qualidade do agregado reciclado
gerado. Para tanto a qualidade do concreto ou argamassa pode ser
afetada pela falta de um estudo mais adequado da origem do resíduo e
suas características.
A qualidade dos agregados reciclados é condição chave para garantir a
sua aplicabilidade, sendo esta condicionada por todas as etapas que
levaram à sua produção, desde a origem dos RCC (influenciada, por
exemplo, pela seletividade da demolição e pela existência ou não de
triagem em obra), até todo o processo de reciclagem e da seqüência e
número das etapas que o constituíram (ALGARVIO, 2009).
Devido o agregado reciclado se tratar de um material bastante
heterogêneo, o que pode afetar de forma direta em suas propriedades
mecânicas, em geral é necessário o conhecimento de algumas de suas
características antes de sua utilização visto a importância da garantia dos
serviços. Para tanto como base do estudo do concreto e argamassa
confeccionados com agregados reciclados é importante um estudo
preliminar de algumas características como composição, teor de
contaminantes, granulometria, teor de material pulverulento e capacidade
de absorção de água, características essas que podem influenciar de
forma significativa na qualidade do concreto e argamassa.
42
2.5.1.1- Características quanto à composição granulométrica
A distribuição granulométrica é importante na determinação de
características de argamassas e concretos, influenciando na
trabalhabilidade, na resistência mecânica, no consumo de aglomerantes,
na absorção de água, na permeabilidade etc. A granulometria dos
reciclados varia conforme o tipo de resíduo processado, os equipamentos
utilizados, a granulometria do resíduo antes de ser processado e outros
fatores. Assim, a curva granulométrica é característica específica de cada
tipo particular de resíduo reciclado (LIMA, 1999).
Conforme Levy (2001), ainda não existe uma conformidade clara no meio
técnico científico quando se trata da composição granulométrica de
agregados reciclados, assim a curva granulométrica não deve ser levada
como parâmetro exclusivo para a seleção de agregados a serem utilizados
nos concretos.
A análise de agregados reciclados de resíduos de concreto para dosagens
estruturais foi estudada por Gonçalves (2001), e observou-se que grande
quantidade de finos passou pela peneira 0,15 mm, o que representou
quase 10 % da massa do ensaio, enquanto o agregado natural ficou em
torno 0,5%, segundo o autor isto se deve ao fato da presença de partículas
de cimento não hidratadas.
A utilização do resíduo da construção civil na produção de concreto e
argamassa foi analisada por Zordan (2007) e Paula (2010),
respectivamente, onde se pode constatar que a composição
granulométrica do agregado miúdo reciclado evidenciaram maiores valores
de concentração do material fino entre as peneiras 0,15 e 0,3mm.
Ainda em seu estudo Paula (2010) constatou que as curvas
granulométricas do agregado miúdo reciclado e do pó-de-pedra
mostrarammateriais com granulometria contínua e suas curvas
demonstraram características similares, sendo este aspecto ponto positivo
para a produção de concretos, visto que a continuidade representa um
material com bom arranjo entre suas partículas.
Já o estudo realizado por Rodrigues (2011) que avaliou as propriedades
mecânicas de concretos produzidos com agregado miúdo reciclado, a
autora constatou que os agregados miúdos reciclados estavam dentro do
43
limite estabelecido pela ABNT (2005a) e a continuidade do material fino
também foi observada, como demonstra a Figura 2.2. De acordo com a
norma o diâmetro máximo é o valor correspondente à abertura da peneira
que apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente
inferior a 5% em massa.
Figura 2.2: Curvas granulométricas do agregado miúdo natural (AMN) e agregado miúdo reciclado e dos respectivos limites estabelecidos pela NBR ABNT (2005a), aplicada à agregado miúdo de concreto (RODRIGUES, 2011).
Esta continuidade do agregado reciclado também foi constatada na
pesquisa de Leite (2001), onde se verificou que as curvas granulométricas
do agregado miúdo reciclado e do agregado graúdo reciclado evidenciaram
materiais com uma granulometria contínua, o que demonstra um melhor
arranjo entre as partículas, e representa um aspecto positivo para a
produção de concretos.
De acordo com a revisão da literatura o material reciclado pode apresentar
como ponto positivo a característica da continuidade tanto do material
miúdo como do graúdo, como foi constatado em alguns estudos. Para tanto
fatores como origem dos materiais, tipo de beneficiamento e
métodoconstrutivo podem ser um fator significante na variação da
granulometria do material e pode afetar a característica da continuidade
dos agregadosreciclados, portanto destaca-se a importância do estudo da
composição granulométrica do resíduo para a sua adequada utilização.
2.5.1.2- Características quanto ao teor de material pulverulento
O teor de material pulverulento é classificado como a porcentagem de finos
passantes na peneira # 0,075, sabe-se que quanto maior a quantidade de
44
finos no concreto aumenta-se a absorção de água do mesmo e
consequentemente tem-se a redução da resistência mecânica.
Os materiais pulverulentos são considerados como partículas minerais,
inclusive as partículas solúveis em água, presentes no agregado miúdo. A
presença de partículas finas, até o limite recomendado pela norma, pode
auxiliar no preenchimento dos vazios da areia da argamassa, o que facilita
o envolvimento da areia pelo cimento, já o excesso dessas partículas na
mistura do concreto poderá causar prejuízos às propriedades do concreto,
pois as mesmas envolvem as partículas do cimento.
A Tabela 2.4apresenta a variação do teor de material pulverulento
encontrado na literatura. Vale lembrar que a NBR 7211 (2005) estipula um
valor máximo de 1% de teor de material pulverulento para agregado graúdo
reciclado, enquanto a NBR 15116 (2004) determina o valor limite máximo
de teor de material pulverulento do agregado miúdo reciclado em 20%. Em
casos de agregados naturais, a NBR 46 (2003) determina como percentual
máximo no agregado miúdo natural 6,5%, e a NBR 7211 (2005) estipula
este valor para o graúdo natural em 3% no caso de concretos submetidos a
desgaste superficial e 5% para concretos protegidos ao desgaste.
Tabela 2.4: Valores de teor de material pulverulento encontrados na literatura (Tenório 2007; Reis, 2009; PAULA, 2010; Rodrigues, 2011).
Teor de material
pulverulento (%)
Granulometria Origem Referência
14,23 < 9,6 mm RCC Souza (2001)
13,17 < 12,5 mm RCC Oliveira (2002)
6 < 9,5 mm RCC Carneiro (2005)
8,61 Miúdo RCC Tenório (2007)
0,75 Graúdo RCC Tenório (2007)
0,45 Graúdo RCC + concreto Tenório (2007)
4,77 < 12,5 mm Blocos cerâmicos Barbosa Jr. (2008)
4,52 < 12,5 mm Blocos cerâmicos Barbosa Jr. (2008)
7,89 < 12,5 mm Corpos de prova
de concreto
Barbosa Jr. (2008)
10,4 Graúdo RCC Leite e Lima (2009)
0,7 Miúdo RCC Leite e Lima (2009)
10,0 Miúdo RCC Reis (2009)
10,09 Miúdo RCC Paula (2010)
8,7 Miúdo RCC Rodrigues (2011)
45
A variação encontrada pela literatura para o valor do teor de material
pulverulento encontrado nos agregados de resíduos de construção é
visível, para tanto este parâmetro tem que ser controlado, pois tem
influência direta na qualidade do concreto. Esses finos em porcentagem
equilibrada podem produzir um bom efeito ao concreto, como afirma Neville
(1997) citado por Tenório (2007) uma mistura deve ter certa quantidade de
material passante na peneira # 0,3 mm para que seja coesiva e
trabalhável. Porém em quantidades elevadas, os finos podem causar
danos ao concreto como fissuração, perda de resistência mecânica e
durabilidade, pois o excesso de finos aumenta o consumo de água da
massa do concreto.
2.5.1.3- Características quanto à porosidade e absorção de água
Uma das características marcantes que difere o material reciclado dos
agregados naturais é a maior absorção de água, pois o resíduo de
construção é composto por materiais porosos como argamassas,
componentes de alvenaria, e grande quantidade de finos aderidos ao
agregado, assim o reciclado apresenta taxas de absorção significativas.
Vários estudos revelam que os agregados reciclados possuem formas
alongadas, irregulares e com textura mais áspera, tais características são
pontos importantes que comprovam a capacidade de uma maior absorção
de água dos reciclados.
Santos (2008) realizou estudos que avaliaram a taxa de absorção de água
em dois tipos distintos de RCC e pode-se comprovar que tanto a
micrografia quanto a morfoscopia dos dois tipos de agregados reciclados
confirmaram uma textura mais áspera em comparação ao agregado
convencional, o que pode refletir diretamente nas propriedades mecânicas
dos concretos reciclados.
Em sua pesquisa Cabral (2007), observou que os agregados graúdos
reciclados de cerâmica vermelha e de argamassa, são os que possuem
maior velocidade de absorção de água, e chega a absorver
aproximadamente 80% de toda a água que seria absorvida em 24 horas
em apenas 10 minutos, Figura2.3.
46
Figura 2.3: Curvas de absorção de água dos agregados reciclados (CABRAL, 2007). AGC- agregado graúdo de concreto; AGA- agregado graúdo de argamassa; AGCV- agregado graúdo de cerâmica vermelha; AMA- agregado miúdo de argamassa; AMC- agregado miúdo de concreto; AMCV- agregado miúdo de cerâmica vermelha.
Tenório (2007) analisou a absorção de água dos agregados graúdos
reciclados e constatou que ao tempo de 1 minuto os agregados já tinham
alcançado, em média, 65% da absorção total e que aos 10 minutos já tinha
chegado a praticamente 90% da absorção, Figura 2.4.
Figura 2.4: Curvas de absorção de água em função do tempo para os agregados graúdos reciclados (TENÓRIO, 2007). G1: materiais contendo pasta de cimento e G2: rochas
O fator consumo de cimento tem que ser destacado na confecção do
concreto reciclado, a grande capacidade de absorção de água dos
agregados reciclados gera um maior consumo de cimento no concreto, o
que muitas vezes torna o concreto oneroso e inviável. Em um estudo
realizado por (OLIVEIRA, OLIVEIRA e FERREIRA 2008) constatou que
para manter o mesmo fator água/cimento (a/c) e o slump no concreto
produzido com agregado de resíduo obteve-se um aumento no consumo
de cimento de 50% para o traço com a/c igual a 0,57 , e 73% para o traço
47
com a/c igual a 0,68, esse aumento considerável no consumo de cimento
pode ser explicado devido a maior capacidade de absorção do agregado
reciclado que para manter o mesmo nível de abatimento teve-se a
necessidade de uma maior quantidade de água na confecção do concreto.
Reis (2009) constatou que o agregado miúdo reciclado apresentou uma
alta taxa de absorção de água 18,8%, o que representa um valor maior que
o limite estabelecido pela ABNT (2004b). A autora observou que em 10
minutos de ensaio o agregado já teria absorvido 75% do valor total de
absorção de água em 24 horas, Figura 2.5. Reis (2009) ainda destaca que
durante a mistura do concreto para que o agregado de RCC não absorva a
água de amassamento, comprometendo a relação a/c e,
conseqüentemente, a reologia e propriedades mecânicas do concreto,
utilizou-se uma taxa de compensação de 75%.
Figura 2.5: Curva de absorção no tempo para o agregado miúdo de RCC (REIS, 2009).
Rodrigues (2011) destaca que a massa específica e o teor de absorção de
água são propriedades inversamente proporcionais, pois quanto menor a
densidade maior será o número de poros presentes no grão. Em sua
pesquisa a autora constatou que a taxa de absorção do agregado miúdo
reciclado foi cerca de 10 vezes maior que o agregado miúdo natural,
Tabela2.5.
Tabela 2.5: Resultado dos valores de absorção dos agregados. (RODRIGUES, 2011).
Fração
granulométrica
Tipode material Absorção de água após
24h (%)
Miúdo Natural 1
Reciclado 10,28
Graúdo Natural 0,33
48
Destaca Mehta e Monteiro (1994) que como uma primeira aproximação, a
absorção de água de um agregado pode ser usada como uma medida de
sua porosidade e resistência. Para tanto fica comprovado que um estudo
mais detalhado do agregado reciclado quanto à capacidade de absorção
do agregado é de grande importância, pois de certa forma pode-se prever
o aumento no consumo de cimento, aumentando-se o custo final do
concreto produzido, o que torna inviável o seu uso no mercado. Da mesma
forma seu estudo também é importante para prever sua capacidade de
consumo de água, o que afeta diretamente nas propriedades de resistência
à compressão do concreto.
2.5.1.4- Características quanto à massa unitária e a massa específica
Para efeito de dosagem do concreto, é importante conhecer o volume
ocupado pelas partículas do agregado, incluindo os poros existentes dentro
das partículas. Considera-se massa específica a massa do material por
unidade de volume, incluindo os poros internos das partículas e a, massa
unitária, a massa das partículas do agregado que ocupam uma unidade de
volume, sendo estas duas massas importantes para o conhecimento de
uma dosagem inicial do concreto.
A massa específica é uma característica que está relacionada diretamente
com a porosidade do agregado. Na literatura inúmeros autores consideram
que a massa específica e a massa unitária do agregado reciclado possuem
valores menores que dos agregados naturais.
A redução da massa específica dos agregados reciclados se deve as
características das matérias-primas dos mesmos que possuem uma menor
densidade que os agregados graúdos naturais (CABRAL, 2007). Já a
redução da massa unitária dos agregados reciclados ocorre tanto pela
redução da própria densidade do material e da alta porosidade
característica do material como também pela forma irregular das partículas
dos agregados.
Estudos como o de Lima (1999) constataram que os agregados reciclados
de concreto apresentam massa específica maior que os reciclados de
alvenaria e a parcela graúda de reciclados de concreto apresenta menor
49
diferença com relação ao agregado convencional que a parcela miúda, isto
se deve ao menor teor de argamassa aderida.
Em agregados naturais a massa unitária aproximada dos agregados
comumente usados em concreto normal varia de 13,0 a 17,50 KN/m³
(MEHTA e MONTEIRO, 1994), já em agregado de RCC a massa unitária
apresenta-se numa faixa menor que 10,0 KN/m³, assim como a massa
específica que, no geral, apresenta valores relativamente mais
baixos(REIS,2009).
Já em seu estudo Cabral (2007) constatou que as massas específicas do
agregado graúdo e miúdo para uma mesma matéria-prima apresentaram
valores distintos, como mostra a Figura 2.6. Segundo ao autor o que
justifica a maior massa específica para os agregados miúdos reciclados se
deve ao processo de moagem do material que durante a quebra da
matéria-prima pode-se gerar um agregado miúdo reciclado com menor
quantidade de poros que os agregados graúdos, ou seja, uma maior massa
por volume.
Figura 2.6: Massa específica dos agregados miúdos e graúdos (CABRAL, 2007).
Rodrigues (2011) encontrou valores comuns utilizados para massa
específica e massa unitária do agregado graúdo reciclado, já para o
agregado miúdo reciclado sua massa específica chega a ser 3% menor
que a do agregado natural e em relação à massa unitária a mesma chegou
a ser 18% inferior para o agregado miúdo reciclado em relação ao natural,
Tabela2.6.
50
Tabela 2.6: Resultados de massa específica e massa unitária dos agregados. (RODRIGUES, 2011).
Fração
granul.
Tipode
material
Massa
específica
(KN/m³)
Relação com o
natural (%)
Massa
unitária
(KN/m³)
Relação
com o
natural (%)
Miúdo Natural 26,2 - 14,5 -
Reciclado 25,4 96 12,0 82
Graúdo Natural 27,0 - 13,8 -
De acordo com os estudos citados, é notável que os valores encontrados
para a massa específica e unitária dos agregados reciclados representam
valores bastante variados. Para Cabral (2007) a possível explicação para a
redução das massas específica e unitária dos agregados reciclados de
concreto e argamassa, está na constituição dos mesmos por uma
considerável parcela de matriz de cimento. Segundo o autor, essa matriz
de cimento geralmente é menos densa que os agregados naturais e
geralmente há uma inclusão de poros, o que torna esses agregados menos
densos que os naturais, assim a massa específica e a massa unitária
desses agregados reciclados vão dependerem bastante da matriz de
cimento.
2.5.1.5- Resistência à compressão e módulo de elasticidade
A resistência à compressão, a resistência à abrasão e o módulo de
elasticidade dos agregados são propriedades inter-relacionadas, que são
muito influenciadas pela porosidade (MEHTA e MONTEIRO,
1994).Concretos produzidos com agregados reciclados possuem pelo
menos dois terços daresistência à compressão do concreto confeccionado
com o agregado natural (MEHTA e MONTEIRO, 2008).
O estudo da resistência à compressão do concreto produzido com
agregado reciclado é de grande importância para o conhecimento de sua
capacidade de absorção de carga, assim tem-se o conhecimento de sua
possível aplicação em obras de construção. Muitas experiências práticas
mostram que o agregado reciclado apresenta uma característica de fácil
ruptura no maciço do agregado. Assim tem-se a comprovação de que o
agregado reciclado possui um plano de ruptura em seus grãos, já nos
concretos com agregados naturais, o plano de ruptura se demonstra na
pasta, com isso tem-se que a resistência do concreto limitasse a
capacidade de resistência do agregado.
51
Leite (2001) estudou as propriedades mecânicas de concretos produzidos
com RCC, e afirma que a interface pasta agregado é melhorada para
agregadosreciclados, pois, devido à sua alta porosidade, há uma maior
aderência, física, além da formação de produtos de hidratação nos poros
superficiais dos agregados. Contudo, devido à maior fragilidade do grão, a
resistência final é reduzida.
Em concretos convencionais, produzidos com agregados naturais, densos
e resistentes, a resistência à compressão tem influência na porosidade da
matriz e na zona de transição. Já em concretos reciclados, nos quais
valores de resistências à compressão tendem a serem inferiores à dos
convencionais, a ruptura se faz nos agregados, levando-os a ser o
elemento determinante nesta propriedade para esses concretos (ARAGÃO,
2007).
Embora a literatura aponte a redução da resistência à compressão com o
aumento da substituição do agregado natural por reciclado em concretos,
há registros de estudosque indicam um ganho na resistênciado concreto
reciclado em relação ao concreto de referência para um mesmo traço.
Muitos autores como Butler (2003) atribui esse ganho devido à grande
quantidade departículas não hidratadas de cimento presente no material, à
qualidade do agregado reciclado,o efeito da pozolanicidade presente nos
agregados miúdos, e ainda, a “cura úmida” interna porparte do agregado
reciclado, fenômeno que ocorre com os agregados leves de alto poder de
absorção.
Em seu estudo Buttler (2003) destaca que alguns procedimentos adotados
na mistura são decisivos na determinação das propriedades físicas e
mecânicas do concreto. Segundo o autor, há três métodos que são
influenciados pela condição do agregado na mistura, podendo ser o
agregado reciclado na condição não saturada (estado seco); agregado
reciclado na condição semi-saturada e o agregado reciclado na condição
saturada. Abaixo segue algumas observações feitas em seu estudo:
i) agregado na condição não saturada:
“Caso todos os componentes da mistura sejam colocados simultaneamente
na betoneira, o agregado reciclado estará na condição não-saturada.
Devido a isso, o agregado absorverá grande quantidade de água e
partículas de cimento da mistura; o resultado será um aumento na
densidade do agregado e, conseqüentemente, enfraquecimento da zona
de transição acarretando uma diminuição da resistência.”
52
ii) agregado na condição semi-saturada:
“Nestas condições, a presença de água na superfície do agregado
provocará uma retenção de grande quantidade de partículas de cimento
ocasionando uma excelente aderência pasta/agregado. O agregado
reciclado por não estar completamente saturado continuará absorvendo
água da mistura fresca até atingir a condição saturada; quando no estado
endurecido, a água que foi absorvida pelo agregado será mobilizada para a
matriz de cimento acarretando um efeito conhecido como “cura interna”,
que melhorará as características da matriz hidratando as partículas
remanescentes de cimento não-hidratado.”
iii) agregado na condição saturada:
“Para agregados que são previamente saturados antes da mistura,
ocorrerá a mobilização de água na pasta fresca. A água absorvida pelo
agregado pode ser considerada como sendo água livre e, portanto quando
mobilizada na mistura fresca acarretará um aumento da relação
água/cimento na zona de transição, fato este que aumentará o índice de
vazios e redução da resistência.”
Como visto nos estudos, a uma diversificação nos resultados encontrados
na literatura, para tanto é de grande importância o estudo prévio das
características do agregado reciclado quanto ao seu comportamento
relativo à resistência a compressão, pois vários estudos comprovam a
inter-relação destas características do agregado com as características do
concreto produzido.
2.5.1.6- Módulo de elasticidade
A porosidade é uma das propriedades que maisafetam o módulo de
elasticidade do concreto. Isso se deve ao fato de que a porosidade
doagregado determina sua rigidez, o que por sua vez, controla a
capacidade do agregado resistir à deformação da matriz (MEHTA&
MONTEIRO, 2008).
O módulo de elasticidade é uma propriedade que está diretamente
relacionada ao tipo e à quantidade de agregado graúdo que o concreto
possui(GONÇALVES, 2001). Em seu estudo o mesmo examinou a
influência do agregado reciclado no valor do módulo de elasticidade do
concreto, e concluiu que existe uma grande inter-relação entre o agregado
53
reciclado e o módulo de elasticidade, ou seja, teve-se uma diminuição de
seu valor proporcional ao aumento do grau de substituição do agregado
natural.
Fatores como relação a/c, teor e densidade dos agregados reciclados são
variáveis que influenciam nos valores do módulo de elasticidade, de forma
que quanto maiora relação a/c e o teor de agregado graúdo reciclado
utilizado na mistura do concreto,menor será o valor do módulo de
elasticidade (LEITE, 2001).
A Figura 2.7 apresenta as curvas de módulo de elasticidade x relação a/c
paraconcretos com diferentes teores de substituição de agregado miúdo e
graúdo reciclado analisado por Leite (2001), o que confirma que o aumento
do teor da relação a/c provoca uma diminuição no valor do módulo
deelasticidade. O autor ainda verificou que o agregado graúdo reciclado
tem uma maior contribuição nadiminuição do valor deste parâmetro,
enquanto que o concreto fabricado com 100% de agregado
miúdoapresenta valores superiores que o concreto de referência em todas
as relações estudadas. Leite (2001) atribuiu esse comportamento à
melhoria da matriz e da zona de transição do concretocom agregado miúdo
reciclado.
Figura 2.7: Curvas de módulo de deformação em função da relação a/c (LEITE, 2001).
A diminuição do módulo de elasticidade com o incremento de agregado
reciclado na mistura também pode ser observada por Rodrigues (2011),
chegando a reduções entre 5% aos 91 dias para concretos com 50% de
teor de agregado miúdo reciclado e 15% para concretos com 100% de
54
agregados miúdos reciclados. A autora atribui esse comportamento à
menor massa específica do agregado reciclado.
2.5.1.7- Cuidados com a contaminação do agregado reciclado pelo
gesso da construção civil
Na coleta do material reciclado de construção tem-se a preocupação de
reduzir ao máximo a contaminação do agregado reciclado pelo gesso,
material este usado em grande escala nas obras, seja na forma de
divisórias ou na forma de fôrro. Para tanto uma coleta seletiva dentro do
canteiro de obra é de grande importância para que se evite a contaminação
do resíduo. Ainda pouco se conhece sobres os efeitos que o gesso pode
causar ao concreto e argamassa, mas alguns estudos já revelam que
agregados reciclados contaminados pelo gesso podem causar danos ao
concreto e à argamassa.
Para Aguiar (2004) a presença do gesso no resíduo de construção é capaz
de provocar efeito danoso ao concreto e à argamassa, pois de acordo com
a autora, os sulfatos em presença de compostos de alumínio e cálcio como
C3A6, por exemplo, levam à formação de produtos expansivos que
provocam fortes tensões internas e à fissuração desses materiais. Já Vieira
(2008), afirma que a presença do gesso em agregados reciclados pode
causar problemas de tempo de pega e expansibilidade dos produtos a
base de cimento.
Ainda de acordo com a autora não há um consenso no meio técnico quanto
ao valor limite para os sulfatos nos agregados reciclados, estes valores
chegam a variar entre 0,15% a 1%. Já segundo Agopyanet al. (2005)
citado por Vieira (2008) os limites para utilização dos resíduos de
construção contaminados com gesso são entre 0,5 a 1,0% da massa total
do concreto.
Segundo Aguiar (2004) os estudos de Gallias (1998) concluíram que a
porcentagem de 0,3 a 0,8% de sulfatos expressos em SO3 nos agregados
reciclados que analisou não foram suficientes para produzir expansão
consideráveis nos concretos e argamassas, o que só verificava quando
esse valor atingia a 1,2% em massa de agregado.
Já em seu estudo Aguiar (2004) estudou a influência dos agregados
miúdos contaminados por gesso em argamassa de revestimento, o mesmo
55
conclui que o agregado reciclado contaminado por baixos teores de gesso
de construção utilizados para produção de argamassas é suficiente para
produzir alterações significativas no desempenho mecânico das
argamassas e nos seus níveis de sulfatos solúveis.
De acordo com Marcondes (2007), através das análises obtidas por Jonh e
Cincotto (2003), os mesmos afirmam que a presença de gesso é um
limitante importante, posto que a reação entre os aluminatos do cimento e
o sulfato do gesso em presença de umidade gera a estringita, composto
que ocupa volume muito maior que os reagentes originais, criando tensões
expansivas que levam à desagregação das peças de concreto.
Não existe uma especificação na forma de separação do gesso no resíduo
de construção, geralmente a triagem é feita de forma visual, o que dificulta
a separação dos finos do gesso no material miúdo reciclado, o que
consequentemente pode gerar danos às características mecânicas do
concreto e argamassa, com isso deve-se ter uma cautela na coleta do
resíduo na obra ou na hora do beneficiamento do material na usina de
reciclagem, de forma a reduzir a quantidade de contaminação do resíduo
pelo gesso evitando-se a produção de produtos que não atendam as
especificações mínimas de qualidade exigidas pela indústria da
construção.
2.5.2- Propriedades do concreto confeccionado com agregados de
RCC
Analisado algumas propriedades dos agregados reciclados, neste item
daremos ênfase às características físicas e mecânicas do concreto
confeccionado com agregado reciclado, visto que as substituições dos
agregados naturais pelos agregados reciclados alteram tanto as
características mecânicas do concreto como a sua durabilidade e as
características dos agregados reciclados tem influência direta nas
propriedades do concreto produzido. Para tanto se salienta a necessidade
do entendimento entre a relação existente entre agregado e concreto para
o conhecimento adequado de sua capacidade de aplicação na construção
civil.
56
2.5.2.1- Propriedades no estado fresco
a) Trabalhabilidade e relação água-cimento
Os agregados reciclados, como já comentados anteriormente além de
possuírem uma maior capacidade de absorção de água em relação aos
agregados naturais, possuem uma granulometria bastante variada. Estas
características afetam em algumas propriedades do concreto reciclado no
estado fresco, como por exemplo, produzem uma maior perda de
trabalhabilidade e maior absorção de água em relação ao concreto natural.
Afirmam Metha e Monteiro (1994) que em geral, através da influência sobre
a consistência e coesão, a trabalhabilidade da mistura de concreto é
controlada pela quantidade de água, teor de cimento, granulometria dos
agregados, aditivos e outros fatores que afetam a perda de abatimento.
Destaca Tenório (2007) que nos agregados reciclados fatores como a
maior presença de grãos mais finos (teor de finos e/ou materiais
pulverulentos); a forma mais lamelar ou angular dos grãos; a textura
superficial mais rugosa e a maior porosidade (que tanto aumenta a
rugosidade das partículas quanto permite ao agregado absorver parte da
água de mistura) podem prejudicar a consistência do concreto.
Zordan (1997) constatou que os valores da relação a/c são bem maiores
nos concretos reciclados do que nos concretos de referência, concluindo
que isto se deve ao fato da grande capacidade de absorção de água dos
agregados reciclados, principalmente pela fração constituída de material
cerâmico. Ainda verificou que a consistência dos concretos confeccionados
com agregados reciclados em todas as amostras, apresentou-se inferior
que o de referência (R) e que estes valores se aproximam com o aumento
da relação a/c.
Já Gonçalves (2001) realizou um estudo para uma dosagem do concreto
reciclado com as proporções de agregado miúdo (50% areia natural e 50%
agregado miúdo reciclado) e agregado graúdo (100% agregado reciclado)
e obteve os seguintes abatimentos no concreto fresco natural e reciclado,
como mostrado na Tabela 2.7.
57
Tabela 2.7: Resultados dos ensaios no concreto fresco com agregados naturais e agregados reciclados(GONÇALVES,2001).
Propriedade Resultado
Concreto
referência
Concreto
reciclado
Abatimento do tronco de
cone –ABNT (1992)
(mm)
38 9
Massa específica –
ABNT (1987) (KN/m³)
24,90 23,30
Consumo real de
cimento (Kg/m³)
478 447
Os dados da tabela revelam que a utilização dos agregados reciclados
gera uma grande perda de trabalhabilidade na massa fresca do concreto, o
que geralmente está relacionada à sua maior absorção de água. Em sua
pesquisa Gonçalves (2001) ainda observou que nos primeiros minutos, o
agregado graúdo reciclado teve uma absorção de água aproximadamente
três vezes maior do que o material natural e concluiu que esta grande
absorção do material reciclado tira uma quantidade de água que serviria
para dar trabalhabilidade à mistura, e, portanto a massa do concreto
reciclado fica mais seca e menos trabalhável que a com concreto natural.
Em seu estudo Buttler (2003), constatou que nos primeiros dez minutos,
cerca de 88% da água total absorvida foi assimilada pelos agregados
reciclados, enquanto para o agregado natural este valor foi de 63%. Para o
autor esta grande absorção do agregado reciclado deve ser prevista, pois
ela provoca uma perda de trabalhabilidade considerável no concreto
fresco.
A literatura não cita tantas pesquisas que revelem a diferença da
quantidade de água que um concreto reciclado absorve a mais que um
concreto natural para que sejam mantidas as características de
consistência da massa.
Rodrigues (2011) constatou que com o aumento do teor de material
reciclado na mistura tem-se a necessidade de um incremento de cimento e
água na mistura. Observou ainda que enquanto o concreto de referência
obteve uma relação a/c máxima de 0,63, o concreto com 100% de
substituição de agregado miúdo reciclado obteve um valor próximo de 1, o
que representa um valor elevado, Figura 2.8.
58
Figura 2.8: Relação água/cimento em função do teor de substituição do AMR (RODRIGUES, 2011).
Constata-se, portanto, a necessidade de uma atenção maior na confecção
do concreto com agregado reciclado, pois sua maior capacidade de
absorção de água reduz a trabalhabilidade e muitas das vezes o traço tem
que ser corrigido para manter as características de trabalhabilidade do
concreto natural, de forma a não afetar tanto o aumento de consumo
cimento como também reduzir a capacidade de resistência à compressão.
b) Massa específica
Visto que os agregados reciclados possuem uma massa específica menor
do que a do agregado natural, é de se esperar que essa redução venha a
contribuir na redução da massa específica do concreto reciclado no estado
fresco e endurecido. A análise de alguns estudos comprova a ocorrência
deste comportamento no concreto reciclado.
Gonçalves (2001) constatou que com o aumento do nível de substituição
dos materiais naturais pelos reciclados ocorre uma redução na massa
específica do concreto reciclado, segundo o autor isto se deve as
características dos materiais reciclados que possuem muitas partículas de
argamassa, que tem uma densidade menor que dos materiais naturais.
A redução na massa específica entre 4% e 5% foi constatada por Buttler
(2003), que verificou que o grau de hidratação do concreto utilizado para
fabricação de agregado reciclado não exerce influências significativas nos
valores das massas específicas. A Tabela 2.8 demonstra os valores
encontrados pelo autor.
59
Tabela 2.8: Valores de massa específica (BUTTLER, 2003).
Dosagem Massa específica
(KN/m³)
Relação concreto
reciclado/referência
Referência 24,9 1,00
CR1 23,9 0,96
CR7 23,7 0,95
CR28 23,8 0,96
CRNA28 23,6 0,95
Rodrigues (2011) verificou que aumento do teor de substituição do
agregado reciclado na mistura provoca uma maior redução da massa
específica do concreto reciclado e que comparando o concreto de
referência com os concretos reciclados com substituição de 50 e 100% de
agregado miúdo reciclado, na medida em que se tem aumento de
substituição do agregado reciclado para um mesmo traço (1:m), obtém-se
uma redução média de 3%, Figura 2.9.
Figura 2.9: Porcentagem do decréscimo da massa específica dos concretos estudados (RODRIGUES, 2011).
Os resultados apresentados nas pesquisas comprovam que a massa
específica do concreto reciclado em geral é menor que a do concreto de
referência e há uma grande variação entre os valores encontrados na
literatura. Esta redução na massa é influenciada por diversos fatores como,
porosidade, formato dos grãos, natureza dos agregados e textura, que
podem afetar na relação água/cimento da mistura e consequentemente
provocar a redução da massa específica do concreto.
60
2.5.2.2- Propriedades no estado endurecido
a) Absorção
Uma das características que mais difere o concreto reciclado do concreto
convencional é sua alta taxa de absorção quando no estado endurecido,
isso pode ser justificado pelo maior índice de vazios existentes na massa
do concreto reciclado, sendo, portanto propriedades diretamente
proporcionais. Uma alta absorção no concreto pode ser um fator limitante
em sua aplicação e pode afetar diretamente sua durabilidade, para isto é
válido um estudo detalhado da capacidade de absorção do concreto
reciclado no estado endurecido para seu adequado uso.
Como bem destaca Aguiar (2006) os principais mecanismos de transporte
de agentes agressivos no concreto são a permeabilidade e a absorção, o
que são determinantes na vulnerabilidade do concreto aos agentes
externos. O autoralerta ainda para a diferença entre permeabilidade e
absorção, em que a permeabilidade é determinada pela facilidade com que
o concreto se satura com água e depende da porosidade capilar, já o
volume ocupado pelos poros dos concretos é medido pela absorção.
Através de uma análise do comportamento do concreto de referência e do
concreto reciclado com diferentes teores de substituição de agregados
miúdos e graúdos reciclados, Levy (2001) verificou que quando a
resistência do concreto de referência passa de 20 para 40 Mpa, tem-se
uma queda na absorção por imersão de 7,1% para 6,1% e no índice de
vazios de 16,0 para 13,6%. Todavia, à medida que o agregado natural for
substituído por 100% do agregado reciclado, o valor de absorção pode
aumentar mais de 60% em relação ao concreto de referência, dependendo
do agregado escolhido.
Tenório (2007) constatou em seu estudo que os concretos reciclados em
geral apresentaram maior taxa de absorção e maior índice de vazios que
os concretos de referência, o que concluiu que os agregados reciclados
refletiram negativamente na porosidade do compósito, devido suas
elevadas taxas de absorção.
Rodrigues (2011) também produziu concretos reciclados com maiores
taxas de absorção que o concreto natural e constatou que este parâmetro
61
aumentava à medida que se elevava o teor de agregado miúdo reciclado
na mistura, Figura 2.10.
Figura 2.10: Absorção de água dos concretos (RODRIGUES, 2011).
De acordo com a literatura vigente, não resta dúvida no aumento da taxa
de absorção do concreto reciclado em relação ao concreto natural e este
fator pode estar diretamente ligado a propriedades de massa específica,
aumento do índice de vazios, como também pelo aumento da taxa de
absorção dos agregados reciclados.
b) Resistência à compressão simples
A resistência de um material é a capacidade de este resistir à tensão sem
ruptura. Nos estudos do concreto uma das principais propriedades
mecânicas abordadas é a capacidade de resistência à compressão do
concreto, pois através do conhecimento da resistência tem-se a
determinação da restrição ou a determinação do seu melhor uso. Os
autores ainda discutem que para o concreto existe uma relação
fundamental inversa entre porosidade e resistência. Para tanto a produção
de concretos com a menor proporção de porosidade na massa é capaz de
atingir maiores resistências.
Em seu estudo Zordan (1997) substituiu 100% dos agregados miúdos e
graúdos naturais pelos reciclados e verificou quea resistência à
compressão simples aos 28 dias, dos concretosreciclados, obtiveram em
média, 49, 62 e 93% da resistência do concreto de referência, aplicando-se
62
os traços 1:3, 1:5 e 1:7, respectivamente. Observou que a resistência entre
28 e 60 dias obteve umganho de resistência doconcreto, o que foi
significativo no traço 1:7 que nos traçosmais fortes (1:3 e 1:5). Pode-se
observar também que nos traços mais pobresos valores de resistência
obtidos pelo concreto com agregadoreciclado se aproximaram mais dos
apresentados pelo concreto de referência (tanto aos 28,como aos 60 dias).
Pode-se dizer que o maior limitante da resistência dos concretos reciclados
é o agregado reciclado em razão de ele ser o principal responsável pela
“introdução de porosidade” no sistema (TENÓRIO, 2007). Essa redução
nos valores de resistência do concreto reciclado pode ser constatada por
Tenório (2007) que encontrou valores de resistência à compressão para
concretos reciclados inferiores aos de referência, com mais evidência nos
concretos com relação a/c 0,5 e 0,4, e atribui este comportamento da
resistência a altas relações a/cà porosidade do agregado reciclado visto
que:
i) este agregado pode absorver parte da água de mistura dos concretos
mesmo que ele tenha passado por uma pré-molhagem, reduzindo assim
a relação a/c efetiva, o que pode levar a um aumento das resistências
mecânicas do compósito;
ii) a pasta, a altas relações a/c, pode ser viscosa a tal ponto de conseguir
penetrar, ou penetrar mais que a baixas relações a/c, nos poros do
agregado, resultando numa maior aderência/engrenamento entre as
duas fases, o que tem efeito benéfico sobre a resistência do concreto
Nos estudos de Oliveira et al. (2008) o concreto produzido com a
substituição de 100% do agregado natural por agregado reciclado também
obteve uma redução na sua capacidade de resistência à compressão,
como pode ser visto na Tabela 2.9.
63
Tabela 2.9: Resistências dos corpos de concreto com agregados convencionais e agregados reciclados (OLIVEIRA et al., 2008)- Adaptado.
Traço para concreto de agregado convencional
água/cimento de 0,57 água/cimento de 0,68
Idade (dias) 7 14 28 7 14 28
Resistência
(MPa)
22,25 21,27 23,12 11,75 14,36 16,55
Traço para concreto de agregado convencional
água/cimento de 0,57 água/cimento de 0,68
Idade (dias) 7 14 28 7 14 28
Resistência
(MPa)
12,95 16,88 16,65 9,85 14,02 15,46
De acordo com os com os dados das tabelas verifica-se que as relações de
resistência à compressão entre o concreto com agregado reciclado e o
concreto convencional chegam a variar entre 0,57 e 1,03, assim o aumento
da relação a/c tende a diminuir a diferença entre a resistência do concreto
convencional e o concreto reciclado.
Um aumento significativo da relação a/c dos concretos reciclados foi
verificado por Rodrigues (2011), porém constatou uma pequena redução
da resistência à compressão do concreto reciclado em relação ao concreto
de referência, em alguns casos chegando a superar o concreto de
referência, e atribui esse comportamento ao alto poder de absorção dos
agregados reciclados, pois uma parcela da água adicionada durante a
dosagem é absorvida pelo agregado reciclado durante a mistura, pois não
se realizou a pré-umidificação dos agregados reciclados. Com isso a
quantidade de água absorvida pelo agregado reciclado, pode promover
uma “cura interna” durante o endurecimento da pasta, proporcionando
melhores resultados de resistência à compressão.
Feita uma revisão na literatura, foi constatado que muitos estudos
comprovam que os concretos reciclados obedecem a Lei de Abrams, ou
seja, à medida que se aumenta a relação a/c , a resistência à compressão
diminui. Outro fator destacado na literatura é sobre a influência que a
massa específica do agregado graúdo tem sobre a resistência do concreto.
Leite (2001) observou que a resistência à compressão dos concretos
reciclados foi sempre menor que a do concreto convencional, porém
concretos produzidos com agregados da faixa de densidade d > 25,0
KN/m³ e 22,0 KN/m³< d <25,0 KN/m³ apresentam valores de resistência
próximos aos dos concretos convencionais. Observou-setambém que ao
64
reduzir a densidade dos agregados a diminuição da resistência foi mais
intensa à medida que a relação a/c decresceu.
Conclui-se que a influência do agregado reciclado sobre a resistência do
concreto é citada por inúmeras pesquisas, para tanto é um valor que chega
a ser bastante variável nos estudos citados, podendo este parâmetro variar
devido a vários fatores como o tipo do agregado reciclado selecionado,
relação a/c, porosidade na massa, entre outros. É válido ressaltar quem em
muitos casos o plano de ruptura do concreto reciclado se da através do
agregado reciclado, portanto a escolha deste agregado é fato importante
na confecção de um concreto.
c)Módulo de elasticidade
O tipo e a quantidade de agregado graúdo que um concreto possui em sua
massa estão diretamente relacionados com o módulo de elasticidade do
concreto, ou seja, um agregado que tenha um valor de módulo de
elasticidade alto têm uma maior capacidade de restringir variações de
volume na matriz (GONÇALVES, 2001). O autor destaca ainda que sendo
o módulo de elasticidade do agregado uma grandeza diretamente
relacionada à sua porosidade, tem-se que a medida da massa específica
do concreto é a maneira mais fácil de obter-se uma estimativa da
porosidade do agregado no concreto.
Vários estudos confirmam que o uso do agregado reciclado no concreto
influencia na redução do módulo de elasticidade do mesmo. Concordando
com esta redução, Gonçalves (2001) constatou que conforme o nível de
substituição por agregados reciclados no concreto aumentava, ocorria um
decréscimo desta propriedade. E a explicação para este fato poderia ser
devido a grande quantidade de argamassa aderida no agregado reciclado,
além de pedaços soltos de argamassa que chegou a influenciar no valor da
densidade e no módulo de elasticidade do concreto reciclado. A Tabela
2.10 mostra que os valores encontrados dos módulos de elasticidade dos
concretos reciclados ficaram entre 80% e 90% da encontrada para o
concreto natural.
65
Tabela 2.10: Valor do módulo de elasticidade das dosagens Gonçalves (2001).
Dosagem Módulo de Elasticidade
(Mpa)
Relação concreto
natural/concreto reciclado
1 37.303 1
2 33.243 0,89
3 28.758 0,77
4 23.33 0,89
Dosagem 1 – concreto natural (agregado miúdo e graúdo natural) Dosagem 2 – concreto reciclado (agregado miúdo natural e graúdo reciclado) Dosagem 3 – concreto reciclado (agregado miúdo 50% natural e 50% reciclado, agregado graúdo reciclado) Dosagem 4 – concreto reciclado (agregado miúdo 50% natural e 50% reciclado, agregado graúdo natural)
Esta mesma relação encontrada entre o aumento da substituição do
agregado reciclado e a diminuição do módulo de elasticidadetambém pode
ser comprovada por Aragão (2007), onde o mesmo estudou a influência da
substituição do agregado natural pelo reciclado nas porcentagens de 0%,
50% e 100% e os resultados comprovaram a diminuição proporcional do
valor do módulo de elasticidade com o aumento da substituição dos
agregados reciclados, o que representa uma relação indiretamente
proporcional entre os mesmos.
Ainda concordando com a redução do módulo de elasticidade encontrado
nos concretos reciclados, Rodrigues (2011) encontrou para alguns
traçosestudados redução, aos 91 dias, de 5% para o concreto reciclado
com teor de substituição de 50% de agregado miúdo reciclado e de 15%
para os concretos com 100% de agregado miúdo reciclado, como mostra a
Figura 2.11. A autora atribui este comportamento a menor massa
específica do agregado reciclado.
Figura 2.11 Módulo de elasticidade aos 91 dias (RODRIGUES, 2011).
66
De acordo com os estudos citados, é perceptível que os agregados
reciclados influenciam na redução do módulo de elasticidade do concreto,
e que alguns estudos comprovam que esta redução torna-se mais
expressiva com o aumento da substituição do teor de material reciclado.
67
CAPÍTULO III – MATERIAIS E MÉTODOS
Neste capítulo, apresentam-se os materiais e métodos aplicados na etapa
experimental do trabalho para a realização dos ensaios nos agregados
naturais e reciclados e demais materiais utilizados, como também nos
corpos de prova confeccionados. Para a realização da parte experimental
foi utilizado o laboratório de construção civil da Universidade Federal de
Pernambuco com equipamentos de precisão e ambiente adequados para a
prática dos ensaios, sendo a pesquisa dividida em sete fases.
A primeira fase consiste na coleta do material em uma obra na cidade do
Recife-PE em fase de estrutura, estudo da composição gravimétrica do
resíduo coletado e posterior beneficiamento do RCC na Usina de
Beneficiamento do Município de Camaragibe-PE.
A segunda fase consiste em ensaios realizados nos agregados reciclados
(graúdo e miúdo) e naturais (graúdos e miúdos), como ensaio de
quarteamento e homogeinização do RCC, e ensaios de caracterização dos
agregados: composição granulométrica dos agregados; módulo de finura;
teor de finos; teor de material pulverulento; massa unitária; massa
específica eabsorção do agregado.
Os ensaios de caracterização do cimento utilizado na pesquisa foram
realizados na terceira fase, como tempo de pega: início e fim; massa
específica real e resistência à compressão.
A quarta fase foi direcionada as dosagens dos concretos com agregados
naturais e reciclados, na condição secos e a moldagem dos corpos de
prova com as seguintes composições:
i) substituição de 0% de agregados naturais secos (TRS);
ii) substituição de 50% de agregados naturais por reciclados secos (graúdo
e miúdo) (TS50);
iii) substituição de 100% de agregados naturais por agregados reciclados
secos (graúdo e miúdo) (TS100).
Na quinta fase tem-se a dosagem dos concretos com agregados naturais e
reciclados, na condição de agregados saturados de superfície seca e
moldagem dos corpos de prova com as seguintes composições:
68
i) substituição de 0% de agregados naturais (TRSa);
ii) substituição de 50% de agregados naturais por reciclados (graúdo e
miúdo) (TSa50);
iii) substituição de 100% de agregados naturais por agregados reciclados
(graúdo e miúdo) (TSa100).
Os ensaios do concreto no estado fresco como abatimento do tronco de
cone e massa específica foram realizados na sexta fase.
E os ensaios do concreto no estado endurecido foram realizados na sétima
fase, dentre eles, absorção de água; resistência à compressão, ultrassom e
módulo de elasticidade.
3.1. Primeira Fase: Coleta e composição gravimétrica dos resíduos
3.1.1.Coleta dos resíduos
O material coletado para os ensaios experimentais desta pesquisa consiste
em resíduo de construção civil gerado em uma obra de múltiplos
pavimentos em fase de estrutura (execução de concreto e alvenaria) na
cidade do Recife-PE, Figura 3.1.
O método construtivo utilizado no empreendimento era de lajes nervuradas
e vedação vertical em tijolos cerâmicos de quatro furos para vedação
externa e de um furo para divisórias internas dos apartamentos. A obra
não possuía sistema de gerenciamento de resíduos, sendo o entulho
depositado em caçambas estacionárias dentro do pavimento térreo no
canteiro da obra, Figura 3.1. Durante esta etapa da pesquisa, buscou-se
fazer um rastreamento do material coletado, com o cuidado de realizar uma
coleta em um empreendimento em que não houvesse contato do entulho
com resíduo orgânico, como também contato com o gesso, evitando-se a
contaminação dos agregados.
Foi feita uma coleta de aproximadamente 600Kg de resíduo na obra, em
que foi acondicionado em bombonas plásticase encaminhado para o
Laboratório de Construção Civil da Universidade Federal de Pernambuco,
para se realizar o ensaio de composição gravimétrica e posterior transporte
do material para a usina de beneficiamento no Município de Camaragibe.
69
a)
b)
Figura 3.1. Edificação onde foi coletada a amostra de RCC, a) Estágio da obra na fase da coleta do resíduo; b) Caçamba estacionária do resíduo na obra.
3.1.2. Composição Gravimétrica dos Resíduos
Após a coleta do resíduo de construção iniciou-se a análise do material
com a composição gravimétrica. Esta análise busca determinar a natureza
de cada material constituinte do resíduo e a sua respectiva porcentagem
na massa do resíduo, onde é feito uma separação manual por meio visual
de cada elemento do resíduo e posterior pesagem para se determinar a
fração correspondente de cada elemento no material. Na separação
considerou-se os seguintes elementos na massa do entulho:
i) material miúdo: todo material passante na peneira de malha # 4,8mm,
Figura 3.2a;
ii) argamassa: material constituído por areia e material aglutinante (cal ou
cimento), sem a presença de material graúdo ou pedriscos, Figura 3.2b;
iii) cerâmica: telhas e tijolos, Figura 3.2c;
iv) concreto: material composto por areia, cimento e agregado graúdo,
Figura 3.2d;
v) outros: materiais como metais, madeira, isopor, papelão, papel,
plásticos, entre outros, Figura 3.2e.
70
a)
b)
c)
d)
Figura 3.2. Composição gravimétrica dos resíduos, a) Separação manual do resíduo; b) Aspecto da argamassa; c) Aspecto do material cerâmico; d) Aspecto do concreto.
3.1.3. Beneficiamento do resíduo
Após a coleta do resíduo e a determinação da composição gravimétrica do
mesmo, o material foi encaminhado à Usina de Beneficiamento de RCC no
Município de Camaragibe, onde foi feita a segregação manual do material,
e em seguida o beneficiamento do resíduo em material grosso (brita
19mm), material fino (areia), e o rejeito que foi eliminado no
processamento. No processo de britagem do material, teve-se a
preocupação de evitar a mistura do resíduo moído para a utilização nesta
pesquisa com materiais que estavam presentes na usina, portanto se fez a
utilização de lonas plásticas para se evitar o contato e a mistura dos
materiais, Figura 3.3.
a)
b)
c)
71
Figura 3.3. Beneficiamento do resíduo, a) Colocação das lonas plásticas; b) Processamento do material grosso, c) Processamento material fino.
3.2. Segunda Fase: Caracterização dos agregados naturais e reciclados
3.2.1. Quarteamento e Homogeinização
Após a coleta e beneficiamento do material, utilizou-se o método de
quarteamento do material seguindo as instruções da norma ABNT (2001a)
referente à redução de amostra de campo de agregados para ensaios de
laboratório.
3.2.2. Ensaios de caracterização dos agregados reciclados utilizados
na pesquisa
No processo de caracterização dos agregados reciclados utilizou-se uma
amostra de 300kgdo material coletado após o processamento do resíduo.
Para tanto seguiu-se as recomendações da ABNT para a realização dos
ensaios de composição granulométrica, ensaios de massa específica,
massa unitária e teor de materiais pulverulentos.
3.2.2.1. Análise da Composição Granulométrica do agregado graúdo
reciclado
Para avaliar a composição granulométrica dos agregados seguiu-se as
orientações da ABNT (2003a) com a utilização de uma amostra de 5Kg e
das peneiras da série normal e intermediárias (# 19,0; 12,5; 9,5; 4,8; 2,4;
1,2; 0,3; 0,075 mm) tampa e balança com precisão de 0,1g. No ensaio a
amostra foi colocada na estufa sob uma temperatura de 105° a 110° por
cerca de 15 horas, posteriormente foi feito um peneiramento manual e
pesagem das frações retidas e acumuladas em cada peneira e obtida a
porcentagem que estes valores representavam, Figura 3.4.
72
a)
b)
Figura 3.4. Ensaio da composição granulométrica,a) Pesagem inicial da amostra, b) Jogo depeneiras utilizadas no ensaio.
3.2.2.2. Massa Unitária no estado solto do agregado graúdo reciclado
Para a realização deste ensaio utilizou-se as orientações da ABNT
(2006a). A utilização deste método se aplica aos agregados com dimensão
máxima característica igual ou inferior a 75mm.A Figura 3.5 ilustra algumas
etapas do ensaio.
a)
b)
Figura 3.5. Ensaio da massa unitária do agregado graúdo reciclado, a) Enchimento do caixote com o agregado, b) Pesagem do material.
3.2.2.3. Massa Específica do agregado graúdo reciclado
Para a realização do ensaio da massa específica do agregado graúdo
reciclado utilizou-se os procedimentos da norma ABNT (2009a). Pesou-se
73
inicialmente uma amostra de aproximadamente 3Kg e em seguida o
peneiramento do mesmo pela peneira da # 4,75mm, o material que ficou
retido na peneira foi lavado para remoção de material fino aderido no
agregado. Após lavagem do material, o mesmo foi colocado a estufa sob
temperatura de 105° a 110° por aproximadamente 15 horas, separou-se a
amostra em 3 partes de aproximadamente mesma quantidade e obteve-se
a massa do agregado seco, a massa do agregado submerso e do
agregado úmido. A Figura 3.6demonstra etapas do ensaio realizado.
a)
b)
Figura 3.6. Ensaio da massa unitária do agregado graúdo reciclado, a) Peneiramento do agregado na peneira # 4,75mm, b) Estabilização do peso submerso.
A massa específica do agregado graúdo reciclado foi calculada pela
Equação 3.1:
Equação 3.1
ds – massa específica do agregado na condição saturado superfície seca
(g/m³);
ms – massa ao ar da amostra na condição saturada superfície seca (g);
ma – massa em água da amostra (g)
* A diferença (ms – ma) é numericamente igual ao volume do agregado,
excluindo-se os vazios permeáveis (ABNT:2009a).
3.2.2.4. Absorção do agregado graúdo reciclado
O ensaio de absorção do agregado graúdo reciclado foi realizado de
acordo com os procedimentos dispostos na ABNT 2009a. A absorção foi
calculada de acordo com a Equação 3.2:
74
Equação 3.2
A – absorção de água, em porcentagem;
ms – massa ao ar da amostra na condição saturada superfície seca (g);
m – massa ao ar da amostra seca (g)
3.2.2.5. Teor de Materiais Pulverulentos do agregado graúdo reciclado
A determinação do teor de material pulverulento do agregado graúdo
reciclado foi realizada de acordo com os procedimentos da norma ABNT
2003b.
No ensaio, as partículas de argila e outros materiais que se dispersam por
lavagem e materiais solúveis em água, são removidos do agregado
durante o ensaio. Para realização do ensaio, utilizou-se uma amostra de
aproximadamente 1000g do material (agregado graúdo reciclado); conjunto
de peneiras # 1,18mm e #0,075 mm; recipiente para lavagem do agregado;
balança com capacidade mínima de 1Kg e sensibilidade de 1g; estufa e
recipiente de vidro. A Figura 3.7 mostra algumas etapas do ensaio.
a)
b)
Figura 3.7. Ensaio do teor de material pulverulento do agregado graúdo reciclado, a) Processo de lavagem, b) Característica da água de lavagem inicial do processo.
O percentual de material pulverulento foi calculado pela Equação 3.3:
Equação 3.3
75
m – porcentagem de material mais fino que a peneira de # 0,075mm por
lavagem (material pulverulento);
mi – massa original da amostra seca (g);
mf – massa da amostra seca após a lavagem (g).
3.2.2.6. Composição Granulométrica do agregado miúdo reciclado
Neste ensaio, seguiu-se os procedimentos recomendados na norma ABNT
2003a, utilizando-se uma amostra de 1Kg e peneiras da série normal e
intermediária com malha de abertura inferior a # 12,5mm. No ensaio foi
feito um peneiramento manual e pesagem do material em balança com
precisão de 0,1g.
3.2.2.7. Módulo de Finura do agregado miúdo reciclado
Para a realização deste ensaio, aplicou-se os procedimentos estabelecidos
na norma ABNT (2003a), que estabelece como sendo módulo de finura a
soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado
nas peneiras da série normal, dividida por 100.
3.2.2.8. Massa Unitária no estado solto do agregado miúdo reciclado
Como nos agregados graúdos, os procedimentos seguidos para a
realização deste ensaio foi de acordo com as orientações da normaABNT
(2006a). No ensaio, utilizou-se uma balança e caixote de madeira
graduado para determinação da massa unitária do agregado miúdo
reciclado.
3.2.2.9. Massa Específica do agregado miúdo reciclado
Para realização deste ensaio, encontrou-se dificuldade no procedimento de
utilização do frasco de Chapman conforme estabelece a norma ABNT
(2003a), pois a característica do material dificultava o processo de
expulsão do ar dentro do frasco. Esta dificuldade para realização do ensaio
no material fino reciclado, também foi encontrada no trabalho de Paula
(2010). Para tanto seguiu-se o método do picnômetro, Figura 3.8. No
ensaio, utilizou-se amostra do agregado miúdo, picnômetro de vidro,
bomba de vácuo, estufa, balança e água destilada.
76
a)
b)
Figura 3.8. Ensaio da massa específica do agregado miúdo reciclado, a) Peso dos picnômetros, b) Peso do picnômetro + massa + água.
A massa específica do agregado miúdo foi calculada pela Equação 3.4:
Equação 3.4
Ds – massa específica (Kg/m³);
a – massa do picnômetro vazio com tampa;
b - massa do picnômetro com tampa, cheio de água destilada;
c – massa do picnômetro com tampa, cheio com amostra;
d – massa do picnômetro com tampa, parcialmente preenchido com
amostra;
e – massa do picnômetro com tampa, parcialmente preenchido com
amostra mais água.
3.2.2.10. Absorção de água do agregado miúdo reciclado
Para determinação da absorção do agregado miúdo reciclado, aplicou-se
as determinações da ABNT (2001b), que estabelece o método de
determinação da absorção de água dos agregados miúdos, na condição
saturados superfície seca, destinados ao uso em concretos. Foi utilizada
uma amostra de aproximadamente 1000g; estufa; balança com capacidade
de 1Kg e precisão de 0,1g; molde tronco-metálico; haste de
77
compactação;bandeja metálica; espátula de aço e circulador de ar quente.
A Figura 3.9 demonstra as etapas que foram seguidas no ensaio.
a)
b)
c)
d)
Figura 3.9. Ensaio de absorção do agregado miúdo reciclado, a) Processo de secagem dos grãos; b) Moldagem do cilindro; c) Forma de cone do molde após 25 golpes, d) Pesagem do agregado na condição saturado superfície seca.
O cálculo da absorção de água dos agregados miúdos reciclados foi
mediante a Equação 3.5:
Equação 3.5
A – absorção de água em porcentagem;
ms– massa ao ar da amostra na condição saturado e de superfície seca
(g);
m – massa da amostra seca em estufa (g)
78
3.2.2.11. Teor de Materiais Pulverulentos do agregado miúdo reciclado
Para determinação do teor de materiais pulverulentos do agregado miúdo
reciclado, seguiu-se os procedimentos da norma ABNT (2003b), utilizando
uma amostra de 500g do material (agregado miúdo reciclado), conjunto de
peneiras # 1,18mm e #0,075mm, recipiente para lavagem do agregado,
balança com capacidade mínima de 1Kg e sensibilidade de 1g, estufa e
recipiente de vidro.
3.2.3. Ensaios de caracterização dos agregados naturais
O processo de caracterização dos agregados naturais foi realizado no
material grosso (brita 19mm) e no material fino (areia passante na peneira
de Ø 4,8mm), ensaiados no laboratório de materiais de construção da
UFPE.
Para caracterização do agregado graúdo natural seguiu as recomendações
da ABNT,realizando-se ensaio de composição granulométrica (ABNT
2003a); ensaio da massa unitária no estado solto (ABNT 2006a); massa
específica (ABNT 2009a);absorção (ABNT 2009a) e teor de materiais
pulverulentos (ABNT 2003b).
Para o agregado miúdo natural foi realizado ensaios como, ensaio de
composição granulométrica (ABNT 2003a); módulo de finura (ABNT
2003a); ensaio da massa unitária no estado solto (ABNT 2006a); absorção
(ABNT 2001b); teor de materiais pulverulentos (ABNT 2003b) e massa
específica (ABNT 2002a).
Para realização do ensaio de massa específica do agregado miúdo natural
utilizou-se uma amostra de 500g do agregado miúdo, frasco de Chapman e
água. A Figura 3.10 demonstram as etapas de realização do ensaio.
a)
b)
Figura 3.10. Ensaio da massa específica do agregado miúdo reciclado, a) Frasco de Chapman com água, b) Frasco de Chapmam com amostra de solo.
79
De acordo com o que descreve a norma, a massa específica do agregado
seco é calculadopela Equação 3.6:
Equação 3.6
d – massa específica do material do agregado seco (g/m³);
m – massa da amostra seca em estufa (g);
V – volume do frasco (m³);
Va – volume de água adicionada ao frasco (m³);
Ainda segundo a norma, o cálculo de Va é estabelecidocom a Equação 3.7:
Equação 3.7
m1 – massa do conjunto (frasco + agregado), em g;
m2 – massa total (frasco + agregado + água), em g;
ρa- é a massa específica da água,g/m³.
3.3. Terceira Fase: Caracterização do cimento
3.3.1. Cimento
Para a confecção dos corpos de prova utilizou-se o Cimento Portland
Composto com Pozolana (CPIIZ 32) por ser o cimento de maior utilização
no mercado da região em estudo. Os ensaios específicos de
caracterização do cimento foram realizados no laboratório de matérias de
construção civil da UFPE e seguiu as recomendações da ABNTconforme
Tabela 3.1.
80
Tabela 3.1: Normas da ABNT utilizadas nos ensaios de caracterização do cimento Portland.
Ensaio Norma
Determinação da pasta de
consistência normal
(ABNT 2002b)
Tempo de pega: início e fim (ABNT 2003c)
Massa específica real (ABNT 2000a)
Resistência à compressão (ABNT 1996)
3.3.1.1. Determinação da pasta de consistência normal
Para a realização deste ensaio, seguiu-se os procedimentos estabelecidos
na norma da ABNT (2002b), utilizando-se de uma balança com resolução
de 0,1g; misturador; espátulas; régua metálica; cronômetro; molde
troncocônico e o aparelho de Vicat. A Figura 3.11 a seguir demostra
algumas etapas do ensaio.
Figura 3.11. Preparo para liberação da sonda Tetmajer.
Como estabelecido na norma o cálculo da porcentagem de água
necessária à obtenção da consistência normal da pasta de cimento foi
calculado com a Equação 3.8:
Equação 3.8
A: porcentagem de água;
ma: massa de água utilizada para a obtenção da consistência normal da
pasta de cimento (g);
mc: massa de cimento utilizada no ensaio (g).
81
3.3.1.2. Determinação dos tempos de início e fim de pega
De acordo com a determinação da quantidade de água necessária para a
consistência normal da pasta de cimento, realizou-se o ensaio da
determinação dos tempos de início e fim de pega, seguindo-se as
recomendações da norma ABNT (2003c) a qual determina a utilização de
um molde troncocônico, recipiente, aparelho de Vicat e cronômetro, Figura
3.12.
Figura 3.12: Aparelho de Vicat.
3.3.1.3. Determinação da massa específica real
Para determinação da massa específica real do cimento, seguiu-se os
procedimentos descritos na norma ABNT (2000a). Para tanto escolheu-se
como reagente a ser utilizado no ensaio o querosene, fez-se uso do frasco
volumétrico de Le Chatelier; balança com resolução de 0,1g, funis,
termômetro e recipiente. A Figura 3.13 é referente ao ensaio realizado.
Figura 3.13. Materiais utilizados na realização do ensaio.
82
De acordo com a norma aplicada, a massa específica do material deve ser
calculada pela Equação 3.9:
Equação 3.9
ρ: massa específica do material ensaiado (g/m³);
m: massa do material ensaiado (g);
V: volume deslocado pela massa do material ensaiado (m³)
3.3.1.4. Determinação da resistência à compressão
Neste ensaio,seguiu-se as recomendações da ABNT (1996) para a
preparação da argamassa. Fez-se o uso de cimento, água, areia de
agregado natural (fração grossa, média grossa, média fina e fina). Para
servir de desmoldante na confecção dos corpos de prova,aplicou-se o óleo
mineral e no capeamento dos mesmos o enxofre com caulim, na etapa de
cura final dos corpos de prova fez-se o uso de uma mistura de água com
cal. A aparelhagem utilizada foi balança com resolução de 0,1g; misturador
mecânico; molde com diâmetro interno de 50mm e altura de 100mm;
soquete; máquina de ensaio de compressão; paquímetro; régua metálica;
placas de vidro e espátula metálica. A Figura 3.14 mostra alguns dos
procedimentos do ensaio realizado.
a)
b)
c)
Figura 3.14. Ensaio da determinação da resistência à compressão, a) Cura dos corpos de prova, b) Cura final dos corpos de prova em solução de água e cal, c) Rompimento dos corpos de prova.
83
3.4. Quarta Fase: Dosagem dos concretos com agregados naturais e
reciclados, na condição de agregados secos, e moldagem dos corpos de
prova.
3.4.1. Dosagem do concreto contendo agregados secos
A partir dos agregados reciclados de Resíduos de Construção Civil, foram
realizadas as dosagens do concreto com agregados no estado seco. A
metodologia usada para dosar os traços com agregados de RCC se
baseou no controle do abatimento por meio do ensaio de
slumpABNT(1992), procurando uma trabalhabilidade semelhante a do
concreto convencional. Foi fixada uma relação água/cimento de 0,55 para
todas as dosagens, visando obter o mesmo fator água/cimento para todos
os concretos. Fixou-se uma trabalhabilidade de 100 ± 20mm, devido a
grande capacidade de aplicações para concretos com esta
trabalhabilidade.
Para a determinação da dosagem do concreto de referência, realizou-se
um traço na proporção 1:5 (cimento : agregados secos, em massa), em
que determinou-se o teor de argamassa através de sucessivas tentativas e
observações práticas, onde se foi acrescentando aos poucos argamassa
na mistura até o concreto apresentar um aspecto coeso, sem vazios na
superfície, sem desprendimento dos agregados, e um aspecto homogêneo
e compacto.
Determinado o teor ideal de argamassa, realizou-se o ajuste da
trabalhabilidade para a faixa especificada (100 ± 20 mm) através da
alteração da relação água/materiais secos.
Na confecção dos concretos com a utilização dos agregados reciclados,
graúdo e miúdo, foram utilizados os mesmos parâmetros de determinação
para a obtenção do concreto de referência. Os novos traços foram
produzidos mantendo-se a mesma relação água/cimento (0,55), avaliando-
se a necessidade da alteração do teor de argamassa, entretanto, não foi
necessária a realização de correções do teor de argamassa.
Inicialmente, foi confeccionado o traço de referência (TRS) com 0% de
substituição de agregados naturais por reciclados. Posteriormente,
confeccionou-se o traço com substituição parcial de 50% (TS50) onde
84
foram substituídos em massa, os agregados miúdo e graúdo naturais por
agregados reciclados e ajustados experimentalmente a trabalhabilidade
para a faixa especificada (100 ± 20 mm) através de alterações na relação
água/materiais secos. E em seguida, foi realizado o traço com a
substituição de 100% (TS100) dos agregados miúdo e graúdo naturais por
reciclados, mantendo as mesmas características em relação ao fator
água/cimento, teor de argamassa e trabalhabilidade.
A realização das misturas dos materiais na betoneira para a produção do
concreto ocorreu da seguinte forma: inicialmente colocava-se os agregado
graúdo, em seguida parte da água de amassamento, cimento, agregado
miúdo, em seguida a mistura era homogeneizada por dez minutos e por fim
adicionava-se aos poucos a água restante.A Figura 3.15 ilustra as etapas
das dosagens.
a)
b)
Figura 3.15. Dosagem dos corpos de prova, a) Análise visual do teor de argamassa, b) Análise visual de coesão.
A Tabela 3.2 apresenta as dosagens utilizadas no estudo, para o concreto
de referência (TRS), como também, para o concreto com substituição
parcial dos agregados naturais por reciclados (TS50) e para o concreto
com substituição total dos agregados naturais (TS100).
Tabela 3.2: Dosagens dos traços utilizando agregados secos.
Traço Cimento
(kg)
Areia
Nat.
(kg)
Areia
Rec. (kg)
Brita
Nat.
(kg)
Brita
Rec.
(kg)
a/c
TRS 1,0 1,92 - 2,69 - 0,55
TS50 1,0 0,40 0,40 0,82 0,82 0,55
85
TS100 1,0 - 0,64 - 1,51 0,55
3.4.2. Moldagem e cura dos corpos de prova
Determinados os traços a serem utilizados no estudo, foram realizadas as
dosagens e a moldagem dos corpos de prova de concreto para posterior
realização dos ensaios do concreto no estado fresco e no estado
endurecido. A Tabela 3.3 demostra a quantidade de corpos de prova
confeccionados e sua utilização em ensaios destrutivos e não destrutivos.
Tabela 3.3: Quantidade de corpos de prova confeccionados com agregados secos.
Ensaio Quantidade de corpos de
prova utilizados no
ensaio
Data de execução do
ensaio
Absorção 2 28 dias
Compressão 6 7, 14 e 28 dias
Ultrassom e
Elasticidade
4 28 dias
Total 12
Para a moldagem e cura dos corposdeprova dos concretos, seguiram-se
as recomendações da norma ABNT (2003d). Para cada dosagem da
pesquisa, foram moldados 12 corpos-de-prova cilíndricos (0,10 m x 0,20m),
utilizando-se o adensamento mecânico através do vibrador de imersão
especificado em norma, com o objetivo de evitar a heterogeneidade e
vazios nos exemplares. O processo de cura dos CPs ocorreu ao ar livre
nas primeiras 24 horas, e, após este período, foram desmoldados e
curados em câmara úmida até a data de execução dos respectivos
ensaios, nas idades de 7, 14 e 28 dias. A Figura 3.16 mostra algumas
etapas do ensaio realizado.
86
a) b) Figura 3.16. Moldagem dos corpos de prova, a) Moldagem dos corpos de prova, b) Processo de vibração mecânica dos corpos de prova.
3.5. Quinta Fase: Dosagem dos concretos com agregados naturais e
reciclados, na condição de agregados saturados superfície seca, e
moldagem dos corpos de prova.
Com o objetivo de realizar uma análise mais detalhada nas propriedades e
características do concreto confeccionado com agregados saturados e já
tendo realizado o ensaio de absorção dos agregados miúdos e graúdos
naturais e reciclados na condição saturados superfície seca, realizou-se
dosagens do concreto com agregados no estado saturado de superfície
seca.
3.5.1. Dosagem do concreto contendo agregados na condição
saturados superfície seca
Nas dosagens com a utilização dos agregados na condição saturados
superfície seca foram utilizadas as mesmas metodologias utilizadas para
as dosagens dos traços com agregados secos, fixando-se uma relação
água/cimento de 0,55 e uma trabalhabilidade de 100 ± 20mm, e para a
determinação da dosagem do concreto de referência também realizou-se
um traço intermediário na proporção 1:5,0 (cimento : agregados secos, em
massa), em que o teor de argamassa foi determinado através de
sucessivas tentativas.
Os mesmos parâmetros empregados para a confecção do concreto de
referência com agregados secos foram utilizados na confecção dos
concretos com a utilização dos agregados reciclados, graúdo e miúdo,
mantendo-se a mesma relação água/cimento (0,55) empregada nos
concretos com agregados saturados, avaliando-se a necessidade de
correção do teor de argamassa nos traços.
Primeiramente, foi confeccionado o traço de referência (TRSa) com 0% de
substituição de agregados saturados naturais por reciclados, em seguida,
confeccionou-se o traço com substituição parcial de 50% (TSa50) de
agregados miúdo e graúdo naturais por agregados reciclados saturados,
sendo ajustada a trabalhabilidade para a faixa especificada (100 ± 20 mm)
através de alterações na relação água/materiais secos. Posteriormente, foi
87
realizado o traço com substituição de 100% (TS100) dos agregados miúdo
e graúdo naturais por reciclados saturados, utilizando-se as mesmas
características em relação ao fator água/cimento, teor de argamassa e
trabalhabilidade.
Na confecção dos concretos com os agregados na condição saturados de
superfície seca, realizou-se a correção dos traços de acordo com a
absorção de cada agregado utilizado. Sendo no caso do concreto de
referência, feita a correção no traço de acordo com a absorção dos
agregados naturais; no traço com substituição de 50% de agregados
reciclados feita a correção de acordo com a absorção dos agregados
naturais e reciclados e no concreto com 100% de substituição feita a
correção de acordo com a absorção dos agregados reciclados. Para tanto
de acordo com a absorção de cada agregado, corrigia-se o peso final do
agregado deixando o mesmo na condição saturadade superfície seca, e
por fim era corrigida a quantidade de água final do traço. A Figura 3.17
ilustra as etapas o processo de adição de água no agregado seco.
a)
b)
Figura 3.17. Processo de adição de água no agregado seco, a) Adição de água em massa no agregado miúdo seco, b) Mistura do agregado.
A Tabela 3.4 apresenta as dosagens utilizadas no estudo para os
agregados na condição saturados superfície seca, para o concreto de
referência (TRSa), como também, para o concreto com substituição parcial
dos agregados naturais por reciclados (TSa50) e para o concreto com
substituição total dos agregados naturais (TSa100).
88
Tabela 3.4: Dosagens dos traços utilizando agregados saturados superfície seca.
Traço Cimento
(kg)
Areia
Nat.
(kg)
Areia
Rec.
(kg)
Brita
Nat.
(kg)
Brita
Rec. (kg) a/c
TRSa 1,0 1,93 - 2,70 - 0,55
TSa50 1,0 0,40 0,41 0,83 0,88 0,55
TSa100 1,0 - 0,68 - 1,62 0,55
3.5.2. Moldagem e cura dos corpos de prova
Nesta etapa de moldagem e cura dos corpos-de-prova dos concretos,
seguiram-se os procedimentos da norma ABNT (2003d). Foram moldados
12 corpos-de-prova cilíndricos (0,10 m x 0,20m) para cada dosagem da
mistura, fazendo-se uso de adensamento mecânico através do vibrador de
imersão especificado em norma.
A cura dos CPs ocorreu ao ar livre nas primeiras 24 horas, posteriormente
foram desmoldados e curados em câmara úmida até a data de execução
dos ensaios que variavam de 7, 14 e 28 dias. Confeccionou-se a mesma
quantidade de corpos de prova que foram fabricados para os concretos
com agregados na condição seca, totalizando 12, sendo 2 para o ensaio de
absorção; 6 para o ensaio de compressão simples e 4 utilizados no ensaio
de ultrassom e elasticidade.
3.6. Sexta Fase: Ensaios do concreto no estrado fresco
3.6.1. Ensaios do concreto contendo agregados secos e saturados de
superfície seca no estado fresco
3.6.1.1. Consistência pelo tronco de cone
89
Para realização do ensaio de consistência seguiu-se as recomendações da
norma ABNT (1998). Inicialmentefoi determinado o teor ideal de argamassa
do concreto, avaliando-se o aspecto visual do concreto no quediz respeito
à coesão, a não existência de vazios na superfície e a ausência de
exsudação.
Como mencionado no item 3.4.1, foi fixada a trabalhabilidade do concreto
em 100 ± 20 mm, sendo considerado satisfatório quando o abatimento
atingia a faixa estipulada, Figura 3.18.
Figura 3.18: Realização do ensaio do tronco de cone.
3.6.1.2. Massa específica
O ensaio de determinação da massa específica foi realizado de acordo
com a ABNT (2009b), utilizando-se um recipiente de 0,010 m³ devidamente
calibrado, conforme Figura 3.19.
Figura 3.19: Recipiente utilizado para determinação da massa específica do ensaio.
90
3.7. Sétima Fase: Ensaios do concreto no estrado endurecido
3.7.1. Ensaios do concreto contendo agregados secos e saturados de
superfície seca no estado endurecido
3.7.1.1. Ensaios do concreto contendo agregados secos e saturados
no estado endurecido
3.7.1.2. Absorção de água
Para realização do ensaio de determinação da absorção de água do
concreto no estado endurecido utilizou-se as especificações da ABNT
(2005b), Figura 3.20.
Figura 3.20: Submersão do corpo de prova em água.
3.7.1.3. Compressão simples dos corpos de prova cilíndricos
O ensaio de compressão dos corpos de prova foi realizado de acordo com
os procedimentos da ABNT (2007), em corpos de provas cilíndricos de
dimensões 10x20cm. Antes da realização do ensaio, os corpos de prova
foram capeados com enxofre, a fim de se obter uma superfície plana para
a execução do ensaio. Para a realização do ensaio foi utilizada uma,
conforme Figura 3.21.
91
Figura 3.21:Ensaio de resistência à compressão.
3.7.1.4. Ultrassom
O ensaio para determinação da velocidade de propagação de onda ultra-
sônica foi realizado de acordo com as especificações da ABNT (1994).
Utilizou-se vaselina como material acoplante entre as faces dos
transdutores e do corpo de prova, pois a mesma fornece uma boa
conexão. Antes da realização do ensaio, os corpos de prova foram lixados
com pedra porosa, a fim de obter uma superfície plana e lisa, como ilustra
a Figura 3.22a . O equipamento utilizado para a execução do ensaio foi o
PUNDIT (f= 50-60Hz), e o mesmo foi calibrado antes da realização do
ensaio. A Figura 3.22 demostra as etapas do ensaio realizado.
a)
b)
c)
.
d)
Figura 3.22. Ensaio de ultrassom, a) Lixamento da superfície com pedra porosa, b) Aplicação da vaselina nos transdutores; c) Calibração do equipamento, d) Realização do ensaio.
92
3.7.1.5. Módulos de elasticidades dinâmicos (tangente) por Método
Sônico
O módulo de elasticidade dinâmico corresponde a uma pequena
deformação instantânea e éconsiderada como o módulo da tangente para
uma reta traçada desde a origem. É geralmente 20 a 40% maior que o
módulo estático e pode ser determinado com mais exatidão por um ensaio
sônico (MEHTA e MONTEIRO 1999). Utilizou-se a Equação 3.10 para o
cálculo do módulo de elasticidade.
Equação 3.10
V: velocidade de propagação da onda ultra-sônica,
ρ: Massa específica do meio (Kg/m³)
93
CAPÍTULO IV – RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo sãoapresentados os resultados dos ensaios realizados
durante a pesquisa como composição gravimétrica do RCC; ensaios de
caracterização dos agregados graúdos reciclados; miúdos reciclados e
naturais, como também os ensaios destrutivos e não destrutivos do
concreto fabricado com o resíduo coletado nas proporções de 0% e 50% e
100% de substituição de agregado miúdo e graúdo reciclados nos estado
secos e saturados superfície seca.
4.1. Composição Gravimétrica do Resíduo
Foi realizado o estudo gravimétrico do resíduo coletado em uma obra na
cidade do Recife, onde o material foi separado de acordo com sua
natureza e posteriormente pesado para o cálculo da porcentagem em
massa que cada material representava na composição do resíduo. A
Tabela 4.1 demonstra em termos percentuais a participação da massa de
cada material constituinte na composição média do resíduo coletado.
Tabela 4.1: Porcentagem em massa dos constituintes do material reciclado (Pinto, 1999; Leite, 2001; Rodrigues, 2011).
Constituinte Massa
(Kg)
Porcentagem
em massa
Pinto
(1999)
Leite
(2001)
Rodrigues
(2011)
Concreto 111,86 37,00% 4,3% 15,18 69,0%
Material
Miúdo*
82,21 27,19% _ _ 3,0%
Argamassa 67,51 22,33% 64,0% 28,26 1,0%
Cerâmica** 31,48 10,41% 18,0% 26,33 4,0%
Outros 9,27 3,07% 13,7% 30,23 23%
Total 302,33 100% 100% 100% 100%
* todo material passante na peneira de malha # 4,8mm ** telhas e tijolos
Observou-se após a pesagem das frações constituintes do resíduo que a
predominância foi de concreto (37,00%), seguido de material miúdo
(27,19%) e argamassa (22,33%) e 10% de material cerâmico, Figura 4.1. A
menor quantidade de material cerâmico pode ser justificadopela redução
na quantidade de resíduos de tijolos cerâmicos na obra pelo uso de tijolo
de um furo para as divisórias internas dos apartamentos.
94
Figura 4.1: Composição gravimétrica do resíduo coletado.
O resíduo coletado possui composição bastante heterogênea. Esta
diversificação dos constituintes na massa do entulho já foi verificada em
vários estudos anteriores como Pinto (1999), Troian (2010), Paula (2010) e
Rodrigues (2011). Muitos autores atribuem esta variação na composição
gravimétrica do resíduo de construção a utilização de diferentes métodos
construtivos, concepção do projeto, costumes locais de edificações e tipo
de obra.
4.2. Caracterização dos agregados naturais e reciclados utilizados na
pesquisa
4.2.1. Análise da Composição Granulométrica
A composição granulométrica do agregado graúdo (AGR) reciclado e
natural (AGN) é apresentado na Tabela 4.2 e representação gráfica na
Figura 4.2a e 4.2b. A composição do agregado miúdo reciclado (AMR) e do
natural (AMN) é apresentado na Tabela 4.3 e sua representação gráfica na
Figura 4.2c e 4.2d.
Gravimetria
38%
27%
22%
10% 3%Concreto
Material Miúdo
Argamassa
cerâmica
Outros
95
Tabela 4.2: Composição granulométrica dos agregados graúdo natural e reciclado.
Agregado graúdo natural Agregado graúdo reciclado
Abertura
Peneira
(mm)
Percentual
Retido (%)
Percentual
Retido
acumulado
(%)
Abertura
Peneira
(mm)
Percentual
Retido (%)
Percentual
Retido
acumulado
(%)
25 0,0 0,0 25 0,0 0,0
19 8,19 8,19 19,0 30,03 30,03
12,5 63,67 71,86 12,5 46,99 77,02
9,5 24,83 96,69 9,5 17,88 94,90
6,3 2,86 99,55 6,3 3,87 98,77
4,8 0,17 99,72 4,8 0,11 98,88
2,4 0,04 99,76 2,4 0,06 98,94
1,2 0,02 99,78 1,2 0,01 98,95
0,6 0,04 99,82 0,6 0,07 99,02
0,3 0,10 99,92 0,3 0,17 99,19
0,15 0,02 99,94 0,15 0,42 99,61
0,075 0,04 99,98 0,075 0,31 99,92
Fundo 0,02 100 Fundo 0,08 100
Total 100 - Total 100 -
Diâmetro máximo
(mm)
25 Diâmetro máximo (mm) 25
Módulo de finura
(kg/dm³)
7,03 Módulo de finura
(kg/dm³)
7,19
96
Tabela 4.3: Composição granulométrica dos agregados miúdo natural e reciclado.
Agregado miúdo natural Agregado miúdo reciclado
Abertura
Peneira
(mm)
Percentual
Retido (%)
Percentual
Retido
acumulado
(%)
Abertura
Peneira
(mm)
Percentual
Retido (%)
Percentual
Retido
acumulado
(%)
9,5 0,0 0,0 9,5 0,0 0,0
6,3 0,63 0,63 6,3 0,0 0,0
4,8 0,77 1,40 4,8 0,0 0,0
2,4 2,74 4,14 2,4 13,20 13,20
1,2 6,72 10,86 1,2 15,14 28,30
0,6 26,37 37,23 0,6 25,02 53,40
0,3 39,70 76,93 0,3 28,0 81,40
0,15 21,36 98,29 0,15 12,44 93,80
0,075 1,50 99,79 0,075 4,35 98,20
Fundo 0,21 100 Fundo 1,85 100
Total 100 - Total 100 -
Diâmetro máximo
(mm)
6,3 Diâmetro máximo
(mm)
4,8
Módulo de finura
(kg/dm³)
2,28 Módulo de finura
(kg/dm³)
2,70
Na análise das curvas granulométricas dos agregados utilizados no estudo,
observa-se que tanto os agregados graúdos naturais e reciclados, como os
agregados miúdos naturais e reciclados possuem características
granulométricas bastante similares, não havendo, portanto necessidade de
uma correção de granulometria nos materiais reciclados, Figura 4.2.
97
a)
b)
c)
d) Figura 4.2. Composição gravimétrica, a) Curva da composição granulométrica agregado graúdo natural; b) Curva da composição granulométrica agregado graúdo reciclado; c) Curva da composição granulométrica agregado miúdo natural, d) Curva da composição granulométrica agregado miúdo reciclado.
0
20
40
60
80
100
0,01 0,1 1 10 100
Pe
rce
ntu
al a
cum
ula
do
(%
)
Diâmetro (mm)
0
20
40
60
80
100
0,01 0,1 1 10 100
Pe
rce
ntu
al a
cum
ula
do
(%
)
Diâmetro (mm)
0
20
40
60
80
100
0,01 0,1 1 10 100
Pe
rce
ntu
al a
cum
ula
do
(%
)
Diâmetro (mm)
0
20
40
60
80
100
0,01 0,1 1 10 100
Pe
rce
ntu
al a
cum
ula
do
(%
)
Diâmetro (mm)
98
O módulo de finura do agregado miúdonatural apresentou um decréscimo
de 15,55% em relação ao agregado miúdo reciclado. Um menor módulo de
finura acarreta em uma maior superfície específica, ocasionando um maior
consumo de água de amassamento para uma mesma trabalhabilidade.
Os agregados miúdos e graúdos reciclados apresentaram uma distribuição
granulométrica contínua, assim como os agregados naturais. Essa
continuidade na composição granulométrica de agregados reciclados
também foi observada por Leite (2001), Paula (2010) e Rodrigues (2011).
Essa continuidade na distribuição granulométrica permite um melhor
arranjo entre as partículas preenchendo os vazios existentes.
4.2.2. Massa Unitária e da Massa específica
Os valores da massa unitária e massa específica encontrados para os
agregados naturais e reciclados utilizados na pesquisa estão
representados na Tabela 4.4.
Tabela 4.4: Massa específica e unitária dos agregados graúdos e miúdos no estado solto.
Fração Granulométrica Tipo de material
Massa unitária (KN/m³)
Massa específica (KN/m³)
Graúdo Natural 14,6 27,2
Reciclado 11,1 20,4
Miúdo Natural 14,7 26,3
Reciclado 10,9 25,8
A massa específica do agregado miúdo reciclado é 2,0% menor que o
agregado natural, e a massa unitária é 25,85% inferior. Entre a fração
graúda, a massa específica do agregado graúdo reciclado é 25,0% inferior,
enquanto que a massa unitária é 24,0% menor. Essa redução na massa
específica do agregado reciclado também pode ser constatada em estudos
como de Carneiro (2005) que encontrou valores de redução na massa
específica do agregado reciclado até 30% menores comparados ao natural,
Buttler (2003), Paula (2010), Rodrigues (2011) também constataram a
redução.
99
Alguns estudos destacam que esta redução na massa específica dos
agregados reciclados é devido a aderência de materiais antigos aderidos
ao agregado, como por exemplo argamassa.
4.2.3. Absorção
Conforme esperado, os agregados naturais apresentaram baixas taxas de
absorção e os agregados reciclados obtiveram taxas de absorção cerca de
10 vezes maiores que os agregados naturais,Tabela 4.5.
Tabela 4.5: Absorção dos agregados naturais e reciclados utilizados na pesquisa.
Fração Granulométrica Tipo de material Absorção (%)
Graúdo Natural 0,72
Reciclado 7,29
Miúdo Natural 0,67
Reciclado 7,00
Outros estudos também chegaram a altos valores de absorção para o
agregado reciclado. Rodrigues (2011) encontrou uma taxa de absorção do
agregado miúdo reciclado cerca de 10 vezes maior em comparação ao
miúdo natural; Reis (2009) encontrou uma taxa de absorção do agregado
miúdo reciclado de 18,8%.
A menor massa específica e maior teor de finos tem influência na maior
absorção dos agregados reciclados. A massa específica e a absorção são
grandezas inversamente proporcionais, pois quanto menor a densidade
maior será a quantidade de poros no agregado.
4.2.4. Teor de Materiais Pulverulentos
O agregado graúdo natural obteve um teor de 0,19% de material
pulverulento, enquanto o graúdo reciclado obteve um valor de 7,67%,
Tabela 4.6. O agregado graúdo natural esteve dentro do limite estabelecido
pela ABNT (2005b) que estipula valor máximo de 1% para este parâmetro,
enquanto o graúdo reciclado se revelou fora do parâmetro.
100
O agregado miúdo natural apresentou porcentagem de teor de material
pulverulento de 0,72%, Tabela 4.6, o que também satisfez o parâmetro
permitido pela ABNT (2005b), que não deve exceder 3% para concretos
submetidos ao desgaste superficial e de 5% em caso de concretos
protegidos ao desgaste superficial. O que não aconteceu com o agregado
miúdo reciclado que apresentou um percentual de 15,24%.
Tabela 4.6: Teor de material pulverulento do agregado graúdo natural e reciclado e do agregado miúdo natural e reciclado.
Fração granulométrica
Tipo de material Teor de material pulverulento relativo à massa do agregado (%)
Graúdo Natural (AGN) 0,19%
Reciclado
(AGR)
7,67%
Miúdo Natural (AMN) 0,72%
Reciclado
(AMR)
15,24%
Importante ressaltar o efeito que a quantidade do material pulverulento
pode causar ao concreto. Segundo (PAULA, 2010) as partículas finas
presente na massa da argamassa até o limite estipulado pela norma
podem auxiliar no preenchimento dos vazios da areia da argamassa o que
facilita o envolvimento da areia pelo cimento. Destaca ainda que em caso
de excesso de partículas finas há uma maior exigência na adição de água
para hidratação do cimento aumentando a quantidade de vazios e
consequentemente queda na resistência mecânica e durabilidade dos
concretos produzidos.
Estudos mostram que esta porcentagem de teor de material pulverulento é
bastante variável, como pode ser visto na pesquisa de RODRIGUES
(2011) que obteve para o seu agregado miúdo reciclado o percentual de
teor de material pulverulento de 8,7%.Já em suas análises PAULA (2010)
obteve para o mesmo tipo de agregado um valor de 10,09%, valores estes
que também estão acima do parâmetro estabelecido pela norma.
101
4.3. Propriedades do concreto no estado fresco
4.3.1- Consumo de Cimento
O consumo de cimento para as dosagens com (TS50) 50% e (TS100)
100% de agregado graúdo e miúdo reciclado, no estado seco, foi
534,76kg/m³ e 555,55 kg/m³, respectivamente. O consumo de cimento da
dosagem de referência (TRS) foi de 380,22 kg/m³, conforme Figura 4.3.
Figura 4.3: Consumo de cimento das dosagens com agregados secos.
Para a dosagem com agregados no estado saturado superfície seca,
observou-se um decréscimo pouco expressivo no consumo de
cimento.Para a dosagem de referência com agregados saturados
superfície seca (TRSa) o consumo de cimento foi de 378,78 kg/m³,
enquanto que a dosagem com o traço (TSa50) 50% e a dosagem do traço
(TSa100) 100% substituição de agregados naturais por reciclados
saturados foram bastante aproximados, com consumos de 526,31kg/m³ e
537,63kg/m³ respectivamente, Figura 4.4.
0
100
200
300
400
500
600
TRS TS50 TS100
Consumo Cimento (Kg/m³)
102
Figura 4.4: Consumo de cimento das dosagens com agregados saturados superfície seca.
O aumento do consumo de cimento com a quantidade de agregados
reciclados na dosagem se revelou tanto na dosagem com agregados
secos, como na dosagem com agregados saturados. Esta característica
também foi observada por Oliveira et al. (2008), que chegou a um aumento
de até 66,70% no consumo de cimento confeccionado com agregados
graúdos reciclados.
Outros estudos revelam uma redução no consumo de cimento proporcinal
a substituição de agregados reciclados na dosagem. Rodrigues (2011),
observou um decréscimo no consumo de cimento de até 20% em relação
ao concreto de referência com o aumento de agregados miúdos reciclados,
segundo a mesma este comportamento pode ser atribuído à menor massa
específica do agregado miúdo reciclado presente em maior proporção na
mistura. Gonçalves (2001) também pode observar essa redução no
consumo de cimento com a utilização do agregado reciclado.
4.3.2- Consistência do tronco de cone
Para a dosagem dos traços com agregados secos e agregados saturados
foi fixado o abatimento do tronco de cone em 100 ±20mm. A partir de
dosagem experimental, todos os traços tiveram sua trabalhabilidade
ajustada para a faixa de abatimento especificado. Observou-se que o
aumento da proporção de agregados reciclados na mistura produzia uma
maior dificuldade para atingir a faixa de abatimento fixada. Na dosagem
com agregados na condição saturados superfície seca, observou-se um
aumento no abatimento à medida que se aumentava o percentual de
agregados na mistura, já no caso com agregados na condição seca,
verificou-se que ocorria um processo inverso, ou seja, à proporção que se
aumentava o percentual de agregados reciclados na mistura, ocorria uma
0
100
200
300
400
500
600
TRSa TSa50 TSa100
Consumo Cimento (Kg/m³)
103
perda no abatimento, como mostra a Tabela 4.7. Esta perda do abatimento
pelo aumento do percentual de agregados na mistura também pode ser
observada por Leite (2001).
Tabela 4.7: Resultado do abatimento, em mm, dos concretos estudados.
Dosagem Abatimento (mm)
TRS 9,8
TS50 9,5
TS100 9,0
TRSa 10,0
TSa50 12,0
TSa100 12,0
Segundo Tenório (2007), a avaliação da absorção de água nos momentos
iniciais é importante porque o concreto no estado fresco pode ter parte
considerável da água de mistura absorvida pelos agregados reciclados e,
consequentemente, sofrer perda de consistência. Já o uso do agregado
numa condição intermediária de umidade tenderia a minimizar ou anular os
efeitos negativos da alta absorção, o que justifica o aumento do abatimento
nos traços com agregados saturados.
4.3.3- Massa específica
No que diz respeito à massa específica do concreto no estado fresco,
verificou-se uma diminuição deste parâmetro com o aumento do percentual
de agregados reciclados na mistura, Figura 4.5.
Figura 4.5: Massa específica encontrada nos concretos estudados.
30,00
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
TRS TS50 TS100 TRSa TSa50 TSa100
Massa específica (KN/m³)
104
Nos concretos com agregados secos, comparando o concreto de
referência com agregados com os concretos contendo agregados
reciclados, observa-se uma redução na massa específica do concreto no
estado fresco em 3,70% para a dosagem TS50, e redução de 13,15% para
a dosagem de TS100. Já nos concretos com agregados saturados de
superfície seca, observou-se uma redução na massa específica do
concreto em 8,71% para a dosagem TSa50, e uma redução de 13,24%
para a dosagem de TSa100, relação ao traço saturado convencional TRSa.
Como a massa específica do concreto, no estado fresco, é fortemente
ligada à massa especifica dos agregados, é esperada a diminuição deste
índice com o incremento de agregado reciclado na mistura. A massa
específica dos agregados reciclados apresentam valores inferiores à
massa específica do agregado natural.
4.4. Propriedades do concreto no estado endurecido
4.4.1- Absorção de água
Os concretos produzidos com agregados reciclados apresentaram uma
maior taxa de absorção de água, este índice ganhou significância à medida
que houve um incremento da porcentagem de agregados reciclados no
traço. Vale salientar que os traços confeccionados com agregados
reciclados saturados, houve uma maior absorção quando comparado aos
traços com agregados secos, Figura 4.6. Os traços não apresentaram
grandes diferenças de desvio padrão relativas à absorção, variando entre
0,05 a 0,07, Tabela 4.8.
Figura 4.6: Resultado do ensaio de absorção dos concretos em estudo.
0
5
10
15
20
TRS TS50 TS100 TRSa TSa50 TSa100
Absorção (%)
105
Tabela 4.8: Absorção dos concretos e desvio padrão.
Traço Absorção (%)
TRS 5,32± 0,06
TS50 8,9± 0,065
TS100 13,45± 0,07
TRSa 7,16± 0,07
TSa50 11,12± 0,06
TSa100 15,31± 0,05
Analisando os resultados observa-se que houve um aumento no valor da
absorção do concreto com a utilização de agregados reciclados secos,
67,29% para o concreto com substituição parcial (TS50), e 152,81% para o
concreto com substituição total (TS100).Para os concretos confeccionados
com agregados reciclados saturados, também observa-se um aumento na
absorção do concreto, 55,30% para o concreto com substituição parcial
(TSa50), e 113,82% para os concretos com substituição total (TSa100).
Ainda em análise no ensaio de absorção de água, percebe-se que o
concreto com agregados saturados obtiveram uma maior absorção quando
comparado aos concretos com agregados secos, incremento de 34,58%
para o concreto de referência com agregados saturados, 24,94% para o
concreto com substituição parcial (TSa50) e 13,82% para o concreto com
substituição total (TSa100).
Outros estudos chegaram aos mesmos resultados encontrados, Rodrigues
(2011) encontrou valores de absorção de água de concreto reciclado até
45% superiores em relação ao concreto de referência, enquanto Buttler
(2003) chegou ao valor de aproximadamente 50% superior. A alta
absorção do agregado reciclado esta associada ao aumento da relação
a/c, diminuição da densidade, aumento da porosidade e composição dos
agregados reciclados (TENÓRIO, 2007; RODRIGUES 2011).
4.4.2- Resistência à compressão simples
O ensaio de resistência à compressão foi ensaiado nos concretos
estudados nas idades de 7, 14 e 28 dias de acordo com a ABNT(2007). Os
resultados de ensaio à compressão são apresentados na Figura 4.7 e os
respectivos desvios padrões na Tabela 4.7.
106
Figura 4.7: Correlação entre as resistências nas idades de 7, 14 e 28 dias nos traços estudados.
Tabela 4.9: Desvio padrão da resistência dos concretos estudados.
Traço Resistência à compressão simples
(Mpa)7 dias
Resistência à compressão simples
(Mpa)7 dias
Resistência à compressão simples
(Mpa) 28 dias
TRS 14,32 ± 0,77 19,07 ± 0,68 23,87 ± 0,54
TRSa 20,35 ± 0,68 23,15 ± 0,66 28,34± 0,62
TS50 12,91 ± 0,73 15,49 ± 0,60 21,87± 0,60
TSa50 14,01 ± 0,62 17,51 ± 0,62 17,38± 0,58
TS100 8,51 ± 0,65 11,69 ± 0,65 17,41± 0,55
TSa100 11,65 ± 0,60 16,75 ± 0,60 18,22± 0,59
Ao se comparar os concretos confeccionados com agregados no estado
seco, observa-se que o aumento da substituição dos agregados reciclados
na mistura gera um decréscimo da resistência em relação ao concreto de
referência. Este comportamento também pode ser verificado nos concretos
com agregados saturados de superfície seca.
Os concretos confeccionados com agregados na condição saturados de
superfície seca apresentaram ganho de resistência à compressão em
todas as idades, comparados aos concretos com agregados secos. A
Tabela 4.9 apresenta uma relação de perda e ganho entre os concretos
estudados, fazendo-se uma relação entre concretos com agregados secos
e concretos com agregados saturados.
14,32
20,35
12,91 14,01
8,51
11,65
19,07
23,15
15,49 17,51
11,69
16,75
23,87
28,34
21,87 22,33
17,41 18,22
TRS TRSa TS50 TSa50 TS100 TSa100
Resistência MPa
7 dias
14 dias
28 dias
107
Tabela 4.10: Relação entre perda e ganho de resistência entre os concretos estudados.
Traços
Referência
Redução/Ganho
7 dias (%)
Redução/Ganho
14 dias (%)
Redução/Ganho
28 dias (%)
TRS/TS50 (-) 9,84 (-) 18,77 (-) 8,37
TRS/TS100 (-) 40,57 (-) 38,69 (-) 27,06
TRSa/TSa50 (-) 31,15 (-) 24,36 (-) 21,20
TRSa/TSa100 (-) 42,75 (-) 27,64 (-) 35,7
TRS/TRSa (+) 29,63 (+) 17,62 (+) 15,77
TS50/TSa50 (+) 11,53 (+) 11,53 (+) 2,06
TS100/TSa100 (+) 26,95 (+) 30,20 (+) 4,44
* (-) redução na resistência; (+) ganho na resistência.
Entre os traços com agregados saturados de superfície seca, há uma
redução significativa da resistência aos 7 dias no concreto com substituição
total dos agregados, que chega em torno de 42,75%. Já na relação entre
os concretos com agregados saturados/secos, percebe-se que em todas
as idades há um ganho de resistência, apresentando-se o concreto com
agregados saturados uma resistência maior que o concreto com agregados
secos.
As relações entre o ganho e perda da resistência entre os concretos de
referência e reciclados são bastante diversas entre a literatura. Rodrigues
(2011) encontrou valores próximos de resistência do concreto convencional
comparado com o concreto com agregados reciclados, valores estes que
não chegam a ultrapassar 2% de redução. Levy &Helene (2000) ao
analisarem concretos fabricados com agregados reciclados de concreto,
também obtiveram valores semelhantes ao concreto de referência.
Machado Jr. et al (2000), verificou um ganho de resistência para os
concretos com agregados reciclados de 14% para substituição parcial de
50% e de 19% para substituição total de agregados reciclados. Este ganho
na resistência pode ser atribuído à alta absorção dos agregados reciclados
que não foi compensada na confecção do concreto, o que diminui a água
livre do concreto, aumentando-se em consequência a resistência do
mesmo.
O ganho na resistência do concreto dosado com agregados no estado
saturado superfície seca é descrito por Colares et al (2011) devido ao fato
de que nas dosagens em que o agregado é misturado anteriormente com
108
parte da água para depois ser adicionado à mistura, tem-se uma melhor
aderência da pasta/agregado, pois o agregado se encontra na condição
semi-saturada, em que a presença de água na superfície faz com que o
agregado retenha maior quantidade de cimento. Neste caso, por não estar
saturado, o agregado absorve água da mistura ate ficar saturado, já no
estado endurecido, a água absorvida vai para a matriz de cimento, o que
gera a cura interna do mesmo, hidratando assim as partículas de cimento
ainda não hidratadas.
4.4.3- Ultrassom
Segundo a norma ABNT 8802 (1994), o ensaio não destrutivo de ultrassom
determina a velocidade de propagação de ondas longitudinais, obtidas por
pulsos ultra-sônicos, através de um componente de concreto, e tem com o
aplicação a verificação da homogeneidade do concreto e a detecção de
eventuais falhas internas de concretagem, profundidade de fissuras e
outras imperfeições. Fatores como densidade do concreto, que depende do
traço e das condições de concretagem; tipo, densidade e outras
características dos agregados; tipo de adensamento do concreto e idade
do concreto podem influenciar os resultados do ensaio.
O ensaio foi realizado nos corpos de prova na idade de 28 dias, e os
resultados sãoapresentados na Tabela 4.11.
A relação entre velocidade da onda ultra-sônica, absorção e resistência à
compressão permitem analisar a homogeinedade da mistura do compósito,
como também avaliar o potencial do ultrassom em ponderar as
propriedades do concretos com agregados de RCD por meio de ensaios
não destrutivos (MOREIRA, 2010).
Tabela 4.11: Correlação entre velocidade da onda ultra-sônica, absorção e resistência dos traços TRS; TRSa; TS50; TSa50; TS100; TSa100.
Traço Velocidade Ultrassônica
(Km/s)
Absorção (%) Resistência à compressão simples (Mpa)
TRS 4,44 ± 0,51 5,32 ± 0,06
23,87 ± 0,54
TRSa 5,19 ± 1,5 8,9 ± 0,065
28,34 ± 0,62
TS50 4,95 ± 1,47 13,45 ± 0,07
21,87 ± 0,60
TSa50 5,21 ± 0,80 7,16 ± 0,07
22,33 ± 0,58
TS100 5,87 ± 0,52 11,12 ± 0,06
17,41 ± 0,55
TSa100 5,61 ± 1,16 15,31 ± 0,05
18,22 ± 0,59
109
As dosagens com agregados secos e dosagens com agregados na
condição saturado de superfície seca, observa-se que o traços com
agregados saturados, obteve-se concretos com uma maior resistência,
maior velocidade da onda ultra-sônica, como também uma maior absorção.
Nestes casos, acontece que as dosagens com agregados saturados de
superfície seca, melhoram a trabalhabilidade do concreto no estado fresco,
diminuindo a porosidade do mesmo, gerando assim uma melhor
compacidade do concreto, o que é comprovada pela maior velocidade de
propagação da onda. Porém, a maior absorção do concreto com
agregados saturados, não é devido aos vazios do meio, mas sim pela
porosidade dos agregados, que ao passar do tempo a água retida nos
mesmos passam para a matriz do concreto, hidratando a pasta de cimento,
porém esta perda de água gera agregados menos saturados, gerando
agregados com um maior poder de absorção.
O desvio padrão da velocidade ultra-sônica dos concretos com agregados
saturados de superfície seca, apresentaram valores mais expressivos, o
que indica ser um meio de composicão mais variável.
Nota-se que o incremento de agregados secos reciclados nas dosagens
conduz a um aumento da absorção e da velocidade da onda ultra-sônica, e
uma redução na resistência dos concretos. Neste caso ocorre que o traço
com agregados reciclados apresentam uma maior concentração de
agregados frágeis, como mateiral cerâmico, o que diminui a resistência do
concreto, pois a zona de fratura desses concretos se apresentam nos
agregados, já nos concretos sem agregados reciclados, a zona de fratura
se apresenta na zona de transição, o que gera uma maior resistência do
mesmo. Em relação a absorção, é visivel que aumentando-se a
concentração de agregados com maior absorção (reciclados),
consequentemente, aumenta-se a absorção do material no estado seco.
Porém o aumento na velocidade da onda ultra-sônica se deve ao fato da
maior facilidade da mesma atravessar agregados mais frágeis, no caso dos
concretos reciclados.
A mesma relação encontrada nas dosagens com agregados secos, foi
observada nas dosagens com agregados saturados, revelando que, o
aumento da proporção de agregados reciclados na dosagem, gera uma
redução na resistência, aumento da absorção e da velocidade da onda
ultra-sônica.
110
4.4.4- Módulos de elasticidades dinâmicos (tangente) por Método
Sônico
De modo geral, o módulo de elasticidade dos concretos reciclados
apresentou-se inferior ao de referência na medida do aumento do teor de
substituição do agregado natural peloreciclado, podendo-se observar
também que os concretos saturados apresentaram menores módulos de
elasticidade, conforme pode ser observado na Figura 4.8.
Figura 4.8: Módulos de elasticidadeaos 28 dias.
Verifica-se que houve uma queda do módulo de elasticidade à medida que
se incrementa agregado reciclado na mistura. Esta redução ficou em torno
de 2,18% para os concretos com 50% de substituição de agregados secos
e 5,19% para os concretos com substituição total de agregados secos
reciclados. Já para os concretos com agregados saturados, a redução
ficou de 4,88% e 10,0% para concretos com agregados saturados com
substituição parcial (50%) e total (100%), respectivamente. Este
comportamento pode ser atribuído à menor massa específica do agregado
reciclado.
Rodrigues (2011) encontrou valores de redução em torno de 5% para os
concretos com 50% de teor de agregado miúdo reciclado e 15% para os
concretos com 100% de agregado miúdo reciclado.
A relação entre massa específica e porosidade é inversamente
proporcional. De acordo com Mehta& Monteiro (1994), os fatores que
afetam a porosidade do agregado exercem relevante influência no módulo
de elasticidade do concreto.
22,00
24,00
26,00
28,00
30,00
TRS TRSa TS50 TSa50 TS100 TSa100
Módulo de Elasticidade em GPa
28 dias
111
5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
A amostra de resíduo da construção civil utilizada apresentou variabilidade
em seus constituintes, evidenciando predominância de concreto em sua
composição (37,0%), apresentando também grande concentração de
material miúdo (27,19%) e argamassa (22,33%).
A composição granulométrica dos agregados graúdos reciclados bem
como dos agregados miúdos reciclados, revelaram ser materiais de
granulometria contínua eapresentaram as curvas granulométricas
semelhantes aos agregados naturais.
A massa específica e a massa unitária do agregado miúdo reciclado
foi2,0% e 25,85% menor do que os valores encontrados para o agregado
miúdo natural. Já para a fração graúda, a massa específica e a massa
unitária do agregado graúdo reciclado são 25,0% e 24,0% inferiores que as
encontradas para o agregado graúdo natural.
A taxa de absorção dos agregados graúdos e miúdos reciclados
apresentaram valores elevados 7,29% e 7,0% respectivamente, o que
acarreta o aumento do consumo de água na mistura.
Os teores de materiais pulverulentos verificados nos agregados reciclados
graúdos e miúdos apresentaram-se aproximadamente oito e quinze vezes
maiores quando comparados aos agregados naturais graúdos e miúdos,
respectivamente. Uma grande quantidade de finos na mistura pode ser
prejudicial às propriedades do concreto, pois aumenta a área específica e
consequentemente o consumo de água na mistura.
O aumento do consumo de cimento com o acréscimo da quantidade de
agregados reciclados na mistura revelou-se tanto para os traços dosados
com agregados secos, como na dosagem com agregados saturados de
superfície seca. A maior capacidade de absorção dos agregados reciclados
ocasiona um aumento no consumo de cimento na dosagem do concreto.
A dificuldade de se atingir a trabalhabilidade e abatimento do concreto
reciclado apresentou-se proporcional ao aumento dos teores de
substituição de agregados graúdos e miúdos nas dosagens. Nas dosagens
com agregados na condição saturados de superfície seca, verificou-se um
112
ganho no abatimento à medida que se aumentava o percentual de
agregados na mistura. Nas dosagens com agregados na condição seca,
verificou-se que o aumento do percentual de agregados reciclados na
mistura, ocorria uma diminuição no abatimento.
A massa específica do concreto reciclado no estado fresco diminui com o
aumento da porcentagem de agregados reciclados na mistura, de 13,15%
para TS100 e 13,24% para TSa100. A absorção de água e consumo de
cimento são propriedades diretamente ligadas à massa específica do
concreto e apresentaram índices maiores à medida que houve incremento
de agregado reciclado na dosagem.
A resistência à compressão dos concretos com agregados reciclados
secos e saturados de superfície seca apresenta inferior ao concreto (com
agregado natural) de referência. Os concretos dosados com agregados na
condição saturados de superfície seca apresentaram valores de resistência
à compressão superiores aos concretos com agregados secos.
Verificou-se que nos concretos com agregados reciclados a superfície de
fratura ocorre entre os agregados e no concreto convencional se dá na
pasta, o que indica que a resistência do concreto está limitada pela
resistência do agregado reciclado.
O módulo de elasticidade, no concreto com agregado reciclado apresenta
valor inferior ao de referência, chegando a uma redução de até 5,19%para
TS100 e 10,0% para TSa100, sendo este comportamento atribuído à
menor massa específica do agregado reciclado.Menores módulos de
elasticidade implicam em concretos maisdeformáveis,
acarretandodeformabilidade das estruturas.
Embora o concreto com agregado de RCC tenha apresentado menor
resistência à compressão e maior consumo de cimento, o que o torna mais
oneroso que o concreto convencional, pode-se afirmar que é possível o
uso de agregados reciclados para a produção de concretos para obras de
pequeno porte; pavimentação de calçadas e pré-moldados.
113
5.1 PROPOSTAS PARA FUTURAS PESQUISAS
Avaliar o desempenho dos concretos produzidos com agregados reciclados de diferentes resistências em aplicações estruturais;
Avaliar a possibilidade da existência da reação álcalis agregados nos agregadosreciclados;
Avaliar as propriedades referentes à durabilidade dos concretos reciclados, tais como profundidade de carbonatação, resistência aos ataques de agentes agressivos,mecanismo de transporte interno de água, intemperismo;
Avaliar as características de rupturas dos concretos reciclados;
Avaliar a relação entre a porosidade dos agregados reciclados (miúdos e graúdos) e sua interferência na permeabilidade do concreto aos gases e à água.
Criação de normas e metodologias para realização dos métodos de ensaios dos agregados reciclados e métodos de dosagens dos concretos reciclados, para uma melhor padronização de avaliação deste material.
114
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126
ESTUDO DAS PROPRIEDADES DO CONCRETO COM DIFERENTES
PROPORÇÕES DE AGREGADOS DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO
CIVIL COM E SEM SATRURAÇÃO PRÉVIA
APÊNDICE
127
Caracterização da área de implantação da usina de reciclagem de
Camaragibe
Lay-out e equipamentos da Usina de Reciclagem de Camaragibe
Segundo dados da empresa Ciclo Ambiental Ltda, a usina de reciclagem
de resíduos de construção civil, implantada em 2010 no município de
Camaragibe, é constituída das seguintes unidades:
i) Alimentador Vibratório:
Completo, com capacidade de 40 m³/h, motor elétrico blindado trifásico,
polias e correias em V, mesa com caixa e apoios em molas espirais, bica
de transferência revestida e com cortina de borracha e chassi metálico.
ii) Transportador de Correia Fixo:
Completo, estrutura em treliça altura 300mm e largura 610,0mm,
capacidade de transporte de 40 m³/h, motor elétrico blindado trifásico,
redutor de velocidade, polias e correias em V, correia de 2 lonas , tambores
de tração liso e retorno, roletes de carga, de impacto e de retorno, limpador
de correia, rolos de borracha e pés de apoio, assentados em cavaletes de
carga para dois roletes e cavaletes de retorno, esticador de correia tipo
parafuso, cavaletes de apoio para transportador e 1 bica de saída.
iii) Britador de Impacto:
Completo, com polia e volante de contra peso, correias em V, conjunto de
tirantes e bicas de alimentação com cortina de borracha e revestimento
interno, carter de proteção do movimento.
iv) Calha Simples Metálica:
Com 1 bica metálica para descarga do britador de impacto, com
revestimento interno e janela de inspeção e junta de vedação.
128
v) Transportador de Correia Fixo:
Completo com estrutura em treliça, moega de carga, 1 tambor de tração e
retorno liso, cavaletes de carga para 3 roletes, cavaletes de retorno, roletes
de carga, de impacto e de retorno, esticador de correia tipo parafuso,
limpador de correia, bica de saída, rolo de borracha, pés de apoio e
suporte para apóio do imã permanente
vi) Imã Permanente Magnético:
Imã permanente com limpeza automática, com transportador de correia,
suportes reguláveis, com tambor de tração, tambor de retorno, motor
redutor e correia para 2 lonas.
vii) Transportador de Correia Móvel:
Completo, estrutura em treliça, moega de carga, tambor de tração e tambor
de retorno, cavaletes de carga para 2 roletes, cavaletes de retorno, roletes
de carga e roletes de retorno, esticador de correia tipo parafuso, limpador
de correia no retorno, rolo de borracha, dispositivo giratório, estrutura de
suporte de apoio em V, com rodas giratórias e bica de saída.
viii) Peneira Vibratória Apoiada Inclinada:
Composto de caixa com eixo excêntrico, contra-pesos e polia, apoios para
molas helicoidais e telas (980 x 3.000m/m) com aberturas de 4,8 mm;
9,52mm e 25,4 mm, chassis em viga metálica com apoio para molas
helicoidais e base do motor, correias em V, bica de condução dos finos
(tipo funil), e bicas de condução de materiais.
ix) Transportador de Correia Fixos:
Estrutura em treliça, moega de carga, tambor de tração liso, tambor de
retorno liso, cavaletes de carga para 02 roletes , cavaletes de retorno,
roletes de carga, roletes de impacto, roletes de retorno, base para motor
com esticador de correia tipo parafusos, correias em V , limpador de
correia no retorno, rolo de borracha e pés de apoio.
129
x) Quadro de Comandos e Proteção dos Motores:
Contendo armário com comandos e proteção para os motores, dim. 1.800 x
800 x 450m/m,caixa com botoeiras para comando à distância.
xi) Sistema de Contenção de Particulado:
Composto por bomba jacto, correias em V, carter de proteção de
movimento, numa base metálica, aspersor tipo gatilho, aspersores tipo
leque (micro-aspersores), aspersores tipo cônico (micro- aspersores),
suportes de micro-aspersores, em tubo metálico, componentes dos micro-
aspersores e componentes para ligação bomba micro-aspersores.
xii) Sistema de Contenção de Ruídos:
Com mantas de borracha anti-choque instaladas, bica sob grelha pré-
classificadora, tremonhas de carga dos transportadores, fundo da peneira e
bicas de distribuição para baias.
xiii) Estrutura Metálica de Sustentação do Conjunto:
Contendo estrutura metálica, plataformas laterais/trabalho (com suportes e
guarda-corpo de proteção), escadas, guarda-corpo de proteção e suportes
de plataformas laterais.
xiv) Estrutura Metálica de Sustentação da Peneira:
Estrutura metálica desmontável, com chassis em viga 16” , pés de
sustentação contraventamentos na estrutura em vigas U4”, plataformas
laterais com guarda-corpo, suportes de plataformas laterais e escada tipo
marinheiro h = 3700 mm.
130
xv) Bicas de Transferência:
Contendo 4 unidades – saídas de transportes: transportador de correia fixo
1(TCF1), transportador de correia fixo 2 (TCF2), transportador de correia
móvel (TC Móvel) e transportador de correia fixo 3 (TCF3).
Implantação da usina de reciclagem de Camaragibe-PE
A primeira usina de beneficiamento de material de construção civil no
estado de Pernambuco foi implantada no ano de 2008 na cidade de
Petrolina e possui capacidade de processamento de entulho de 30t/h, o
município situasse a uma distância aproximada de 724 Km do centro da
cidade do Recife.
Até o ano de 2010, a capital de Pernambuco não possuía uma usina de
beneficiamento do entulho de construção, com o aquecimento da
construção civil no estado e a desativação do antigo aterro da Muribeca, o
grande volume de resíduos precisa de um destino adequado, em que esse
rejeito possa ser beneficiado e volte ao mercado da construção como um
material alternativo. Surge então em meados de outubro de 2010, a usina
de reciclagem de resíduos de construção no município de Camaragibe, que
é de iniciativa particular e tem capacidade de 40t/h para processamento do
entulho. O município de Camaragibe situa-se a 10Km da capital do Recife
e tem acesso pela BR 408, o que facilita o transporte dos resíduos entre a
capital e o município.
A sequência fotográfica a seguir ilustrada nas figuras abaixo,representa a
situação da usina em funcionamento em julho de 2011.
131
a)
b)
c)
d)
Figura 5.1: Usina de beneficiamento de Camaragibe, a) Vista panorâmica da fachada; b) Vista da balança de pesagem do entulho; c) Vista panorâmica da guarita de controle, pista de acesso e rampa de abastecimento, d) Vista das esteiras.
132
FLUXOGRAMA DA USINA
A usina recebe o entulho por meio de caçambas aberto ou por meio de
papa entulho carregado em caminhões. Ao chegar à usina o material é
pesado e cobra-se um valor por tonelada que é depositado na usina. Este
material ao ser recebido é depositado em determinado local para que se
possa fazer uma limpeza manual por meio visual, onde é retirado papelão,
papel, ferros, gesso e madeira. Em seu beneficiamento o maquinário pode
processar o material em brita 25mm, brita 19mm, cascalhinho e areia e
após o beneficiamento é revendido como material reciclado a empresas
particulares. O fluxograma de funcionamento da usina segue abaixo.
133
Recepção do Entulho no Pátio
Plásticos
Limpeza Manual
Metais
Matéria
Orgânica
Outras
Impurezas
Entulho
Tipo 1
Entulho
Tipo 2
Pré-Limpeza – Grelha
Alimentadora
Britagem de Entulho
(separadamente)
Limpeza de Contaminante
Magnetizável
Metal
Magnetizável
Classificação PVA
Pilha de Pré-classifica-
do Agregado Tipo2 –
Bica Corrida
Pilha com
Ø < 4,8mm (Areia)
Pilha pedra 4,8 < Ø < 9,5
(Pedrisco)
Pilha pedra 9,5 < Ø < 25,4
(Pedra1)
Pilha Pedra com Ø > 25,4 mm Pilha de Agregado
reciclado Tipo 2 – Bica
Corrida Selecionada
Agregados Peneirados – Tipo 1