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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DIEGO SOUZA DE OLIVEIRA

ANÁLISE DAS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS DO CONCRETO PRODUZIDO

COM RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE PRÉ-MOLDADOS

MOSSORÓ-RN

2014




Trabalho final de graduação apresentado à

Universidade Federal Rural do Semi-Árido –

UFERSA, Departamento de Ciências

Ambientais e Tecnológicas para a obtenção do

título de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientadora: Profª. Dra. Marília Pereira

Oliveira – UFERSA.

MOSSORÓ-RN

2014

O conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade de seus autores

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Biblioteca Central Orlando Teixeira (BCOT)

Setor de Informação e Referência

O48a Oliveira, Diego Souza de.

Análise das características mecânicas do concreto produzido

com resíduos da indústria de pré-moldados./ Diego Souza de

Oliveira. -- Mossoró, 2014.

59f.: il.

Orientadora: Profª. Dra. Marília Pereira Oliveira

Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade

Federal Rural do Semi-Árido. Pró-Reitoria de Graduação.

1. Concreto. 2. Resíduo de construção civil – Impacto

ambiental. 3.Resistência à compressão. 4. Resistência à Tração.

I. Título.

RN/UFERSA/BCOT /557-14 CDD:624.1834 Bibliotecária: Vanessa Christiane Alves de Souza Borba

CRB-15/452




Trabalho Final de Graduação apresentado à

Universidade Federal Rural do Semi-Árido –

UFERSA, Departamento de Ciências

Ambientais e Tecnológicas para a obtenção do

título de Bacharel em Engenharia Civil.

DEDICATÓRIA

A minha família, em especial à minha mãe

Ivonete, por não medir esforços para que

conseguisse a obtenção desse título, e por

sempre acreditar e me incentivar a alcançar os

meus objetivos.

AGRADECIMENTOS

A Deus, por está sempre ao meu lado, por todas as bênçãos que me concedeu e por permitir

alcançar mais um objetivo.

Aos meus pais Ivonete Frutuoso e Manoel Frutuoso, por todo esforço e dedicação, sempre me

apoiando para a realização desse sonho.

Aos meus familiares, em especial à minha avó Raimunda, à minha irmã Manuela e as minhas

tias Elza e Neide, por todo apoio e ajuda para que pudesse chegar até aqui.

A minha orientadora, Profª. Dra. Marília Pereira Oliveira por toda paciência, compreensão e

dedicação para a realização desse trabalho.

Aos meus professores, por me conduzirem até aqui, por todo o ensinamento, sendo exemplo

como pessoas e como profissionais.

Aos amigos, em especial a Alexya Brendha, Angelina Oliveira, Ângelo Rafael, Cláudio

Bernardo, Eginaldo Guerreiro, Francisco Hináio, Mariana Medeiros, Patrícia Medeiros, Souza

Neto e Taisa Sângela pela amizade e companheirismo, por me acompanharem em todos os

momentos, por toda paciência e compreensão e por me ajudarem sempre que precisei.

A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização desse sonho, a vocês o meu

muito obrigado.

RESUMO

A Construção Civil é reconhecida como uma das mais importantes atividades para o

desenvolvimento econômico e social. Entretanto, comporta-se ainda, como grande geradora de

impactos ambientais, causando grandes problemas à sociedade. Entre os vários tipos de resíduos

da indústria da construção civil, os resíduos de concreto possuem um dos maiores potenciais de

reutilização, onde os principais geradores dos resíduos de concreto, são as fábricas de pré-

moldados, as demolições de construções, pavimentos rodoviários de concreto e as usinas de

concreto pré-misturado. Este trabalho tem como objetivo o estudo dos resíduos gerados pela

indústria de pré-moldados, bem como a utilização do mesmo como agregado miúdo reciclado

para a produção de concreto. Sendo essa uma destinação adequada para esse material e uma

alternativa para redução dos impactos gerados pelo mesmo. Dentre os parâmetros o de interesse

para o estudo compreende as propriedades físicas e mecânicas, e para análise dos mesmos foram

verificados os resultados dos ensaios de resistência a compressão simples e de tração por

compressão diametral.

Palavras-chave: Resíduo de Construção Civil. Impacto Ambiental. Resistência à Compressão.

Resistência à Tração.

ABSTRACT

The Construction is recognized as one of the most important activities for the economic

and social development. However, behaves also as a great generator of environmental impacts,

causing major problems to society. Among the various types of waste from the construction

industry, waste concrete have one of the greatest potential for reuse, where the main generators

of waste concrete are the precast factories, the demolition of buildings, concrete pavements

mills and pre-mix concrete. This work aims to study the waste generated by the precast industry

as well as its use as recycled aggregate little pieces for concrete production. This is an

appropriate destination for this material and an alternative to reducing the impacts generated by

same. Among the parameters of interest for the study comprises the physical and mechanical

properties, and their examination results of tests of resistance to simple compression and tension

were verified by diametrical compression.

Keywords: Construction Waste, Environmental Impact, Compressive Strength, Tensile

Strength.

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Composição granulométrica do agregado miúdo natural e reciclado. .................... 41

Tabela 2 - Composição granulométrica do agregado graúdo. .................................................. 43

Tabela 3 - Resultados da massa específica. .............................................................................. 44

Tabela 4 - Resultadas da massa unitária. .................................................................................. 45

Tabela 5 - Resultados do abatimento de tronco de cone. ......................................................... 46

Tabela 6 - Resultados da resistência a compressão. ................................................................. 47

Tabela 7 - Resultado da resistência a tração por compressão diametral. ................................. 49

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Hierarquia da disposição de resíduos de construção e demolição. .......................... 18

Figura 2 - Blocos vazados ........................................................................................................ 25

Figura 3 - Bloco para pavimentação do tipo Holandês. ........................................................... 26

Figura 4 - Mourões. .................................................................................................................. 27

Figura 5 - Postes para rede elétrica. ......................................................................................... 28

Figura 6 - Muros com placa de concreto. ................................................................................. 29

Figura 7 - Destino final das peças inutilizáveis. ....................................................................... 32

Figura 8 - Beneficiamento do resíduo. ..................................................................................... 33

Figura 9 - Ensaio de frasco de Chapman. ................................................................................. 34

Figura 10 - Ensaio de massa unitária. ....................................................................................... 35

Figura 11 - Ensaio de índice de forma. ..................................................................................... 36

Figura 12 - Abatimento de tronco de cone. .............................................................................. 37

Figura 13 - Moldagem de corpo de provas. .............................................................................. 38

Figura 14 - Prensa mecânica, para realização do ensaio de resistência a compressão. ............ 39

Figura 15 - Prensa mecânica, para realização do ensaio de resistência a tração por compressão

diametral. .................................................................................................................................. 40

Figura 16 - Curva granulométrica da areia. .............................................................................. 42

Figura 17 - Curva granulométrica do resíduo. .......................................................................... 43

Figura 18 - Curva granulométrica do agregado graúdo. ........................................................... 44

Figura 19 - Resistência a compressão simples. ........................................................................ 48

Figura 20 - Resistência à tração por compressão diametral. .................................................... 49

LISTA DE QUADRO

Quadro 1 - Nomeclatura da família dos concretos. .................................................................. 36

LISTA DE SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas.

a/c Relação Água/Cimento.

AGR Agregado Graúdo Reciclado.

AMR Agregado Miúdo Reciclado.

ARC Agregados de Resíduos de Concreto.

ARM Agregado de Resíduo Misto.

AMR1 Agregado Miúdo Reciclado de Resíduo de Argamassa.

cm Centímetro.

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente.

Fck Resistência característica à compressão.

kg Quilograma.

kg/dm³ Quilograma /Decímetro cúbico.

m³ Metro Cúbico.

mm Milímetro.

Mpa Mega Pascal.

RCC Resíduos de Construção Civil.

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 11 2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 13 2.1 OBJETIVO GERAL ........................................................................................................... 13 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 13

3 REFERENCIAL TEÓRICO .............................................................................................. 14 3.1 RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL .......................................................................... 14

3.1.1 Definição e Classificação ............................................................................................... 14

3.1.2 Beneficiamento ............................................................................................................... 15 3.1.2.1 Cominuição ............................................................................................................................................... 16 3.1.2.2 Separação por Tamanho ............................................................................................................................ 16 3.1.3.3 Concentração ............................................................................................................................................. 16 3.1.3.4 Operações Auxiliares ................................................................................................................................. 17 3.1.3 Impactos Ambientais ..................................................................................................... 17 3.1.4 Reciclagem ...................................................................................................................... 19

3.1.5 Agregados Reciclados .................................................................................................... 19 3.1.5.1 Composição Granulométrica ..................................................................................................................... 20 3.1.5.2 Massa Específica e Massa Unitária ........................................................................................................... 21

3.1.6 Concretos produzidos com agregados reciclados ....................................................... 21 3.1.6.1 Influência dos agregados reciclados nas propriedades do concreto no estado endurecido ........................ 22 3.1.6.1.1 Resistência à compressão ....................................................................................................................... 22 3.1.6.1.2 Resistência à tração ................................................................................................................................ 23 3.2 PRODUTOS DE CIMENTO PORTLAND ....................................................................... 24

3.2.1 Elementos pré-moldados ............................................................................................... 24 3.2.1.1 Blocos Vazados ......................................................................................................................................... 25 3.2.1.2 Blocos para pavimentação ......................................................................................................................... 26 3.2.1.3 Mourões ..................................................................................................................................................... 27 3.2.1.4 Postes ......................................................................................................................................................... 28 3.2.1.5 Muros de planas de concreto ..................................................................................................................... 29 4 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................................... 30 4.1 MATERIAIS UTILIZADOS .............................................................................................. 30

4.1.1 Cimento Portland .......................................................................................................... 30

4.1.2 Agregado Miúdo ............................................................................................................ 30 4.1.3 Agregado Graúdo .......................................................................................................... 30 4.1.4 Água ................................................................................................................................ 31 4.2 PROGRAMA EXPERIMENTAL ...................................................................................... 31

4.2.1 Coleta e Preparação do resíduo .................................................................................... 31

4.2.2 Caracterização dos agregados naturais e reciclado.................................................... 33 4.2.2.1Análise Granulométrica .............................................................................................................................. 33 4.2.2.2 Massa Específica do Agregado Miúdo ...................................................................................................... 34 4.2.2.3 Massa Unitária ........................................................................................................................................... 34 4.2.2.4 Índice de Forma do Agregado Graúdo ...................................................................................................... 35 4.2.3 Preparo, Moldagem e Cura dos Corpos de Prova de Concreto ................................ 36 4.2.4 Ensaio de Resistência à Compressão Simples ............................................................. 38

4.2.5 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral ..................................... 39 5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................................... 41 5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ........................................................................ 41

5.1.1 Composição granulométrica ......................................................................................... 41 5.1.1.1 Agregado Miúdo ........................................................................................................................................ 41 5.1.1.2 Agregado graúdo ....................................................................................................................................... 43

5.1.2 Massa específica ............................................................................................................. 44

5.1.3 Massa unitária ............................................................................................................... 45 5.1.4 Índice de forma .............................................................................................................. 46 5.2 ENSAIOS DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO ...................................................... 46

5.2.1 Abatimento ..................................................................................................................... 46 5.3 ENSAIOS DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO ........................................... 47

5.3.1 Resistência à compressão simples ................................................................................ 47 5.3.2 Resistência à tração por compressão diametral.......................................................... 48 6 CONCLUSÕES .................................................................................................................... 50 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................................. 52

11

1 INTRODUÇÃO

O desenvolvimento de atividades que não gerem impactos ambientais, ainda é um

grande desafio para os dias atuais, e dentro desse contexto o ramo da construção civil também

enfrenta esse desafio e busca alternativas para um desenvolvimento mais sustentável.

A Construção Civil é reconhecida como uma das mais importantes atividades para o

desenvolvimento econômico e social, entretanto, comporta-se ainda, como grande geradora

de impactos ambientais, quer seja pelo consumo de recursos naturais, pela modificação da

paisagem ou pela geração de resíduos.

O consumo dos recursos naturais para diversas utilizações, além de deteriorar a

natureza, também está gerando em certas áreas desajustes ecológicos, como se pode notar na

maioria das regiões de extração mineral. Também devido à necessidade de extrair algumas

matérias primas, à distâncias cada vez maiores dos centros consumidores, pode inviabilizar

sua utilização em algumas localidades, pelo custo do transporte.

A maioria dos resíduos gerados pela construção provém principalmente de eventos

informais (obras de construção, reformas e demolições, geralmente realizadas pelos próprios

usuários dos imóveis). A falta de conhecimento da sociedade sobre a destinação adequada dos

resíduos é uma das causas para a intensificação dos impactos gerados pelo mesmo. Assim, o

poder público deve exercer um papel fundamental para disciplinar o fluxo dos resíduos,

utilizando instrumentos para regular especialmente a geração de resíduos provenientes dos

eventos informais.

Existem outras causas fundamentais para a geração de resíduos na construção civil.

Por exemplo, a qualidade do serviço na execução das obras. O gerenciamento eficiente das

atividades desenvolvidas na construção civil é uma das maneiras de minimizar a geração

desses resíduos. Entretanto, a má qualidade na execução dos serviços acarretará em obras com

pouca vida útil, e as mesmas necessitarão de mais manutenção, ocasionando a geração dos

resíduos. Outro exemplo, são os resíduos gerados pela ocorrência de desastres naturais e os

causados pelo homem, onde os mesmos ocasionam grandes volumes de resíduos.

O crescimento populacional e econômico é outro fator importante para geração de

resíduos, o aquecimento do setor gera o aumento da necessidade do consumo e produção de

bens e matéria prima, acarretando a geração dos mesmos. John (2000) estima que a construção

civil brasileira consuma cerca de 210 milhões de toneladas/ano de agregados naturais somente

para produção de argamassas e concretos.

12

O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) através da Resolução Nº 307

de 5/07/02- DOU de 17/07/02, estabeleceu diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão

dos resíduos da construção civil, disciplinando as ações necessárias de forma a minimizar os

impactos ambientais, tendo para esse fim definido todas as especificações de resíduos da

construção civil. Esta resolução prevê, ainda o Plano Integrado de Gerenciamento de Resíduos

da Construção Civil como instrumento para implementação da gestão da construção civil, a

ser elaborado pelos Municípios e Distrito Federal, o qual deverá incorporar o Programa

Municipal de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil.

Uma alternativa para a redução dos impactos causados pela geração de resíduos é a

reutilização do mesmo dentro da construção civil, além de ocasionar a redução de custo e os

benefícios sociais. De acordo com John (1996), o mercado da construção civil se apresenta

como um dos setores ideais para o consumo de materiais reciclados, pois a atividade de

construção é realizada em qualquer região, o que já reduz os custos com o transporte. Além

disso, os materiais necessários para produção da grande maioria dos componentes de uma

edificação não precisam de grande sofisticação técnica.

Entre os vários tipos de resíduos da indústria da construção civil, os resíduos de

concreto possuem um dos maiores potenciais de reutilização, devido principalmente ao

conhecimento de suas características básicas (fck, idade, etc..) e seu menor grau de

contaminação por outros materiais (vidro, borracha, etc..) quando comparado com outros

resíduos. Os principais agentes geradores, de resíduos de concreto, são as fábricas de pré-

moldados, as demolições de construções e de pavimentos rodoviários de concreto, e as usinas

de concreto pré-misturado.

13

2 OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GERAL

Este trabalho tem como objetivo geral o estudo das propriedades dos resíduos

proveniente da indústria de pré-moldados, bem como sua utilização como agregado miúdo

para a produção de concreto.

2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Caracterização dos materiais utilizados para a produção do concreto com

agregado natural (referência) e o do concreto com agregado reciclado;

Produzir corpos de prova com agregado natural e com percentuais de

substituição de 0, 50 e 100 % de agregado natural por agregado reciclado;

Realizar uma análise comparativa da resistência a compressão simples e tração

por compressão diametral, do concreto de referência com o concreto reciclado.

14

3 REFERENCIAL TEÓRICO

3.1 RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL

Além da resolução CONAMA nº 307 de 2002, foi publicada em 2004 as primeiras

normas nacionais relacionadas aos agregados reciclados de resíduos de construção, que tratam

desde os projetos, implantação e operação das áreas de tratamento e reciclagem, até a sua

aplicação na pavimentação ou em concreto sem função estrutural. Sendo as seguintes normas:

NBR 15112 - Resíduos da construção civil e resíduos volumosos – Áreas de

transbordo e triagem – Diretrizes para projeto, implantação e operação;

NBR 15113 - Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes – Aterros –

Diretrizes para projeto, implantação e operação;

NBR 15114 – Resíduos sólidos de construção civil e resíduos inertes – Áreas de

reciclagem – Diretrizes para projetos, implantação e operação;

NBR 15115 – Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil –

Execução de camadas de pavimentação – Procedimentos;

NBR 15116 – Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil –

Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural –

Requisitos.

3.1.1 Definição e Classificação

Segundo a resolução CONAMA n°307 de 2002 os resíduos de construção civil, são

definidos como os resíduos 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, fiação elétrica etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça

ou metralha.

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De acordo com a sua classificação podem ser divididos por vários critérios como:

origem, grau de degradabilidade, periculosidade e tipo de resíduo. A classificação dos resíduos

é importante, uma vez que a partir da mesma se pode dar uma destinação adequada aos

resíduos, buscando sempre preservar o meio ambiente reduzindo os impactos.

A resolução CONAMA também estabelece uma classificação para os resíduos de

construção civil, visando a sua reutilização na construção:

Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como:

a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras

de infra-estrutura, inclusive solos provenientes de terraplenagem;

b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes

cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e

concreto;

c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto

(blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras;

Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como: plásticos,

papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros;

Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou

aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação,

tais como os produtos oriundos do gesso;

Classe D - são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais

como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de

demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e

outros.

3.1.2 Beneficiamento

No processo de beneficiamento dos Resíduos de Construção Civil (RCC) são aplicadas

tecnologias utilizadas no tratamento do minério, onde a mesma consiste em uma sequência de

16

operações unitárias. Esse processo voltado para o beneficiamento de RCC corresponde à

transformação dos mesmos em agregados, visando sua aplicação. Em uma situação ideal não

ocorreria o beneficiamento, porém para utilização do RCC como agregado e necessário que o

mesmo ocorra. Mesmo não estando na situação ideal, à reutilização dos RCC frente aos

problemas gerados pelos mesmos, é uma das destinações adequadas para esse material, onde

se reduzem consideravelmente os impactos. As operações unitárias são:

3.1.2.1 Cominuição

Consiste na operação destinada à redução do tamanho das partículas, podendo ser de

dois tipos: o primeiro a britagem, sendo a mais empregada para a reciclagem de RCC e

destinada para obter grãos de maior dimensão (agregado graúdo) e o segundo a moagem,

destinada a obter grãos de menor dimensão (agregados miúdos). A cominuição é uma

atividade de custo elevado, tanto em função do custo de energia, quanto ao consumo de peças

de desgastes, exigindo equipamentos robustos que demandam pouca manutenção.

3.1.2.2 Separação por Tamanho

Consistem em dois processos o de peneiramento, podendo ser a seco ou a úmido, sendo

o primeiro mais utilizado; e o de classificadores, geralmente utilizado para a remoção de

impurezas dos agregados graúdos, que tendem a se concentrar nas frações finas. Ambos têm

por finalidade separar o material de acordo com os tamanhos dos grãos.

3.1.3.3 Concentração

Da mesma maneira que é empregado para o tratamento de minérios, usa-se esse

processo para concentrar os RCC ou os agregados RCC mais rico nas frações de interesse,

17

reunindo cada material em seu conjunto, essa separação baseia-se nas diferenças entre as

propriedades, destacando-se a cor, densidades, forma, propriedades magnéticas e etc.

3.1.3.4 Operações Auxiliares

De acordo com Lovato (2007, apud Chaves, 1996) as principais operações auxiliares

são transporte, secagem e homogeneização por meio de pilhas.

3.1.3 Impactos Ambientais

A construção civil é uma das atividades mais importantes para o desenvolvimento social

de um país, entretanto, é uma grande geradora de impactos ambientais. O desenvolvimento

das atividades do setor da construção realizado de forma inadequada intensifica a ação desses

impactos. A preocupação com o meio ambiente tem levado o setor a buscar novos métodos e

técnicas de construção.

Assim, a utilização de novos materiais, mais benéficos ao meio ambiente, tem sido

tentada. A incorporação de materiais reciclados ao concreto pode ser considerada como uma

boa ferramenta para a conservação de energia e de recursos naturais, e para aumentar a vida

útil das áreas de disposição de resíduos (GOLDSTEIN, 1995).

Um dos impactos causados pela construção é o grande consumo dos recursos naturais,

que vai deste da produção do material até a sua utilização, o setor é responsável, por exemplo,

pelo consumo de 20 a 50 % dos recursos naturais extraídos. Nesse processo ocorre também,

um grande consumo de energia. De acordo com John (1996) 4,5% do consumo total de energia

é gasto na construção civil e 84% deste, na fase de produção de materiais.

Um resultado frente esse grande consumo de recursos naturais é a geração de RCC, onde

o mesmo constitui um dos maiores impactos gerados pelo setor da construção. A coleta,

transporte e deposição em locais adequados dos RCC geram além dos impactos ambientais,

altos custo para a sua realização.

Leite (2001) apresenta em seu trabalho uma hierarquia da disposição de RCC,

relacionado com a intensidade do impacto causado pelo mesmo (Figura 1). A geração de

18

resíduos de construção civil já possui números assustadores e a tendência mundial é que estes

valores aumentem ainda mais. Encontrar uma utilização para estes resíduos é mais que uma

necessidade, é uma obrigação.

Figura 1 - Hierarquia da disposição de resíduos de construção e demolição.

Fonte: Leite (2001, apud Peng et al., 1997)

A destinação inadequada dada as RCC é um fator importante para a intensificação dos

impactos. Como exemplo desses impactos pode-se citar a degradação de área urbana com

acumulo irregular desse material, acarretando a proliferação de escorpiões, aranhas e roedores

que afetam a saúde pública.

A deposição irregular faz com que as autoridades governamentais tenham que

desenvolver ações para coleta desses RCC e de a destinação correta para os mesmos,

depositando-os em aterros, onde eles têm o seu tempo de uso reduzido devido ao grande

volume de resíduos gerados. Esse processo constitui na geração de autos custos, com isso o

governo tem um papel fundamental para disciplinar o fluxo dos RCC, reduzindo esses

depósitos irregulares e consequentemente os impactos gerados por eles.

Pinto (2000) enfatiza que o gerenciamento de resíduos de construção civil no próprio

local de sua geração representa uma importante ferramenta para que a indústria da construção

assuma sua responsabilidade com o resíduo gerado no ambiente urbano. Esta atitude fará com

que o resíduo seja confinado em grande parte dentro do seu local de origem, evitando sua

remoção para locais distantes, despesas e problemas para os órgãos públicos responsáveis.

19

3.1.4 Reciclagem

A reciclagem constitui um dos meios mais eficazes para a destinação dos RCC, sendo

a setor da construção civil um dos ramos mais propícios para realização da reciclagem do seu

próprio resíduo, transformando-os em subprodutos, onde o mesmo pode ser aplicado em

diversas áreas dentro do setor.

No Brasil, os primeiros estudos sistemáticos sobre a reciclagem de resíduos de

construção foram realizados na década de 1980, pelo arquiteto Tarcísio de Paula Pinto, cujo

trabalho analisou o uso dos reciclados para a produção de argamassas (LEVY, 1997).

Conforme Jadovski (2005), há cinco municípios com usinas de reciclagem em

operação no país, sendo eles: Belo Horizonte, São Paulo, Vinhedo, Socorro e Piracicaba. Em

São José dos Campos, Campinas, Londrina e Ribeirão Preto, as centrais existentes foram

desativadas, sendo que nas duas últimas foi devido a problemas de vandalismo.

Dados mostrados em pesquisa apontam na redução no orçamento total quando se é

utilizado materiais reciclados. Além da economia financeira, há também uma economia de

energia, uma vez que o consumo desta é menor no processo de reciclagem que em todo o

processo de fabricação dos agregados naturais (HANSEN, 1992).

3.1.5 Agregados Reciclados

Segundo a NBR 15116 (ABNT, 2004f) o agregado reciclado pode ser definido como

sendo o material granular originado do beneficiamento dos resíduos de construção e

demolição de obras civis, que apresenta características técnicas para a aplicação em obras de

edificação e infraestrutura.

Ainda segundo essa norma, os agregados reciclados são classificados em dois tipos:

os agregados de resíduos de concreto (ARC), que corresponde ao agregado reciclado

composto na sua fração graúda de no mínimo 90% em massa de fragmentos à base de cimento

Portland e rochas; e os agregados de resíduo misto (ARM), que é aquele composto na sua

fração graúda com menos de 90% em massa de fragmentos a base de cimento Portland e

rochas. Essa norma também estabelece que os agregados devam ser obtidos dos resíduos

pertencentes à classe A estipulada pela resolução nº 307 (CONAMA, 2002).

20

3.1.5.1 Composição Granulométrica

Consiste na caracterização dos agregados a partir das dimensões de suas partículas,

onde essa propriedade é fortemente influenciada pelo tipo de resíduo processado, pelos

equipamentos utilizados no processo de beneficiamento e sua granulometria. Com isso cada

tipo de resíduo terá sua curva granulométrica, e a mesma não poderá ser usada como

parâmetro para a seleção de um agregado visando à fabricação de concretos.

Em sua pesquisa Lee et al. (2005), avaliaram duas amostras de agregados miúdos

reciclados, observando diferentes composições granulométricas. Na primeira amostra, obteve

como resultado que a maior parte do material ficou retido entre as peneiras de malha #2,4 e

#0,6 mm, já na segunda amostra o resultado foi diferente onde a mesma apresentou uma

distribuição semelhante à do agregado natural, com a maior parte do material retido na peneira

de malha #0,3 mm. Esses resultados podem ser associados ao módulo de finura de cada um

dos respectivos materiais, onde a primeira amostra apresentou módulo de finura 3,42; e na

segunda amostra obteve um módulo de finura 2,89; valor esse semelhante ao do agregado

natural utilizado, que apresentou um módulo de finura 2,8.

Leite (2001) após seu estudo, concluiu que o agregado miúdo e graúdo reciclado

apresentou um material com granulometria contínua, sendo considerado positivo para

produção de concretos devido ao melhor arranjo existente entre as partículas. Constatou ainda

que o agregado miúdo reciclado apresentou um teor de finos cerca de 20 vezes maior que o

agregado miúdo natural.

Lovato (2007) observou que a maior parte dos agregados miúdos reciclados estava

retida nas peneiras de malhas # 2,4 e 0,3 mm. Além disso, destacou que os agregados

reciclados apresentaram um percentual muito superior de material passante na peneira de

malha # 0,15 mm. Observou ainda, que os agregados graúdos reciclados não se encontravam

na faixa granulométrica estabelecida pela NBR 7211(ABNT, 2005).

A resistência do concreto pode ser influenciada por uma mudança na granulometria do

agregado, mesmo sem alterar a dimensão máxima e a relação água/cimento, caso esta

mudança altere a consistência e as características de exsudação da mistura (Mehta e Monteiro,

1994).

21

3.1.5.2 Massa Específica e Massa Unitária

Os agregados reciclados na sua maioria apresentam uma massa específica e massa

unitária menor que os agregados naturais, isso está relacionado em partes ao fato dos

agregados serem compostos por materiais porosos, e que consequentemente os materiais

produzidos com esses agregados apresentaram essas características. Ao estudarem essa

propriedade muitos autores encontram variação nos resultados, e os mesmos explicam que

essa variação ocorre devido a vários aspectos como a composição do material, o tipo de

beneficiamento realizado, a granulometria, o método utilizado na determinação destas

propriedades, a forma como é conduzido os ensaios das mesmas, dentre outros fatores.

Leite (2001) em sua pesquisa, encontrou valores de massa específica de 2,53 kg/dm³

para os agregados miúdos reciclados. Também obteve-se resultados para massa unitária que

foram 1,21 kg/ dm³ para os agregados miúdos reciclados. Destacando a importância do

conhecimento dessas propriedades para a realização do estudo de dosagem dos concretos,

onde a partir desses valores percebe-se a necessidade da compensação da quantidade de

material reciclado a ser utilizado nas misturas de concreto, quando traços em massa de

concretos convencionais são aplicados aos concretos reciclados. Sem este procedimento o

volume de material reciclado corresponde à massa de agregado natural seria maior, resultando

numa distorção entre os volumes de concreto convencional e reciclado produzidos a partir de

um mesmo traço unitário.

Vieira (2003) realizou um estudou de agregados miúdos e graúdos reciclados coletados

na cidade de Maceió-Alagoas e encontrou os valores para massa específica de 2,51 kg/dm³ e

2,52 kg/dm³, respectivamente. O autor constatou que a massa específica do agregado miúdo

reciclado é em torno de 4% menor em relação ao agregado miúdo natural e a variação da

massa específica do agregado graúdo reciclado em relação ao natural, ficou em torno de 7%.

3.1.6 Concretos produzidos com agregados reciclados

A utilização do agregado reciclado na produção de concreto, influencia diretamente

nas suas propriedades no estado fresco e endurecido, e com isso faz-se necessário o estudo

dessas propriedades para a determinação do emprego adequado desses agregados. Portanto,

22

os concretos produzidos com agregado reciclado, normalmente, apresentam características

diferentes dos concretos produzidos com agregados convencionais, onde seu grau de diferença

depende do tipo e da qualidade do agregado (LOVATO 2007, apud LIMA, 1999).

3.1.6.1 Influência dos agregados reciclados nas propriedades do concreto no estado

endurecido

3.1.6.1.1 Resistência à compressão

Constitui uma das propriedades mecânicas dos concretos, mais estudada e importante.

Nicolau (2008, apud Banthia e Chan, 2000) avalia a diferença entre as resistências dos

concretos produzidos com agregados naturais e a dos concretos com agregados reciclados,

além da influência do teor de substituição dos agregados, da característica do concreto

original, da natureza e do nível de contaminantes, da quantidade de finos e argamassa aderida

aos agregados reciclados.

Concretos produzidos com agregados reciclados possuem pelo menos dois terços da

resistência à compressão do concreto confeccionado com o agregado natural (MEHTA &

MONTEIRO, 2008).

Cabral et al. (2006) estudou o desempenho dos concretos produzidos com agregados

reciclados variando os teores dos constituintes, obtendo como resultado uma redução na

resistência a compressão com a utilização de agregados miúdos reciclados, com exceção do

agregado miúdo da cerâmica vermelha, que se obteve resultados positivos, ou seja, aumento

na resistência a compressão.

Vieira (2003) em seu trabalho, também obteve aumento na resistência a compressão

de concretos produzidos apenas com agregados miúdos reciclados com relação a concreto

produzido com agregado natural. Contudo, para uma combinação 100% dos agregados

reciclados, a resistência a compressão apresentou uma redução de 16% em relação ao concreto

com agregado natural, com uma relação água/cimento 0,40.

Segundo Cabral (2007), a partir de sua pesquisa afirma ainda a possibilidade da

produção de concretos com agregados reciclados com a mesma ou até superior resistência que

a dos concretos de referência, para uma mesma relação água/cimento com um devido controle,

23

sendo necessário apenas que se utilize um agregado reciclado e uma matriz de excelente

qualidade.

De acordo com Leite (2001), houve uma redução da resistência à compressão com o

aumento da relação a/c. Quando utilizado relações a/c (0,40 e 0,45) a obtenção do melhor

desempenho foi alcançado pelos traços com 100 % de AMR e agregado graúdo natural e o

pior desempenho com a substituição de 100 % de AGR e agregado miúdo natural. Todos os

concretos com pelo menos algum tipo de substituição do agregado natural pelo reciclado

obtiveram desempenho de resistência à compressão melhor ou muito semelhante aos

concretos de referência.

Lovato (2007) verificou que no ensaio de resistências à compressão a resistência dos

concretos com agregados reciclados variam entre 12,7 e 29,6 MPa, dependendo da relação a/c

e dos teores de substituição dos agregados.

3.1.6.1.2 Resistência à tração

Segundo alguns autores, essa propriedade é influenciada pelos mecanismos de

aderência física entre as partículas, logo os agregados reciclados em função da sua forma mais

irregular e rugosa promove uma boa aderência entre a pasta e o agregado. Assim os concretos

produzidos com agregados reciclados apresentaram melhores ou pouca redução de sua

resistência a tração. Como na resistência à compressão a resistência à tração apresenta valores

divergentes entre alguns autores, onde os mesmos observam que essa variação relaciona-se

com o tamanho do agregado, sendo substituído o agregado graúdo ou miúdo ou ainda ambos

apresentaram variação na resistência a tração.

A perda de resistência à tração dos concretos produzidos com agregados reciclados é

menor quando somente os agregados graúdos são substituídos, podendo ser observados

valores maiores de perdas quando ambos agregados são substituídos, segundo o autor essa

perda pode chegar ate 20% (Cabral 2007, apud Hansen, 1986).

Lima et al. (2007) analisaram em sua pesquisa a resistência à tração de concretos

produzidos com a substituição de 50% a 100% do agregado miúdo natural pelo agregado

reciclado, com relações a/c variando de 0,50 a 0,80. Os resultados obtidos demonstram que os

concretos reciclados apresentaram uma redução de 7% a 31% na resistência à tração por

24

compressão diametral, para misturas com relação a/c de 0,65 e 0,50 e um incremento de 15%

na resistência para relação a/c igual a 0,80.

Segundo Nicolau (2008), no ensaio de resistência a tração para concretos contendo

AMR1 quanto maior o percentual de substituição do agregado reciclado, menor tende a ser a

resistência à tração. Para misturas com 33% de AMR1 e relações de a/c iguala a 0,52 e 0,60 a

resistência à tração apresentou valores próximos aos de referência.

De acordo com Leite (2001), a resistência à tração por compressão diametral depende

da relação a/c utilizada. Para relações a/c altas os concretos com agregados reciclados

apresentaram valores mais elevados de resistência a tração por compressão diametral que os

concretos de referência. Exceto para a substituição de 100% do AGR, onde a resistência do

concreto foi menor do que o de referência.

Lima et al. (2007) em seu trabalho analisaram a resistência à tração por compressão

diametral em concretos reciclados e observaram um incremento de 15% nessa propriedade,

para misturas com 100% de agregado miúdo reciclado e relação a/c de 0,80.

Nicolau (2008) conclui em sua pesquisa que os concretos produzidos com agregados

miúdos reciclados de resíduos de argamassas e blocos cerâmicos, apresentaram valores de

resistência à tração por compressão diametral praticamente similares ou superiores aos dos

concretos de referência. Neste caso, o melhor desempenho foi conseguido pelo traço com

100% do agregado reciclado e relação água/cimento de 0,45, cujo ganho de resistência ficou

em torno de 8%, em relação ao concreto de referência.

A partir das pesquisas e dos resultados obtidos e analisando as características dos

agregados reciclados, pode-se concluir que essa propriedade é menos influenciada quando

comparada com a resistência à compressão.

3.2 PRODUTOS DE CIMENTO PORTLAND

3.2.1 Elementos pré-moldados

No Brasil, a primeira grande obra com a utilização de elementos pré-moldados foi o

Hipódromo da Gávea na cidade do Rio de Janeiro. A obra foi executada em 1926 e os

elementos pré-moldados foram aplicados às estacas nas fundações e cercas no perímetro do

25

hipódromo (IGLESIA, 2006).

A Construção Civil tem sido considerada uma indústria atrasada quando comparada a

outros ramos industriais, por apresentar de maneira geral, baixa produtividade, grande

desperdício de materiais, morosidade e baixo controle de qualidade (EL DEBS, 2000).

Segundo Ferreira (2013), a eficiência estrutural das peças pré-moldadas depende da

utilização de elementos mais esbeltos com melhores características, devido ao alto controle

tecnológico durante a fase de fabricação.

A aplicação de pré-fabricados nos processos construtivos tem como objetivo

proporcionar um aumento da racionalização construtiva e com isso, elevar a produtividade e

reduzir desperdícios e custos (BRUMATTI, 2008).

3.2.1.1 Blocos Vazados

Os blocos vazados são definidos como elementos cuja área líquida é igual ou inferior

a área bruta e são classificados quanto ao uso em blocos com função estrutural (classes A, B

ou C) e blocos sem função estrutural (classe D), conforme NBR – 6136 (ABNT, 2007) (Figura

2).

Figura 2 - Blocos vazados

Fonte: http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/blococoncreto.asp

Esses blocos apresentam vantagens com a possibilidade de modulação, evitando

desperdícios e perdas e permitem a execução das instalações de dutos praticamente sem a

necessidade da realização de rasgos na alvenaria (Guimarães et al., 2010).

26

Os materiais empregados e a execução da produção dos blocos vazados de alvenaria,

bem como a utilização do produto acabado deve seguir as especificações da NBR – 6136

(ABNT, 2007) e a dimensão máxima características do agregado não deve ultrapassar a

metade da menor espessura da parede do bloco. As dimensões dos blocos são designadas

conforme a dimensão nominal por M20, M15, M12,5, M10 e M7,5, com larguras de 190 mm,

140 mm, 115 mm, 90 mm e 65 mm, respectivamente.

3.2.1.2 Blocos para pavimentação

São elementos pré-moldados com forma geométrica regular, destinados à

pavimentação de vias urbanas, pátios de estacionamentos ou similares (Figura 3). Apresenta

baixo custo de manutenção, rápida liberação do tráfego, boa superfície de rolamento, variadas

possibilidades de ordem estética, além da facilidade de colocação sem o emprego de mão-de-

obra especializada.

Figura 3 - Bloco para pavimentação do tipo Holandês.

Fonte: http://usinadeasfalto.wordpress.com/page/16/

Os materiais empregados e a execução da produção dos blocos de pavimentação, bem

como a utilização do produto acabado deve seguir as especificações da NBR – 9781 (ABNT,

1987). As peças não devem apresentar defeitos que prejudiquem o assentamento, a

durabilidade e a estética do pavimento.

A forma e o tamanho das peças devem ser o mais uniforme possível, a fim de garantir

um adequado intertravamento entre as faces laterais e uma superfície de rolamento plana. Os

27

blocos de pavimento devem apresentar comprimento máximo de 400 mm, largura mínima de

100 mm e altura mínima de 60 mm, sendo a altura em função das solicitações do tráfico

conforme NBR – 9781 (ABNT, 1987).

3.2.1.3 Mourões

São elementos utilizados para a execução de cercas com arame, e pode ser empregado

de três maneiras: mourões de suporte, destinados somente a suspender e manter os fios

praticamente indeslocáveis; mourões esticadores, que têm a função de manter os fios

esticados; e os moirões escoras, que têm a função de dar suporte aos mourões escoras,

conforme a NBR 7176 (ABNT, 1982), (Figura 4).

Figura 4 - Mourões.

Fonte: http://www.amalambrados.com.br/mouroes-de-concreto.html

Os materiais empregados e a execução da produção dos mourões, bem como a

utilização do produto acabado deve seguir as especificações da NBR – 7176 (ABNT, 1982).

Devem ser isentos de defeitos, tais como: trincas, arestas esborcinadas, ninhos provenientes

de falhas de concretagem e saliências; também não sendo permitidas pinturas ou reparos

posteriores a sua desmoldagem, a fim de ocultar os defeitos.

28

Hoje os mourões são normalmente executados com seção quadrada, podendo ser retos,

com a face lateral a ser posicionada na vertical, ou podem possuir um trecho com a face lateral

a ser posicionada na vertical e um trecho superior com a face lateral a ser posicionada na

diagonal. Os mourões suporte e os esticadores apresentam furos de 5±1 mm de diâmetro, na

direção do alinhamento dos fios. Devem possuir cobrimento mínimo da armadura de 12 mm

de acordo com a NBR 7176 (ABNT, 1982).

3.2.1.4 Postes

Os postes são produzidos para diversas finalidades, tais como para redes de energia

elétrica, rede de telecomunicação, especiais para iluminação, linha férrea e metrô, entretanto

os mais utilizados são os postes de redes de energia elétrica (Figura 5).

Figura 5 - Postes para rede elétrica.

Fonte: http://www.ecilengenharia.com.br/?pg=1&id_busca=11

A execução dos postes é realizada por meio de três principais técnicas: centrifugação,

vibração, ou simples socamento. Os postes devem apresentar superfície suficientemente lisa,

sem fendas ou fraturas visíveis a olho nu, onde a armadura não pode ser exposta, e só é

permitida apenas a pintura de identificação.

http://www.ecilengenharia.com.br/?pg=1&id_busca=11

29

A armadura deve apresentar um cobrimento mínimo de 15 mm e para armaduras

transversais dos postes duplo T, admite-se cobrimento mínimo de 10 mm, sendo que nos furos,

não deve haver armadura exposta, conforme especificações da NBR 8451 (ABNT, 1998).

3.2.1.5 Muros de placas de concreto

Muros de placas de concreto são constituídos por colunas em forma de H, em que são

encaixadas placas, sendo a quantidade de placas de acordo com a altura do muro (Figura 6).

Deve-se ter cuidado com o posicionamento das armaduras, pois, devido às pequenas

dimensões do montante e da placa, os cobrimentos não serão muito grandes. Em ambientes

de agressividade forte ou muito forte, devem-se executar os elementos do muro com concreto

de baixa relação água/cimento e cimento próprio para o tipo de ataque a que ficarão

submetidos (Guimarães et al., 2010).

Figura 6 - Muros com placa de concreto.

Fonte: http://www.murosorbitelli.com.br/produtos.php

As dimensões variam conforme o fabricante. Quanto maior o comprimento da placa,

menor será a quantidade de coluna por metro linear de muro, e menor será a resistência aos

esforços, como por exemplo o do vento.

30

4 MATERIAIS E MÉTODOS

Os ensaios desenvolvidos nessa pesquisa foram realizados no Laboratório de Ensaios

de Materiais (LEMAT) da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA).

4.1 MATERIAIS UTILIZADOS

4.1.1 Cimento Portland

O cimento utilizado foi o CP V ARI RS, disponível no laboratório de materiais onde

o mesmo foi acondicionado de forma adequada, visando garantir suas propriedades.

4.1.2 Agregado Miúdo

O agregado miúdo natural utilizado foi areia lavada proveniente da cidade de Assú.

Todo o material foi seco ao ar, homogeneizado e em seguida peneirado na peneira de malha

#4,8 mm, sendo retirada assim toda a fração superior a esta malha.

Já o agregado miúdo reciclado, foi proveniente do beneficiamento de resíduos de pré-

moldados. O material foi peneirado nas peneiras de malha #4,8 e #150 μm, sendo utilizado o

material passante na primeira peneira e retido na segunda respectivamente, seguindo a

definição de agregado miúdo conforme a NBR – 7211 (ABNT, 1982).

4.1.3 Agregado Graúdo

O agregado graúdo utilizado foi a brita granítica com diâmetro máximo de 19 mm,

sendo essa uma granulometria comumente utilizada nos canteiros de obras da região. Este

31

agregado foi lavado para a retirada do material pulverulento, ou qualquer outra impureza que

pudesse conter, e colocado para secar ao ar. Vale ressaltar que não foi utilizado agregado

graúdo reciclado.

4.1.4 Água

Foi utilizado água potável disponível na instituição, fornecida pela Companhia de

Água e Esgoto do Rio Grande do Norte (CAERN) da cidade de Mossoró.

4.2 PROGRAMA EXPERIMENTAL

O programa experimental foi definido baseado nos objetivos gerais e específicos dessa

pesquisa, que é verificar a influência da utilização do resíduo da indústria de pré-moldados

como agregado miúdo reciclado para produção de concreto.

Os procedimentos utilizados para a realização da pesquisa experimental estão

divididos em quatro etapas principais. A primeira é a fase preparatória, onde foram coletadas

e preparadas as amostras utilizadas durante a pesquisa. A segunda etapa corresponde à

caracterização do agregado natural, reciclado e aglomerante, utilizados para a preparação do

concreto, por meio de ensaios laboratoriais. Na terceira etapa, foram moldados corpos de

prova cilíndricos de concreto convencional e reciclado, com teores de substituição de 0, 50 e

100%, para o estudo das características do concreto. E por fim, na etapa final a realização dos

ensaios do concreto no estado endurecido.

4.2.1 Coleta e Preparação do resíduo

O material utilizado para o desenvolvimento da fase experimental desta pesquisa foi o

resíduo gerado numa indústria de pré-moldados, da cidade de Mossoró-RN. A indústria

32

produz peças pré-moldadas de pequeno e grande porte e é uma das maiores fornecedoras na

região, sendo seus produtos constituídos a base de cimento, agregado miúdo e graúdo.

O material coletado constitui de blocos vazados para alvenaria e blocos para

pavimentos que apresentam algum defeito, como trincas e fissuras e por esse motivo são

inviabilizados para utilização, pois compromete sua resistência final. O material fica

armazenado em um local separado dentro da indústria, onde este é seu destino final, não sendo

mais utilizado (Figura 7).

Figura 7 - Destino final das peças inutilizáveis.

Fonte: Autoria própria (2014).

Para que a amostra fosse submetida aos ensaios previstos na pesquisa, fez-se

necessária a realização de um beneficiamento do material coletado, que consistiu em reduzir

o tamanho das partículas da amostra por meio da quebra com um martelo e separação da fração

miúda através da peneira de # 4,8 mm (Figura 8).

33

Figura 8 - Beneficiamento do resíduo.


4.2.2 Caracterização dos agregados naturais e reciclado

4.2.2.1Análise Granulométrica

A análise granulométrica dos agregados naturais e reciclados seguiu as especificações

da NBR NM 248/2003. O ensaio consiste em passar 500 g de material na série de peneiras de

#4,75 mm, #2,36 mm, #1,18 mm, #600 μm, #300 μm e #150 μm para o agregado miúdo e

5000 g de material na série de peneiras #25 mm, #19 mm, #11,2 mm, #9,5 mm, #6,3 mm e #4,75

mm, para o agregado graúdo. Após a agitação, realizou-se a verificação da massa de material

retida em cada peneira, em uma balança de precisão de 0,1 g para a areia e de 1 g para os agregados

graúdos.

34

4.2.2.2 Massa Específica do Agregado Miúdo

O ensaio de massa específica foi realizado tanto para o agregado miúdo natural (areia)

como para o reciclado (resíduos de pré-moldados). Para determinação dessa propriedade foi

utilizado o frasco de Chapman, de acordo com ABNT NBR 9776/1987. O ensaio consiste

primeiramente em adicionar água ao frasco até a marca de 200 cm³, e em seguida introduzir 500g

de agregado seco com a ajuda de um funil, verifica-se a presença de bolhas e agita-se o frasco até

elimina-las. Finalmente, efetua-se a leitura do nível atingido pela água (Figura 9).

Figura 9 - Ensaio de frasco de Chapman.


4.2.2.3 Massa Unitária

A determinação da massa unitária foi realizada, conforme ABNT NBR 7251/1982,

tanto para o agregado graúdo como o agregado miúdo. O ensaio consiste em inicialmente secar

previamente o material ao ar. Em seguida lançar o agregado a uma altura entre 10 a 12 cm do

recipiente, preenchendo-o totalmente. Faz-se o rasamento do agregado com haste metálica,

35

evitando comprimir o mesmo, e determina-se sua massa (Figura 10). A massa unitária consiste na

divisão da massa do agregado pelo volume do recipiente utilizado no ensaio.

Figura 10 - Ensaio de massa unitária.


4.2.2.4 Índice de Forma do Agregado Graúdo

O índice de forma do agregado graúdo natural foi determinado través do método do

paquímetro (Figura 11) conforme ABNT NBR 7809/1983. O ensaio de índice de forma

consistiu em secar o material em estufa até constância de peso. Em seguida determina-se a

composição granulométrica do agregado de acordo com o método da NBR NM 248/2003, e para

cada fração, calcula-se o número de grãos necessários para o ensaio, de acordo com a equação

abaixo:

𝑁𝑖 = 200 𝑥 𝐹𝑖

𝐹1 + 𝐹2 + ⋯ + 𝐹𝑖 + ⋯ + 𝐹𝑛

Onde:

Ni = número de grãos para medição da fração i;

Fi = porcentagem retida individual da fração i;

36

F1 + F2 + ... + Fi + ... + Fn = soma das porcentagens retidas individuais das frações que serão

medidas;

200 = número total de grãos necessários para o ensaio.

Figura 11 - Ensaio de índice de forma.

Fonte: Autoria própria (2014)

4.2.3 Preparo, Moldagem e Cura dos Corpos de Prova de Concreto

Após a caracterização dos materiais, foi escolhido um traço de referência encontrado

na bibliografia pesquisada, e em seguida foi realizado a mistura e moldagem dos corpos-de-

prova de concreto.

A nomenclatura das famílias de concreto foi realizada de acordo com a porcentagem

de agregado miúdo reciclado utilizado para sua confecção, como mostrado o Quadro 1.

Quadro 1 - Nomenclatura da família dos concretos.

SIGLA SIGINIFICADO

CRE Concreto de referência

CR50AM Concreto reciclado com 50 % de substituição do agregado miúdo.

CR100AM Concreto reciclado com 100 % de substituição do agregado miúdo.


37

A realização das misturas dos materiais para produção dos corpos-de-prova de

concreto obedeceu à seguinte ordem: inicialmente colocava-se o agregado miúdo, em seguida

o cimento, o agregado graúdo e por fim, adicionava-se a água pouco a pouco. Primeiramente,

foi realizado o ensaio de abatimento de tronco de cone, segundo a NBR NM 67/1998 para

analisar a trabalhabilidade, sendo o abatimento requerido de 100±20 mm (Figura 12).

Figura 12 - Abatimento de tronco de cone.


Os corpos-de-prova de concreto foram moldados e curados de acordo com a prescrição

da NBR 5738 (2003). Foram moldados seis corpos-de-prova para cada teor de substituição,

em formas cilíndricas de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura (Figura 13). Foi adotado o

processo de adensamento manual, realizando duas camadas com doze golpes cada, como

prevê a norma supracitada e a cura dos corpos-de-prova foi realizada ao ar, nas primeiras 24

horas, e, após este período, foram desmoldados e submetidos ao processo de cura submersa

em água durante 28 dias.

38

Figura 13 - Moldagem de corpo de provas.


4.2.4 Ensaio de Resistência à Compressão Simples

O ensaio de determinação de resistência à compressão foi realizado segundo a NBR

5739 (ABNT, 2007), em corpos-de-prova cilíndricos com dimensões 10 x 20 cm. Para a

execução do ensaio foi utilizada a Máquina servo-hidráulica da marca EMIC® e modelo DL

– 100T (Figura 14). Antes de serem submetidos ao ensaio de resistência à compressão, os

corpos-de-prova foram retificados, a fim de se obter uma superfície plana para a execução do

ensaio.

39

Figura 14 - Prensa mecânica - ensaio de resistência à compressão.


4.2.5 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

Para a execução do ensaio de tração por compressão diametral foi utilizada a NBR

7222/1994, em corpos-de-prova cilíndricos com dimensões 10 x 20 cm. O ensaio foi realizado

aos 28 dias com o auxílio da Máquina Universal Ensaios da marca EMIC®, modelo DL

10.000 (Figura 15). Para o cálculo da resistência à tração por compressão diametral é utilizada

a expressão:

𝐹𝑡,𝐷 =2𝐹

𝜋𝑑𝐿

Onde:

Ft,d = resistência à tração por compressão diametral, expressa em MPa, com aproximação de

0,05 MPa;

F = carga máxima obtida no ensaio (kN);

d = diâmetro do corpo-de-prova (mm)

L = altura do corpo-de-prova (mm

40

Figura 15 - Prensa mecânica - ensaio de resistência a tração por compressão diametral.


41

5 RESULTADOS E DISCUSSÕES

5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

5.1.1 Composição granulométrica

5.1.1.1 Agregado Miúdo

Para o estudo da composição granulométrica do agregado natural e reciclado, o ensaio

foi realizado duas vezes com amostras diferentes, em que os valores de percentagem retidas

individual das duas amostras, não difere de mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de

malha, conforme especificação da NBR NM 248/2003. Os resultados das percentagens retidas

e acumulados estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1 - Composição granulométrica do agregado miúdo natural e reciclado.

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA – Métodos de ensaios NBR NM 248 (ABNT, 2003)

Agregado miúdo natural Agregado miúdo reciclado

Abertura

Peneira

(mm)

Percentual

Retido (%)

Percentual

retido

Acumulado (%)

Abertura

Peneira

(mm)

Percentual

Retido (%)

Percentual retido

Acumulado (%)

4,75 0,0% 0,0% 4,75 0,0% 0,0%

2,36 10,2% 10,2% 2,36 17,3% 17,3%

1,18 22,4% 32,7% 1,18 21,0% 38,3%

0,6 29,5% 62,1% 0,6 23,8% 62,2%

0,3 27,4% 89,6% 0,3 22,0% 84,1%

0,15 8,4% 98,0% 0,15 14,4% 98,5%

Fundo 2,0% 100,0% Fundo 1,5% 100,0%

∑ 100% - ∑ 100% -

Diâmetro máximo (mm) 4,75 Diâmetro máximo (mm) 4,75

Modulo de finura (kg/dm³) 2,93 Modulo de finura (kg/dm³) 3,00


42

No que diz respeito ao módulo de finura, o agregado miúdo reciclado apresentou valor

próximo ao do agregado natural, com um acréscimo de 10%. O material reciclado apresenta

uma maior quantidade de material com diâmetro menor que 150 μm, aproximadamente 14%,

enquanto que o natural existe aproximadamente 8% de material com este diâmetro. Segundo

Coutinho (1997) um alto teor de finos nas misturas de concreto podem influenciar bastante na

quantidade de água de amassamento necessária, o que pode provocar diminuição da

resistência mecânica do concreto produzido.

Ambos os materiais apresentam granulometria contínua, aspecto positivo para a

confecção dos concretos, que permite o melhor arranjo entre as partículas do agregado. Os

gráficos apresentados nas Figuras 16 e 17 apresentam as curvas do agregado miúdo natural e

reciclado respectivamente e os limites estabelecidos pela NBR 7211 (ABNT, 2005). Verifica-

se que os agregados estão dentro dos limites estabelecidos pela norma supracitada.

Figura 16 - Curva granulométrica da areia.


43

Figura 17 - Curva granulométrica do resíduo.


5.1.1.2 Agregado graúdo

A Tabela 2, apresenta os resultados da composição granulométrica do agregado graúdo

natural, que da mesma maneira que para o agregado miúdo foi realizado duas vezes, sendo

que os valores das porcentagens individuais das duas amostras não difiram mais de 4%.

Tabela 2 - Composição granulométrica do agregado graúdo.

ANÁLISE GRANULEMÉTRICA – Métodos de ensaios NBR NM

248 (ABNT, 2003)

Abertura

Peneira (mm)

Percentual

Retido (%)

Percentual retido

Acumulado (%)

25 0,000 0,000

19 5,000 5,000

11,5 72,001 77,002

9,5 11,800 88,802

6,3 10,374 99,176

4,8 0,824 100,000

Fundo 0,000 -

Total 100,000 -

Diametro máximo (mm) 19

Modulo de finura (kg/dm³) 8,7


9,56,34,752,361,180,60,30,15

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 1 10

Po

rcentag

ens retid

as acum

ulad

as

Abertura das peneiras (mm)C U R V A S G R A N U L O M É T I C A S

Zona Utilizável - LimiteInferior

Zona Utilizável - LimiteSuperior

Zona Ótima - Limite Inferior

44

A partir da Figura 18, verifica-se que o comportamento da curva granulométrica do

agregado graúdo natural, apresenta uma graduação uniforme, pois grande parte de suas

partículas possuem tamanhos em uma faixa estreita e sua curva granulométrica é muito

íngreme.

Figura 18 - Curva granulométrica do agregado graúdo.


5.1.2 Massa específica

Para obtenção dos resultados da massa específica o ensaio foi realizado duas vezes,

onde os valores das duas amostras não deferiram entre si mais de 0,05 g/cm³, obedecendo

especificações NBR 9776/1987. A Tabela 3 apresenta os resultados da massa especifica tanto

para o agregado miúdo natural como para o reciclado.

Tabela 3 - Resultados da massa específica.

Material Volume final

(ml)

Massa específica

(g/ml)

Massa específica

média

Natural 319,5 2,61

2,62 g/ml 390,0 2,63

Reciclado 397,0 2,54

2,54 g/ml 397,5 2,53


0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000

% Q

UE PA

SSA

Granitica

45

A massa específica do agregado miúdo reciclado é cerca de 3% menor que o agregado

natural. Os resultados obtidos revelam que os agregados reciclados apresentam uma menor

densidade. Várias pesquisas, tais como a de Leite (2001), Vieira (2003) e Cabral (2007)

chegaram a resultados semelhantes.

A origem do material utilizado como agregado reciclado é um dos principais fatores

para a diminuição da massa específica do agregado reciclado, devido aos materiais antigos

aderidos às partículas do agregado reciclado, como restos de argamassa (LEITE, 2001).

5.1.3 Massa unitária

Os resultados da massa unitária apresentados na Tabela 4, foram obtidos através da

realização de um total de 3 ensaios, atendendo a restrição de que as duas determinações não deve

diferir da média de mais de 1%, conforme NBR 7251/1982.

Tabela 4 - Resultadas da massa unitária.

Material Massa das

amostras (kg)

Massa unitária

(kg/dm³)

Massa unitária

média

Natural

Agregado

Miúdo

22,6 1,51

1,51 kg/dm³ 22,5 1,50

22,9 1,53

Agregado

Graúdo

20,4 1,36

1,35 kg/dm³ 20,2 1,35

20,3 1,35

Reciclado

20,9 1,39

1,39 kg/dm³ 20,9 1,39

20,8 1,39


O recipiente utilizado possui a massa de 3,3 kg e volume de 15 dm³, sendo a massa

unitária a razão entre a massa de agregado e o volume ocupado pelo mesmo conforme item 6.1 da

NBR 7251/1982. O agregado graúdo apresenta massa específica e massa unitária dentro de

valores comuns aos agregados graúdos comumente utilizados para a confecção de concretos.

46

5.1.4 Índice de forma

O resultado do índice de forma para o agregado graúdo, foi de 2,21. O índice de forma

é dado pela razão entre o comprimento e a espessura de todos os grãos medidos, é determinado

para agregados graúdos com dimensão máxima característica maior que 9,5 mm, conforme

NBR 7809 (1983). O resultado apresentado pelo agregado graúdo está em conformidade com

a NBR 7809 (1983), que prescreve que para concreto o índice de forma dos agregados não

deve ser superior a 3. Além disso, os resultados também indicam que o agregado graúdo

utilizado pode ser classificado como lamelar, pois apresenta relação entre comprimento e

espessura maior que 2.

5.2 ENSAIOS DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO

5.2.1 Abatimento

Percebeu-se que quanto maior o teor de substituição dos agregados naturais pelos

reciclados, maior era a dificuldade para atingir o abatimento fixado, além da perda de

trabalhabilidade, com isso foram realizados testes variando a relação a/c, com o intuito de

encontrar uma relação que obedecesse o limite do abatimento anteriormente fixado no item

4.2.3 (100±20 mm), e mantivesse uma boa trabalhabilidade, sendo a relação a/c encontrada

de 0,52. A tabela 5 apresenta o resultado do abatimento de tronco de cone para os diferentes

teores de substituição do agregado reciclado.

Tabela 5 - Resultados do abatimento de tronco de cone.


Concreto Abatimento (cm)

CRE 12

CR50AM 10

CR100AM 8

47

Zordan (1997) afirma que o alto poder de absorção do agregado reciclado acarreta num

aumento da relação a/c do concreto reciclado, sendo mais significativo em concretos com

substituição total de agregados naturais pelos reciclados.

5.3 ENSAIOS DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO

5.3.1 Resistência à compressão simples

O ensaio de resistência à compressão foi realizado nos concretos estudado aos 28 dias,

de acordo com a NBR 5739 (ABNT, 2007). Verifica-se que os concretos fabricados com

agregado reciclado, apresentaram uma redução na resistência à compressão quando

comparado ao concreto de referência. Os resultados do ensaio de resistência à compressão são

apresentados na Tabela 6.

Tabela 6 - Resultados da resistência a compressão.

Idade (dias) Teor de substituição Resistência (MPa)

28

CRE 34,11

CR50AM 28,52

CR100AM 25,07


Observa-se que mesmo aumentando a relação a/c para manter o abatimento no limite

estabelecido, houve uma pequena redução da resistência à compressão do concreto reciclado

em relação ao concreto de referência (Tabela 6). Devido ao alto poder de absorção dos

agregados reciclados, pode-se concluir que uma parcela da água adicionada durante a

dosagem, foi absorvida pelo agregado reciclado durante a mistura, já que o mesmo não foi

pré-umidificado. Portanto, a relação a/c do concreto reciclado é menor do que foi efetivamente

calculada, pois apenas uma parcela da água adicionada é referente à água de amassamento dos

concretos reciclados.

A Figura 19 apresenta o gráfico com o comportamento da resistência à compressão do

concreto com o aumento dos percentuais de substituição do agregado reciclado. Observa-se que

48

aos 28 dias os concretos apresentaram resultados próximos aos de referência, sendo os com

50% do agregado reciclado apresentando uma redução em torno de 16% com relação ao de

referência, e os com 100% de substituição a redução foi de cerca de 26%.

Figura 19 - Resistência a compressão simples.


Nicolau (2008) observou em sua pesquisa que a medida que amentava o percentual de

substituição do agregado reciclado, a resistência reduzia, e obteve para uma substituição de

100 % de agregado miúdo reciclado e relação a/c 0,6 uma redução da resistência de cerca de

16 % com relação ao de referência.

Lovato (2007) analisou o comportamento de concretos com agregados miúdos e

graúdos reciclados para três relações água/cimento (0,50; 0,60 e 0,70). Concluiu que todos os

traços com reciclados apresentaram valores de resistências inferiores ao do concreto de

referência.

5.3.2 Resistência à tração por compressão diametral

A resistência à tração por compressão diametral foi avaliada nos concretos aos 28 dias,

de acordo com a NBR 7222 (ABNT, 1994). Verifica-se que os concretos fabricados com

0

5

10

15

20

25

30

35

40

CRE CR50AM CR100AM

Res

istê

nci

aà c

om

pre

ssão

(M

Pa)

Famílias do comcreto

49

agregado reciclado, apresentaram valores da resistência bastante próximos do concreto de

referência. Os resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral são

apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 - Resultado da resistência à tração por compressão diametral.

Idade (dias) Teor de substituição Resistência (MPa)

28

CRE 2,36

CR50AM 2,05

CR100AM 2,05


Leite (2001) em sua pesquisa observou a forte relação entre a resistência à tração por

compressão diametral e a relação a/c e que o valor da resistência pode oscilar, havendo

acréscimo ou até um decréscimo na resistência. Para a mesma relação a/c utilizada nessa

pesquisa os resultados obtidos pela autora foram próximos dos obtidos na Tabela 7.

Através da Figura 20, pode-se analisar o comportamento do gráfico da resistência a

tração por compressão diametral dos corpos-de-prova de concreto. Verifica-se que com um

teor de 50 e 100% de substituição do agregado reciclado os valores da resistência

permaneceram o mesmo, com relação ao concreto de referência houve um decréscimo de

cerca de 13%.

Figura 20 - Resistência à tração por compressão diametral.


1,85

1,90

1,95

2,00

2,05

2,10

2,15

2,20

2,25

2,30

2,35

2,40

CRE CR50AM CR100AM

Res

istê

nci

a à

traç

ão p

or

com

pre

ssão

d

iam

etra

l (M

pa)

Famílias do concreto

50

6 CONCLUSÕES

O presente trabalho estudou o comportamento mecânico do concreto com a

substituição do agregado miúdo natural, por um agregado miúdo reciclado proveniente do

beneficiamento do resíduo da indústria de pré-moldados. As principais conclusões foram:

Uma vez realizado os estudos adequados, a utilização do agregado reciclado para

a produção de concreto se torna uma opção viável. Devido a sua grande

variabilidade o conhecimento de suas propriedades se faz necessário, onde as

mesmas influenciam no estado final do material. A utilização dos RCC tem uma

grande importância para preservação ambiental, reduzindo os impactos gerados

com a produção dos resíduos, sendo sua reutilização uma alternativa adequada para

a destinação desse material.

O agregado miúdo reciclado a partir de sua composição granulométrica,

apresentou um granulometria continua, bastante parecido com agregado natural,

com valores de módulo de finura próximos e mesmo diâmetro máximo.

Tanto a massa especifica como a massa unitária do AMR foram menores que a do

agregado natural, sendo essa redução cerca de 3% e 8% respectivamente.

Com aumento do teor de substituição do agregado reciclado, há um maior consumo

de água, devido à grande quantidade de material fino, presente no agregado

reciclado.

A resistência à compressão dos concretos reciclados apresentou-se menor que no

de referência, com um decréscimo cerca de 16% para o CR50AM e de 26% para o

CR100AM, entretanto ainda apresentou valores de resistência usuais para obras da

construção civil.

A resistência à tração por compressão diametral dos concretos reciclados assim

como para a resistência a compressão apresentou-se menor que no de referência,

sendo que tanto para a substituição do CR50AM como para CR100AM a

resistência permaneceu a mesma, com uma redução cerca de 13 %.

É possível a utilização do agregado miúdo reciclado de resíduo da indústria de pré-

moldados para a produção de concreto sem grandes perdas nas suas propriedades

mecânicas. Entretanto a sua aplicação em concretos para fins estruturais requer um

51

maior controle no momento de dosagem e estudos aprofundados em relação à

durabilidade deste material. Além disso, devem ser consideradas outras

propriedades mecânicas que não foram avaliadas no presente estudo.

52

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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