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UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
ENGENHARIA AMBIENTAL
RESÍDUO DE CORTE DE ROCHAS ORNAMENTAIS COMO
AGREGADO DA CONSTRUÇÃO CIVIL: SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE COMPONENTES DO CONCRETO POR
RESÍDUO DE CORTE DE GRANITO
JACKELINE BENATO
Campinas, Janeiro de 2014
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JACKELINE BENATO – RA: 004200900165
RESÍDUO DE CORTE DE ROCHAS ORNAMENTAIS COMO
AGREGADO DA CONSTRUÇÃO CIVIL: SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE COMPONENTES DO CONCRETO POR
RESÍDUO DE CORTE DE GRANITO
Monografia apresentada à disciplina de
Trabalho de Conclusão de Curso II, como
requisito parcial para a obtenção do grau de
Bacharel em Engenharia Ambiental da
Universidade São Francisco.
Orientador: Dr. André Augusto Gutierrez
Fernandes Beati
Campinas
2013
Ficha catalográfica elaborada pela bibliotecária Tatiana Santana Matias CRB 8/8303
B394r Benato, Jackeline. Resíduo de corte de rochas ornamentais como agregado
da construção civil: Substituição parcial de componentes do concreto por resíduo de corte de granito / Jackeline Benato. - - Campinas, SP:
[s.n.], 2013. 83f. Orientador: André Augusto Gutierrez Fernandes Beati.
Trabalho de conclusão de curso (Curso de Engenharia Ambiental) –
Universidade São Francisco – USF
1. Construção Civil. 2. Rochas Ornamentais. 3. Resíduos. I. Beati, André Augusto Fernandes Gutierrez. II. Universidade São Francisco.
USF CDU – 624.183
JACKELINE BENATO
RESÍDUO DE CORTE DE ROCHAS ORNAMENTAIS COMO
AGREGADO DA CONSTRUÇÃO CIVIL: SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DE COMPONENTES DO CONCRETO POR
RESÍDUO DE CORTE DE GRANITO
Monografia aprovada pelo Curso de
Engenharia Ambiental e Sanitária da
Universidade São Francisco, como requisito
parcial para obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Ambiental e Sanitária.
Data de aprovação: __/__/____
Banca examinadora:
__________________________________________________________________________
Prof. Dr. André Augusto Gutierrez Fernandes Beati (Orientador)
Universidade São Francisco
__________________________________________________________________________
Prof. Mª. Cândida Maria Costa Baptista (Examinador)
Universidade São Francisco
__________________________________________________________________________
Prof. Mª. Carla Andreia Miranda da Costa (Examinadora)
Universidade São Francisco
Aos que acreditam na quebra de paradigmas como alternativa para a inovação,
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente às oportunidades, e a todas as dificuldades que enfrentei,
pois estas foram meu melhor remédio contra a inércia. A meus familiares e meu noivo por
contribuírem com seu melhor, dentro de suas crenças e possibilidades, com o início e fim
deste ciclo, e em especial a um "avô postiço" que faz brotar uma pontinha de fé na
humanidade.
Minha eterna gratidão a todos aqueles que colaboraram para que este objetivo pudesse
ser concretizado. Meus professores e companheiros de sala, alguns hoje também de trabalho,
com quem pude aprender o significado real de agregar. As minhas grandes parceiras, por me
mostrarem que não há um caminho único e nem melhor, mas que pode ser trilhado em equipe,
Fernanda Gava e Renata Amaral.
Agradeço imensamente aos que se propuseram a ajudar, que acreditaram na
importância de investir tempo nesta proposta, ao Adão Ribeiro Neto e demais colaboradores
da concreteira Engemix, e aos companheiros de trabalho Gustavo Nale, Laís Pimenta e
Alejandro Guichon. Ao Jurandir Amaral e ao Waldemar por permitirem a visita técnica e
fornecerem material para o experimento.
Ao meu orientador, André Augusto Gutierrez Fernandes Beati, e a Cândida Maria
Baptista, por contribuirem com o que talvez seja o ingrediente mais escasso no mercado hoje,
a motivação.
Agradeço a todos que, mesmo não estando citados aqui, tanto contribuíram para a
conclusão desta, umas das etapas da minha formação pessoal e profissional.
“Na Natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”
(Antoine Lavoisier)
RESUMO
O objetivo principal deste estudo é obter um traço de concreto utilizando resíduo da
pasta de corte de granito em substituição parcial a componentes do concreto, atendendo as
normativas vigentes, sem que a adição do resíduo comprometa o produto final, analisando
principalmente no que diz respeito a resistência mecânica à compressão. Foram levantados os
principais impactos da construção civil, reforçando a relevância do tema, e bibliografias que
definem e explicam os procedimentos para preparo do concreto e caracterizam seus
componentes. Foi realizado um estudo contextual sobre rochas ornamentais, focado em
resíduo de corte de granito, por apresentar maior abundância na região do estudo. Visando
testar a aplicabilidade do resíduo na composição do concreto foram realizados testes com
diferentes traços, substituindo um percentual de areia e de cimento da pasta. Até o momento
do encerramento deste estudo, o corpo de prova apresentava idade igual a 28 dias, e partindo
destes resultados já pudemos concluir a viabilidade da substituição por resíduo de corte de
mármore e granito, uma vez que a resistência se mostrou superior a 25 e 30 Mpa (referência
mínima para lajes e pilares de concreto classe II- NBR 6118- Projeto de estruturas de
concreto -Procedimento), com resultado mais próximo ao traço referência alcançado pelo
traça cujo cimento portland foi substituído em 5% por resíduo.
Palavras-chave: CONSTRUÇÃO CIVIL; CONCRETO; RESÍDUOS; ROCHAS
ORNAMENTAIS
ABSTRACT
The main objective of this study is obtain a concrete mix using residues from granite
cut process on a partial replacement of concrete components, attending the current norm,
without the addition of residue compromise the final product, analyzing mainly the
mechanical strength. Measuring the main impacts of civil construction, reinforcing the
relevance of the topic, and bibliographies that define and explain the procedures to prepare a
concrete mix and characterize components. A contextual study realized with ornamental
rocks, focused on residues of granite cut process, due to abundance in the region. To test the
applicability of residue on concrete mix composition, tests were performed with different
characteristics, replacing a percentage of sand and cement. Until the end of the study, the
specimen had 28 days, from these results we can already conclude the viability of replacing a
residue from marble and granite, since the resistance is from 25MPa to 30MPa (minimum for
slabs and pillars, class II -NBR 6118 - Design of concrete structures -Procedure), with these
results closest to the concrete mix reference, which results that Portland cement was replaced
by 5% of residue.
Key words: CONSTRUCTION; CONCRETE; WASTE; ORNAMENTAL ROCKS
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1- Via Ápia em Roma (MADRI, 2004) .................................................................... 30
FIGURA 2- Variedade de Bloco de Pavimentação .................................................................. 31
FIGURA 3- Disposição de Blocos de Pavimentação ............................................................... 32
FIGURA 4- Distribuição de Carga ........................................................................................... 32
FIGURA 5- Indústria de Blocos Glasser .................................................................................. 34
FIGURA 6- Chão de Fábrica Glasser ....................................................................................... 34
FIGURA 7- Acumulo de Rejeitos de uma Serraria no bairro Aeroporto em Cachoeira do
Itapemirim ................................................................................................................................ 40
FIGURA 8- Produção residual no ciclo de produção de uma indústria mineral de rochas
ornamentais ............................................................................................................................... 42
FIGURA 9- Disposição inadequada de Lama Abrasiva ........................................................... 43
FIGURA 10- Imapctos da Extração de Rochas Ornamentais .................................................. 45
FIGURA 11- Chapas para Beneficiamento (Matéria Prima) ................................................... 46
FIGURA 12- Pré Decantação (Lama Abrasiva) ....................................................................... 47
FIGURA 13- Acabamento (Produto Final) .............................................................................. 47
FIGURA 14- Poços de decantação ........................................................................................... 48
FIGURA 15- Pavimentação com Resíduo Graúdo de Granito................................................. 49
FIGURA 16- Aspecto: Piso de Lajota de Argamassa com RCMG .......................................... 51
FIGURA 17- Titulação ............................................................................................................. 54
FIGURA 18- Curva de Abrams ................................................................................................ 58
FIGURA 19- Chapman ............................................................................................................. 61
FIGURA 20- Teste: Perda ao Fogo .......................................................................................... 63
FIGURA 21- RCG .................................................................................................................... 66
FIGURA 22- Materiais ............................................................................................................. 67
FIGURA 23- Procedimento de Mistura e Moldagem .............................................................. 67
FIGURA 24- Procedimento para Ensaio de Abatimento ......................................................... 69
FIGURA 25- Prensa Utilizada Para Ensaio .............................................................................. 72
FIGURA 26- Percentual de Evolução da Resistência .............................................................. 75
LISTA DE TABELAS
TABELA 1- Classificação das Consistências de Concreto ...................................................... 19
TABELA 2- Variação da Resistência com Diferentes Tipos de Cimentos Portland ............... 20
TABELA 3- Propriedades das Rochas ..................................................................................... 23
TABELA 4- Classificação de Aditivos segundo a NBR-11768 .............................................. 25
TABELA 5- Resistência à Compressão- Blocos de Pavimentação .......................................... 31
TABELA 6- Volume gasto de EDTA-Na2 para determinação dos íons Ca2+ ........................ 54
TABELA 7- Diâmetro da Brita ................................................................................................ 58
TABELA 8- Traço de Referência (T-01) ................................................................................. 59
TABELA 9- Traço para 20 L descontando a Umidade (T-01)................................................. 60
TABELA 10- Traço 2 (T-02) ................................................................................................... 62
TABELA 11- Traço 3 (T-03) ................................................................................................... 63
TABELA 12- Traço 4 (T-04) ................................................................................................... 64
TABELA 13- Resumo dos Traços ........................................................................................... 65
TABELA 14- Número de Camadas para Moldagem (NBR 5738) .......................................... 69
TABELA 15- Resultados do Ensaio de Resistência a Compressão ......................................... 74
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AAF - Autorização Ambiental de Funcionamento
ABCP - Associção Brasileira de Cimento Portland
ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACI - American Concrete Institute
CAA - Concreto Auto Adensável
DNPM - Departamento Nacional de Produção Mineral
FEAM - Fundação Estadual do Meio Ambiente
LO - Licença de Operação
MEC - Ministério da Educação
PCI - Portland Cement Institute
PPC- Peças Pré Moldadas de Concreto
RCMG - Resíduo de Corte de Mármore e Granito
RCG - Resíduo de Corte de Granito
RG- Resíduo de Granito
SSS - Saturada Superfície Seca
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 15
2 A CONSTRUÇÃO CIVIL: IMPACTOS RELEVANTES .............................................. 17
3 O CONCRETO .................................................................................................................... 19
3.1 Propriedades do Concreto ................................................................................................... 19
3.2 Método de Dosagem ABCP/ACI ....................................................................................... 20
3.3 Componentes do Concreto ................................................................................................. 21
3.3.1 Cimento Portland ............................................................................................................. 21
3.3.2 Agregados ........................................................................................................................ 22
3.3.3 Água..... ........................................................................................................................... 24
3.3.4Aditivos ........................................................................................................................... 24
3.4 Impactos do Processo de Extração e Produção do Concreto .............................................. 25
4 SISTEMAS ESTRUTURAIS ............................................................................................. 27
4.1 Sistemas de Concreto Totalmente Estruturados ................................................................. 27
4.1.1 Concreto Armado ............................................................................................................ 28
4.1.2 Concreto Protendido ........................................................................................................ 28
4.2 Alvenaria Estrutural ........................................................................................................... 28
4.3 Pré moldados para Pavimentação ....................................................................................... 29
4.3.1 Visita Técnica: Empresa Glasser ..................................................................................... 33
5 ROCHAS ORNAMENTAIS ............................................................................................... 36
5.1 Classificação ....................................................................................................................... 36
5.1.1 Rochas Ígneas .................................................................................................................. 36
5.1.2 Rochas Sedimentares ....................................................................................................... 37
5.1.3 Rochas Metamórficas ...................................................................................................... 37
5.2 Mármore e Granito: Contextualização Histórica ................................................................ 38
5.3 Rochas Ornamentais e a Industrialização no Brasil .......................................................... 39
5.4 Propriedades Físicas e Químicas ........................................................................................ 40
5.5 O Resíduo de Mármore e Granito ...................................................................................... 41
5.5.1 Polpa Abrasiva ................................................................................................................. 42
5.6 Extração e Impactos Ambientais ........................................................................................ 43
5.7 Contexto Sócio-Econômico e Saúde Ocupacional ............................................................. 45
5.8 Visita Técnica- Beneficiamento de Mármores e Granitos - Marmoraria Bragança .......... 46
6 PROPOSTA DE ESTUDO: USO DE PÓ RESÍDUAL DE GRANITO EM
SUSBSTITUIÇÃO PARCIAL DE COMPONENTES DO TRAÇO DE CONCRETO .. 50
6.1 Revisão Bibliográfica- Estudos Publicados ........................................................................ 51
6.2 Análise do Material: Polpa Abrasiva .................................................................................. 52
6.2.1 Dureza: Determinação do Teor de Cálcio ....................................................................... 52
6.2.2 Análise dos Resultados .................................................................................................... 54
6.3 Cálculo do Traço ................................................................................................................ 56
6.3.1 Desenvolvimento Experimental do Traço ....................................................................... 57
6.4 Análise de Resultados Parciais ........................................................................................... 64
7 EXECUÇÃO DO EXPERIMENTO .................................................................................. 66
7.1 Procedimentos de Execução ............................................................................................... 67
7.1.1 Abatimento do Tronco Cone ........................................................................................... 68
7.1.2 Moldagem e Adensamento ............................................................................................. 69
7.1.3 Cura dos Corpos de Prova ............................................................................................... 70
7.1.4 Ensaios de Resistência à Compressão Simples ............................................................... 71
7.2 Resultados Obtidos ............................................................................................................. 73
7.2.1 Análise de Resultados ...................................................................................................... 74
8 ESTUDO DE VIABILIDADE DA PROPOSTA .............................................................. 76
8.1 Viabilidade Econômica ...................................................................................................... 76
8.2 Segregação, Coleta, Transporte e Armazenamento ........................................................... 76
8.3 Informações Técnicas- Serraria .......................................................................................... 77
9 CONCLUSÃO ...................................................................................................................... 79
10 PROPOSTA DE TRABALHOS FUTUROS ................................................................... 80
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 81
15
1 INTRODUÇÃO
Parte considerável das empresas do segmento de beneficiamento de marmóre e
granito, ainda não possuem uma gestão eficiente para o material resídual oriundo do corte,
muitas vezes não há uma área para descarte licenciada, de acordo com as exigências legais do
Município, que apresente viabilidado para a indústria de beneficiamento de rochas
ornamentais, principalmente no que se refere a custo de transporte e destinação.
Esse material devido a dificuldade de descarte e também às suas propriedades
mecânicas, vem sendo estudado para diversos fins, entre eles, enquanto incremento de um
percentual de adição mineral em CAA (Concreto Auto Adensável), e como componente na
fabricação de cerâmicas. Partindo destes estudos, apresentam-se novas possibilidades de uso
deste Resíduo de Corte de Rochas ornamentais, em especial de Mármore e Granito.
Atualmente o uso de resíduos industriais têm crescido em todo o mundo, mostrando
que essa é agora, uma necessidade em resposta racional ao impacto causado pela falta de
gestão de resíduos no passado. Diversos tipos de dificuldades, econômicas e burocráticas.
resultam muitas vezes no descarte de forma irregular, o que apresenta múltiplos danos
ambientais. Quando adequada aos requisitos legais, muitas vezes a empresa arca com altos
custos com o descarte. É importante o desenvolvimento de pesquisas voltadas à substituição,
ainda que fracionada, do cimento portland, visto que uma tonelada deste representa 0,63
toneladas de dióxido de carbono na atmosfera (CICALISE et al., 2008), e/ou qualquer outro
componente de fonte não renovável utilizado na construção civil.
No presente estudo busca-se explorar a possibilidade de utilizar o RCMG como
substituto parcial de componentes do concreto, confrontando suas características com as
exigidas nas normativas para concreto estrutural, e analisando a possibilidade de aplicação em
pré moldados e blocos de pavimentação.
Quando adequada aos requisitos legais, muitas vezes a empresa tem altos custos com
o descarte, e considera-se então um resultado ideal para esta questão, desenvolver um material
e um processo de gerenciamento não só viável, como rentável, socialmente justo e
ambientalmente correto.
O segundo capítulo apresenta os principais impactos da construção civil, justificando a
proposta e expondo a relevância do tema. O capítulo três define o concreto, sua composição,
propriedades e métodos de dosagem. Define também os agregados, suas propriedades e uma
breve análise bibliográfica sobre o comportamento do resíduo de corte de granito enquanto
16
agregado, seguida de uma breve revisão baseada em estudos publicados sobre o
comportamento deste resíduo enquanto agregado na confecção de diversos materiais. O
quarto capítulo apresenta uma breve contextualização sobre sistemas estruturais. O Capítulo
cinco apresenta o contexto histórico das rochas ornamentais, em especial o granito, seu
processo de industrialização, propriedades físicas e químicas, os impactos de sua extração e o
material residual de seu processo de beneficiamento dentro de um contexto sócio econômico
em contraste com a saúde ocupacional. O sexto capítulo contém uma proposta de estudo, uma
revisão bibliográfica dos produtos fabricados com material residual de granito que já existem
a nível de pesquisa, análises químicas do RCMG, e o desenvolvimento prático do
experimento, através do cálculo do traço e confecção dos corpos de prova. No sétimo capítulo
são apresentados os resultados dos testes de resistência para determinar se há viabilidade na
fabricação de concreto com RCMG, e chegar a um percentual adequado, tentando a
substituição tanto dos agregados miúdos como do próprio cimento portland. O oitavo capítulo
contém uma análise de viabilidade econômica e logística. A conclusão da pesquisa é
apresentada no nono capítulo.
O objetivo deste estudo é viabilizar o uso do material residual do corte de rochas
ornamentais, em especial do resíduo de granito, conhecido por lama ou polpa abrasiva, como
alternativa para a substituição de um percentual de cimento, e/ou areia, uma vez que no
processo de produção destes, o consumo de recursos naturais é expressivo, e o RCG por sua
vez, ainda é um resíduo, hoje sem valor comercial.
17
2 A CONSTRUÇÃO CIVIL: IMPACTOS RELEVANTES
A implantação de novas edificações provoca mudanças que interferem na sociedade
através de impactos, sejam ambientais sociais ou econômicos. Uma importante consideração a
ser feita é sobre a grande produção de resíduos, resultante de uma matéria prima quase
sempre não renovável. É importante ressaltar que os impactos provocados por estas novas
intervenções podem criar inconvenientes para as pessoas do entorno, mas podem também
gerar benefícios, e influenciar positivamente no valor imobiliário, gerando tráfego na região e
maior demanda de transporte. Por isso, deve-se sempre levar em consideração a opinião
popular quanto a estas intervenções. Determinados impactos podem ser ocasionadas em longo
prazo, a exemplo do adensamento populacional e, portanto deve haver um planejamento
prevendo uma expansão urbana, este deve considerar o uso e ocupação do solo de acordo com
o plano diretor e as legislações ambientais daquela região.
Em prevenção aos impactos negativos, é necessário planejar, interferindo
minimamente na paisagem urbana e no patrimônio natural e cultural. Os impactos ocorrem
desde a fabricação do cimento e o transporte de materiais até a formação de um lago por uma
barragem ou alteração de uma área por terraplanagem. Esses impactos, e danos, são de cunho
ambiental, social e até mesmo econômico, e são influenciados pelo porte, uso e
funcionalidade da obra em questão, podendo variar de uma pequena a grande significância de
impacto.
Os impactos mais evidentes durante a fase de obras estão relacionados a
impermeabilização de boa parte do terreno, visual causado pela obra, poeira, barulho, e a
geração de resíduos de diferentes tipos. Pensando em Desenvolvimento Sustentável, algumas
medidas devem ser adotadas de forma a evitar ou minimizar os impactos gerados por
construções. A organização da obra evita o desperdício de materiais, propicia um ambiente
mais limpo, agradável e também ajuda no desenvolvimento da construção.
O Brasil é responsável por 685.000.000 toneladas de entulho (SPADOTTO, 2011),
fator que gera custos para a coleta, transporte e disposição destes resíduos. O
reaproveitamento de materiais de demolição também pode ser uma alternativa em
minimização do desperdício. Utilizar madeiras originada de reflorestamento é outra forma de
contribuição em relação a matéria prima, outra é empregar materiais provenientes da mesma
região, diminuindo o custo e a poluição gerados mediante transporte.
18
A mineração e o processamento de minerais resultam em desmatamento, erosão do solo e
poluição do ar e da água. Em todo o planeta, o setor minerário é um dos maiores
consumidores de energia, poluidor do ar e o agravante do aquecimento global.
A estratégia de redução de consumo, adotada pela maior parte das indústrias que buscam
o desenvolvimento sustentável, não se aplica a engenharia civil, pois esta não pode reduzir a
quantidade dos materiais necessários para edificar uma obra, sob risco de comprometer a
qualidade e a durabilidade da construção. Em razão disso, é necessário desenvolver
alternativas para o destino dos resíduos, da forma mais prática possível. Compete à
arquitetura e à engenharia encontrar soluções para minimizar esses impactos e atenuar os
efeitos decorrentes destes. Temos hoje como principais pontos de atenção a origem dos
materiais utilizados e a gestão de resíduos no canteiro de obras, uma vez que a cadeia de
ações da construção civil é responsável pelo consumo de aproximadamente 20 a 50% de todos
os recursos naturais disponíveis, renováveis e não-renováveis.
19
3 O CONCRETO
Depois da pedra e da madeira, o concreto é um dos materiais de construção mais antigos
que se tem conhecimento. Sua origem remonta a 1756, quando John Smeaton utilzou pela
primeira vez uma argamassa calcinada na construção do farol de Eddystone. Em 1824 com o
cimento Portland, o concreto assumiu lugar de destaque na construção, devido a sua
versatilidade, que permitia moldar facilmente. Nesse contexto surgiram as diferentes
especificações do concreto, embasadas em estudos científicos de suas propriedades.
Pode-se definir concreto como um material formado a partir da mistura de cimento,
água, agregados (areia e brita) e, eventualmente alguns aditivos. Segundo (ARAÚJO,
Rodrigues & Freitas1) concreto é "O material resultante da mistura, em determinadas
proporções, de um aglomerante - cimento Portland - com um agregado miúdo - geralmente
areia lavada -, um agregado graúdo - geralmente brita - e água. Pode-se ainda, se necessário,
usar aditivos".
Estima-se que o consumo atual de concreto no mundo seja da ordem de 11 bilhões de
toneladas métricas ao ano (MONTEIRO, 2008), e que o concreto é o segundo material mais
consumido pela humanidade.
3.1 Propriedades do Concreto
A consistência é a propriedade do concreto no estado fresco, relacionada à fluidez da
mistura, devendo ser adequado para garantir a trabalhabilidade do concreto. Para medir a
consistência é feito normalmente o ensaio de abatimento (slump test), no ensaio o concreto é
compactado em um cone com altura de 30 cm, retirando a forma, o concreto sofre um
abatimento, este é medido (em cm) e esse valor é utilizado como referência para um
comparativo de consistência. A consistência e trabalhabilidade variam conforme o traço do
concreto.
TABELA 1- Classificação das Consistências de Concreto
1 ARAÚJO, Rodrigues & Freitas- Materiais de Construção. Disponível em:
http://www.ufrrj.br/institutos/it/dau/profs/edmundo/Concreto%20simples.pdf. Acesso em 25 de maio de 2013..
20
Fonte: ANDOLFATO, Rodrigo Piernas. Controle Tecnológico Básico do Concreto. Núcleo de Ensino e
Pesquisa Básica da Alvenaria Estrutural. P. 12. Ilha Solteira, 2002.
A propriedade mecânica mais importante do concreto é a resistência à compressão
simples. O tipo de cimento e as condições de cura determinam a evolução da resistência do
concreto com o tempo. A resistência à compressão é determinada em corpos de prova
cilíndricos padrões, com idade de 28 dias. Os resultados seguem a curva normal de
distribuição, possibilitando abordar a resistência de forma estatística, considerando cura
úmida entre 15ºC e 20ºC, podem ser adotados os valores de referência da tabela abaixo.
TABELA 2- Variação da Resistência com Diferentes Tipos de Cimentos Portland
VARIAÇÃO DA RESISTÊNCIA POR TIPO DE CIMENTO
Idade do Concreto (dias) 3 7 28 90
Cimento portland normal (tipo I) 0,44 0,65 1 1,2
Cimento portland ARI (tipo III) 0,55 0,75 1 1,15 Fonte: Adaptado de ANDOLFATO, Rodrigo Piernas. Controle Tecnológico Básico do Concreto. Núcleo de
Ensino e Pesquisa Básica da Alvenaria Estrutural. P. 18. Ilha Solteira, 2002.
3.2 Método de Dosagem ABCP/ACI
A dosagem representa o proporcionamento dos materiais (cimento, água e agregados),
esta era feita a priori sem nenhum critério científico, ou seja repetiam-se traços que já haviam
sido utilizados com sucesso. Com o tempo desenvolveram-se as técnicas de cálculo estrutural,
com grande progresso e surgimento de estruturas mais elaboradas com concreto armado ou
protendido. o concreto precisou ser submetido a maiores tensões, exigindo novas
metodologias mais precisas, para garantir a resistência e durabilidade necessárias.
O método de dosagem atualmente preconizado pela ABCP desenvolveu-se tendo
como base os métodos do ACI e Portland Cement Institute (PCI) adaptados as condições
brasileiras. Buscou-se fazer uma adaptação cujos agregados atendessem a NBR 7211. Este
método é recomendado para dosagens in loco, devendo ter consistencia semi-plastica à fluida.
21
A utilização do método requer conhecimento prévio de informações sobre materiais, como
massa específica, nível de resistência, análise granulométrica e massa específica dos
agregados, bem como a massa unitária compactada do agregado graúdo. Deve-se conhecer
também sobre o concreto, sua dimensão máxima, consistência, finalidade da obra e resistência
de dosagem.
A porosidade da pasta pode ser a principal influência sobre a resistência e pode ser
medida, em concretos sem aditivo incorporador de ar, pela relação água/cimento, temos que
quanto mais alta for esta relação, menor será a resistência. para os concretos de baixa e média
resistências, a relação a/c é a causa principal de alteração nos valores da resistência à
compressão.
3.3 Componentes do Concreto
Na composição do concreto temos, de maneira simplificada as seguintes formações:
Cimento + Água = Pasta
Pasta + Areia = Argamassa
Argamassa + Brita = Concreto
A função da pasta é preencher os vazios envolvendo os agregados, estes por sua vez
contribuem com grãos capazes de resistir aos esforços, ao desgaste e intempéries, reduzir as
variações de volume e também os custos. A água utilizada na mistura não deve conter traços
de resíduo industrial ou susbstâncias orgânicas, sendo preferencialmente potável. Algumas
propriedades como aumento da plasticidade, controle do tempo de pega, do aumento da
resistência, redução do calor e hidratação, podem ser obtidas através de aditivos.
3.3.1 Cimento Portland
A palavra Cimento vem do latim Caementu, espécie de pedra nataltural de rochedos e
não esquadrejada, como era conhecida na velha Roma. O cimento surgiu há cerca de 4.500
anos. A exemplo dos monumentos do Egito antigo, que já utilizavam uma liga constituída por
uma mistura de gesso calcinado.
22
Dados do site CIMENTO.ORG destacam que no ano de 2011 o consumo de cimento
no Brasil foi equivalente a 65 milhões de toneladas, representando um aumento de 8,3% com
relação a 2010, calculando per capta, alcançou 333 kg/hab/ano, a maior marca da história.
Houve uma expansão generalizada do consumo, refletindo o ritmo de obras em todo o país.
Residências com renda inferior a 5 salários mínimos representam 8,3% do cimento
consumido no país, e famílias com renda superior a 5 salários mínimos representam 9,9% do
consumo total. Domicílios com renda inferior a 5 salários mínimos correspondem a 61,3% do
total dos domicílios pesquisados, figuraram apenas com 45,5% do consumo formiga, assim,
podemos concluir que, o consumo per capita, daqueles de maior renda é em média 90%
maior que os de renda inferior.
3.3.2 Agregados
A NBR 9935:2011 Apresenta as terminologias para os agregados, definindo agregado
como: "Material granular , geralmente inerte, com dimensões e propriedades adequadas para
preparação de argamassa e concreto".
O Granito pertence a classe de rochas magmáticas, eruptivas ou ígneas. É formado
pela consolidação (mediante esfriamento) do magma. O uso do pó do corte de granito, seria
então pela NBR 9935:11 classificado como Agregado Reciclável, ou seja, material granular
obtido de processos de reciclagem de rejeitos ou subprodutos da produção industrial,
mineração ou construção ou demolição da construção civil, incluindo agregados recuperados
de concreto fresco por lavagem, para uso como agregado. A mesma normativa também define
as dimensões do material com o qual pretende-se trabalhar, neste caso, seria pó de pedra, ou
seja, material granular resultante da britagem de rocha que passa na peneira de malha 6,3mm.
A forma e a textura superficial das partículas do agregado influenciam nas
propriedades do concreto esteja ele no estado fresco ou no estado endurecido. Agregados
miúdos possuem grande capacidade de retenção de água, a umidade da areia se reflete sobre a
massa unitária. Experimentos mostram que a água adsorvida, aderente aos grãos provoca
afastamento entre os mesmos, resultando no inchamento.
O processo de extração de minerais, que compõe os agregados utilizados, envolvem
aspectos ambientais, muitas vezes negligenciados pelos mineradores. Os fatores de
sustentabilidade ambiental que cercam a exploração das jazidas torna a aprovação de novas
23
jazidas cada vez mais difícil, quando não inviável econômicamente, sendo assim, e
considerando uma nova realidade mundial, as possibilidades devem ser repensadas, visando
alternativas de agregados como resíduos ou rejeitos (BARRETO, Maria Laura, 2001). Estas
novas alternativas devem ser alvo de muitos estudos para evitar o uso de propriedades
impróprias para o concreto, o meio ambiente e o trabalhador.
3.3.2.1 Propriedades do Agregado
A massa específica é necessária para determinar a contribuição de volume que cada
material fornece à mistura, bem como o volume de vazios do material. No caso do pó residual
de granito, classifica-se como agregado miúdo e a massa específica deve ser calculada por
meio do frasco Chapman (ABNT- NBR 9.775).
Outro aspecto relevante do agregado é sua absorção e umidade superficial, quando os
poros permeáveis estão saturados e nao há película de água em sua superfície, o agregado é
considerado na condição saturada superfície seca (SSS), se além de saturado há umidade livre
na superfície, sua condição passa para úmida saturada. Quando toda água é evaporada a
condição é seca em estufa. A capacidade de absorção é a quantia total de água necessária para
levar um agregado da condição seca em estufa para a condição SSS (CARVALHO; FILHO).
A tabela abaixo apresenta algumas características típicas de rochas.
TABELA 3- Propriedades das Rochas
24
Fonte: CARVALHO, Roberto Chust; FILHO, Jasson Rodrigues de Figueiredo. Calculo e detalhamento
de Estruturas Usuais de Concreto Armado. Ed. Edufscar.
3.3.3 Água
A água fornece a hidratação no grau necessário para a cura do cimento, a plasticidade
aumenta quando a relação água/cimento cresce. Para a escolha da relação água cimento (ou
fixação) do concreto, devem ser considerados a durabilidade e a resistência mecânica. A
quantia necessária de água para o concreto fresco depende das características e proporções
dos agregados, e seu grau de intensidade depende da distribuição granulométrica, forma e
textura das partículas, sabendo que as partículas arredondadas e lisas são mais favoráveis a
um menor consumo de água (GOMES, P.C.C; BARROS, A.R., 2008).
3.3.4 Aditivos
Todo concreto minimamente estudado usa aditivos, em países considerados de
primeiro mundo 70 a 80% dos concretos utilizam algum tipo de aditivo. O objetivo principal
25
do aditivo é aumentar a trabalhabilidade ou plasticidade do concreto. O aditivo também
contribui para reduzir o consumo de cimento (custo), alterar acelerando ou retardando o
tempo de pega, reduzir a retração, e aumentar a durabilidade (GOMES, P.C.C; BARROS,
A.R., 2008).
TABELA 4- Classificação de Aditivos segundo a NBR-11768
TIPO Finalidade
P
plastificante ou redutor de água (mínimo 6% de
redução);
A acelerador do tempo de pega;
R retardador do tempo de pega;
PR plastificante e retardador do tempo de pega;
PA plastificante e acelerador do tempo de pega;
IAR incorporador de ar;
SP superplastificante (mínimo 12% de redução de água);
SPR superplastificante retardador;
SPA superplastificante acelerador. Fonte: ABNT NBR-11768
3.4 Impactos do Processo de Extração e Produção do Concreto
No Brasil o consumo de agregados naturais somente para produção de concretos e
argamassas atinge 210 milhões de toneladas por ano (SILVA, 2011).
Importante ressaltar os impactos do grande consumo do cimento, considerando
inclusive, que as despesas com combustíveis e energia elétrica representam mais de 50% na
formação do custo direto de produção de uma indústria cimenteira. Estima-se que nos
últimos 200 anos que corresponde à era industrial, as concentrações de gás carbônico na
atmosfera, responsável pelas alterações climáticas, aumentaram em quase 50%, e
considerando que sejam mantidas as mesmas condições atuais a projeção é que continuará
aumentando exponencialmente (SILVA, 2011).
O cimento Portland é o mais considerável dos problemas ambientais causado pelo
concreto. Cerca de uma tonelada de dióxido de carbono é emitido para cada tonelada de
cimento produzido. A fabricação de cimento consiste basicamente na queima de pedra
calcária e de outros minerais a cerca de 1.500°C, o produto intermediário gerado é chamado
clinker, para cada tonelada de clinker produzido temos, aproximadamente, uma tonelada de
26
gás carbônico emitida na atmosfera, às custas, inclusive, de ponderável consumo de energia (4
GJ). O cimento portland, atualmente, é um produto composto por uma mistura
homogeneizada da moagem do clinker, com aditivos minerais. Em ambito global ao produzir
1,6 bilhões de toneladas anuais de cimento, a indústria é responsável por 7% do total de
dióxido de carbono lançado na atmosfera, sendo que o Brasil, com produção anual de 40
milhões de toneladas, é responsável por 2,5% desse total.
Globalmente, o setor minerário é um dos maiores usuários de energia, contribuindo
assim para a poluição do ar e o agravamento do aquecimento global.
A produção de areia e brita apresenta baixo valor unitário e grandes volumes.Seria
necessário a fim de minimizar os impactos do transporte, produzir próximo do mercado
consumidor, que afetam inclusive o custo, que chega a 65% do custo final do produto,
entretanto, as regiões metropolitanas estão sujeitas a transporte por distâncias que podem
chegar a 100 km (BESSA, Sofia Araújo Lima apud SILVA FILHO et. al., 2002).
Outro recurso muito utilizado pela industria do concreto é a água potável, que atinge
cerca de 1 trilhão de litros por cada ano, esses dados consideram apenas água de
amassamento, sem considerar a água de lavagem das concreteira e de cura do concreto.
27
4 SISTEMAS ESTRUTURAIS
O concreto apresenta dois estados, fresco e endurecido. O concreto fresco tem
consistência plástica, o que lhe permite ser moldado apenas lançando a massa fresca no
interior das formas com material adequado, nas dimensões desejadas. O concreto endurecido
possui elevada resistência à compressão, contudo a resistência à tração é baixa. Quanto a
durabilidade, o concreto pode ser bastante estável, se for bem executado, ao ficar exposto às
intempéries sua resistência cresce em função do tempo, lentamente.
Os antigos utilizavam pedras como material de construção para edificar suas moradias,
vencer vãos de rios, construir templos, entre outras funções. A pedra era durável, resistia bem
à compressão (usada como pilares), aparentemente um ótimo material de construção, até que
as pedras foram utilizadas como viga, e então foram submetidas a forças de tração, e a pedra
se rompia.
Os romanos buscaram vencer as limitações através da construção de pontes em arco,
faziam uso de arcos onde cada peça era estudada para trabalhar apenas em compressão.
Quando o homem passou a trabalhar com o concreto (pedra artificial através da ligação de
cimento, pedra, areia e água) a limitação ainda era a mesma (BOTELHO; MARCHETTI,
2011). O concreto resiste a compressão dez vezes mais do que à tração, e esta era uma
barreira a ser superada para trabalhar esse material em estruturas.
4.1 Sistemas de Concreto Totalmente Estruturados
Os sistemas totalmente estruturados são utilizados quando a estrutura são lajes, vigas e
pilares previamente dimensionados e que precisam resistir a todas as cargas atuantes, além de
seu peso próprio. O material deve ser escolhido de acordo com o projeto, podendo ser
executada em concreto armado, madeira, alumínio ou aço. Para estas estruturas, as paredes
funcio, as mesmas podem ser total ou parcialmente removidas sem comprometer a estrutura.
Este trata-se um sistema normalmente adotado em edificações de grande porte.
Os requisitos básicos exigíveis para projeto de estruturas de concreto simples, armado
e protendido, são fixadas pela NBR 6118/03, que estabelece os requisistos gerais que um
28
projeto de estrutura deve atender. São determinados os requisitos mínimos em relação a
qualidade, durabilidade, classe de agressividade e qualidade, propriedades dos materiais, entre
outros. A norma apresenta as características e resistências que o concreto estrutural deve
apresentar.
4.1.1 Concreto Armado
As barras de aço no interior do concreto, um meio alcalino, ficam protegidas contra a
corrosão, essa propriedade torna o concreto armado um material de grande durabilidade
expostas ao meio ambiente.
A abundancia da materia prima a preços competitivos torna o concreto armado
econômico, e utilizado em larga escala. O emprego de mão de obra não qualificada e elevada
resistência ao fogo complementam o quadro de vantagens desse material. Em contrapartida as
vantagens, a massa específica elevada é limitante para grandes vãos, devido as solicitações de
peso próprio, que se tornam excessivas, dessa forma, os vãos devem ser inferiores a 30 ou 40
metros (ANDOLFATO, 2002).
4.1.2 Concreto Protendido
Protender é comprimir o concreto, protensão vem de pré-tensão, que transmite a idéia
de instalar um estado prévio de tensões, no caso, em estruturas. Segundo HANAI, 2005,
protensão é um artifício que consiste em introduzir numa estrutura um estado prévio de
tensões capaz de melhorar sua resistência ou seu comportamento, sob diversas condições de
carga. Sabe-se que a resistência à tração do concreto é bastante inferior a resistência à
compressão, e são necessárias várias medidas para evitar fissuras, a protensão é um meio de
criar tensões de compressão prévias nas regiões em que o concreto seria tracionado.
4.2 Alvenaria Estrutural
29
A alvenaria pode ser definida como o sistema construtivo que utiliza peças
industrializadas de dimensões e peso que permite seu manuseio, ligadas por argamassa,
tornando o conjunto monolítico. Estas peças industrializadas podem ser moldadas em
cerâmica, concreto, ou sílico-calcáreo.
A alvenaria estrutural é utilizada há milhões de anos. Inicialmente eram blocos de
rocha, a argila passou a ser utilizada a partir do ano 4.000 a.C. dando início a produção de
tijolos. Inicialmente construía-se pelo simples empilhamento dos tijolos ou blocos. Diversas
obras importantes foram executadas em alvenaria estrutural, a exemplo do Parthenon, na
Grécia, construído entre 480 a.C. e 323 a.C. e a Muralha da China, construída entre 1368 a
1644. Tem, além das funções de vedação, a função de transmitir ao solo ou a estrutura de
transição, todos os esforços que o edificio possa vir a ser submetido. A alvenaria
predominou até o final do século XIX, todavia não se tinha conhecimento de técnicas de
racionalização. Em 1950 surgiram códigos de obras e normas com procedimentos,
acompanhados do crescimento marcante da alvenaria estrutural em todo mundo. No Brasil,
os primeiros prédios em alvenaria estrutural foram construídos em 1966, no Conjunto
Habitacional “Central Parque da Lapa”. O auge no Brasil foi atingido na década de 80, com a
construção dos conjuntos habitacionais, voltado a um público de baixa renda.
Entre as vantagens do uso deste material, temos a eliminação de formas em até 99%, a
redução do volume de concreto e aço em até 80%, menor peso e maior conforto térmico,
menor consumo de argamassa de assentamento, passagens do eletroduto sem cortes,
espessuras mínimas de revestimento e maior produtividade da mão de obra. As fôrmas
representam pelo menos 5% do custo da obra, e aliada aos demais procedimentos da alvenaria
estrutural, pode-se obter uma economia de até 25% do custo total da obra (BUZZO, Juliano,
2011).
4.3 Pré moldados para Pavimentação
Pavimentos são definidos como estrutura de múltiplas camadas construída sobre a
terraplenagem, cuja finalidade é resistir aos esforços oriundos do tráfego e a melhorar as
condições de rolamento. Foi no período da pós renascença que a importância da compactação
30
dos pavimentos ganhou destaque, junto com a necessidade de estruturas mais leves, bases
bem drenadas e assim, passaram a ser utilizados revestimentos mais confortáveis, como
cascalhos e paralelepípedos2.
Na história da pavimentação romana, é visível a importância da utilização de pedras
talhadas manualmente, a exemplo da via Ápia, que ligava Roma ao Sul da Itália, numa
extensão de 584 Km, com a finalidade de transportar provisões, tropas e armamentos. A
imagem abaixo apresenta um dos poucos locais em que partes da Via Ápia permaneceram
intactas (GODINHO, 2009).
Fonte: Adaptado de: http://www.bibliotecadigital.ufmg.br/dspace/bitstream/handle/1843/MMMD-
8PDFFY/disserta__o_dalter.pdf?sequence=1
FIGURA 1- Via Ápia em Roma (MADRI, 2004)
O consumo de intertravados no Brasil vem sendo registrado pela Associação
Brasiçeira de Cimento Portlan (ABCP) como um dos mais expressivos entre os diversos pré-
moldados que utilizam o cimento portland. Um exemplo é a metragem aplicada em programas
de urbanização, o Rio Cidade e Favela Bairro, que até 2009 já havia assentado mais de
1.000.000 m² de pavimento intertravado(GODINHO, 2009)3.
A função básica de um pavimento é distribuir a carga protegendo o subleito de modo a
não exceder sua capacidade de suporte, tornando este então, flexível, esta capacidade está
diretamente relacionada a espessura, formato e arranjo. A camada de rolamento é constituída
2ANDRADE, Mário Henrique Furtado- UFPR- Introdução à Pavimentação. Disponível em:
http://www.dtt.ufpr.br/Pavimentacao/Notas/MOdulo%201%20-%20Introducao.pdf. Acesso em 03 de Setembro
de 2013. 3 GODINHO, Dalter Pacheco. Pavimento Intertravado: Uma Reflexão sob a Ótica da Durabilidade e
Sustentabilidade. Escola de Arquitetura da UFMG, 2009. Disponível em:
http://www.bibliotecadigital.ufmg.br/dspace/bitstream/handle/1843/MMMD-
8PDFFY/disserta__o_dalter.pdf?sequence=1. Acesso em 03 de Setembro de 2013.
31
pelas peças pré-moldadas sobre uma camada delgada de areia. A base é o principal
componente estrutural do pavimento, responsável pela distribuição das tensões solicitadas de
modo a reduzir sua intensidade para as camadas adjacentes. A sub-base normalmente é
constituída de material puramente granular para aumentar a resistência global à baixos custos
(HALLACK, 2001)4.
Os blocos de pavimentação podem ser divididos de acordo com o tipo de tráfego,
adota-se a NBR 9780 e 9781.
TABELA 5- Resistência à Compressão- Blocos de Pavimentação
Tipo de Tráfego Função Altura do
Bloco (cm)
Resistência à
Compressão (Mpa)
Leve Passagem de pedestres, passeios
e até alguns veículos leves
6 35
Médio Caminhões de até três eixos 6 ou 8 35 ou 50
Pesado Até carretas de 6 eixos 8 50
Fonte: : ABNT NBR 9780/87 - Peças de Concreto para Pavimentação - Determinação da Resistência à
Compressão
Para algumas peças especiais, como blocos para guia, pisograma, podotátil e ecopiso,
não existe normativa específica, e podem ser utilizados diferentes modelos.
Fonte:Adaptado de http://glasser.com.br/site2008/NBI/per/INI/default.asp
FIGURA 2- Variedade de Bloco de Pavimentação
A Norma de execução e manutenção do pavimento intertravado com peças de concreto
é a NBR- 15953, esta norma estabelece requisitos para a execução do pavimento, entretanto
não trata requisitos das camadas base. A disposição dos blocos de pavimentação pode seguir
os padrões abaixo:
4 HALLACK, ABDO. “Pavimento Intertravado: uma solução universal”, Revista Prisma, Dezembro 2001,
pp 25-27. Disponível em: http://www.revistaprisma.com.br/novosite/noticia.asp?cod=107. Acesso em 12 de
Setembro de 2013.
32
Fonte: ADAMS, Cassandra; CHING, Francis D. K. - Tecnicas de Construcao Ilustradas - pg 23. 1991 - 2ªEd.
Ed. Bookman.
FIGURA 3- Disposição de Blocos de Pavimentação
O preparo da base é de extrema importância, pois a “permeabilidade” e o
preenchimento das juntas são determinantes para o comportamento final do piso, que ainda
que constituído por pequenas peças, adquire comportamento de uma peça única, delimitada
pelas guias laterais. A carga é distribuída para o leito e subleito, o comportamento da carga
deve seguir a imagem abaixo.
Fonte: SILVA, Cláudio Oliveira. Execução e Manutenção de Pavimento Intertravado. Associação Brasileira de
Cimento Portland.
FIGURA 4- Distribuição de Carga
A indústria de pavimentos intertravados vêm crescendo em todo o mundo desde 1980,
acompanhado de sua precisão dimensional. Destacado por sua manutenção simples e de baixo
custo. Peças pré-moldades de concreto (PPC) são bem sucedidas em todo o mundo pela sua
durabilidade e rigidez, tendo simultâneamente a flexibilidade de um pavimento asfáltico.
Analisando a obtenção de matéria prima, o cimento portland - utilizado na fabricação
de pavimentos intertravados - tem um custo ecológico menor, uma vez que seus recursos
ainda são abundantes, e se tratados cuidadosamente, podem agredir menos o meio, permitindo
33
sua recuperação, diferente do que ocorre com a matéria prima de outras formas de
pavimentação ligadas a exploração de petróleo.
O pavimento intertravado, feito a partir de blocos de concreto, apresenta um aspecto
visual bastante variado devido a grande gama de produtos, formas e cores, além de ser de fácil
execução, e não requer mão de obra especializada ou equipamentos complexos. A aplicação
dos blocos é feita com travamento nas extremidades, liberando o tráfego imediatamente,
eliminando o processo de cura. A manutenção ou substituição é simples. O custo final é
significativamente inferior ao pavimento flexível, e apresentam grandea resistencia e
durabilidade, uma vez fabricados de acordo com as especificações técnicas da ABNT.
Quando bem instalados, permitem um bom escoamento para os lençóis freáticos,
garantindomaior eficácia da drenagem. O conforto de rolamento adequa-se até mesmo as
necessidades de cadeirantes, além de sua superfície ser anti-derrapante. A coloração clara
reduz a absorção de calor e melhora a sensação térmica, além de proporcionar maior reflexão
de luz, aumentndo a visibilidade e reduzindo o custo com iluminação.
4.3.1 Visita Técnica: Empresa Glasser
A empresa foi fundada em 1971, e é hoje uma renomada indústria de blocos e pisos de
concreto. Está instalada em Guarulhos São Paulo. A indústria conta com máquinas Basser e é
reconhecida pela qualidade dos produtos e atendimento ao cliente. A Glasser oferece
diferentes soluções técnicas, adequação de produtos a projetos, laudos de ensaio de
resistência, transporte paletizado e cursos mensais gratuitos.
Pioneira na participação de programas de qualidade, a política de qualidade da empresa é
"Fornecer produtos de qualidade que atendam às expectativas dos clientes, com pontualidade
na entrega e melhoria contínua dos processos”.
34
Fonte: Adaptado de http://glasser.com.br/site2008/NBI/per/INI/default.asp
FIGURA 5- Indústria de Blocos Glasser
Com quatro máquinas Basser, a capacidade produtiva da indústria é de 4 milhões de
blocos ao mês. A cura é feiata através de injeções de vapor, e 70% da resistência final é
desenvolvida em 12 horas.
Fonte: Adaptado de http://glasser.com.br/site2008/NBI/per/INI/default.asp
FIGURA 6- Chão de Fábrica Glasser
Durante a visita técnica foram expostos os procedimentos de fabricação e testes de
resistência, realizados tendo como base as NBRs vigentes. A empresa trabalha com a
reciclagem do próprio bloco, transformando-o em agregado para a confecção de novos blocos,
o Engenheiro Leonardo T. Masseto estima que em torno de 0,5% da composição dos novos
blocos é constituída por resíduos de blocos quebrados ou danificados, e este percentual não
altera nenhuma característica do produto final. O engenheiro Leonardo T. Masseto ressalta
também que o pavimento intertravado tem característica semi-flexível, uma vez que cada
bloco interage formando um piso com comportamento de uma superfície única, e com a
flexibilidade de uma camada formada por peças individuais. Por esse motivo, deve ser dada
grande atenção ao travamento das extremidades, e ao preparo da base.
Hoje o agregado reciclável é utilizado apenas na fabricação dos blocos de alvenaria, e
não nos de pavimentação, Leonardo afirma que acredita que a substituição poderia ser feita
sem nenhum prejuízo à qualidade, que utilizar apenas para blocos de alvenaria foi uma opção
35
devido a demanda da indústria, mais significativa para blocos de estrutura do que
pavimentação.
Existe uma parceria hoje da Glasser com a Construtora Even, aonde o resíduo de blocos
perdidos por quebra ou outro motivo, são devolvido à indústria, e utilizados novamente como
matéria prima. O mesmo é feito com os blocos quebrados durante os ensaios (informação
verbal)5.
5 Leonardo T. Masseto – Informação passada durante entrevista, sobre os novos projetos e parcerias para uso de
agregado em massa. Entrevista realizada durante curso e visita técnica à Indústria Glasser. Guarulhos SP (16 de
Setembro, 2013).
36
5 ROCHAS ORNAMENTAIS
A mineração no Brasil teve início no século XVII (BARRETO, 2011), na época colonial,
quase dois séculos após a chegada dos portugueses a América do Sul. Como levou um certo
tempo para se descobrir jazidas, acredita-se que os interesses portugueses estavam voltados
para outros recursos naturais. Um século depois, a descoberta do ouro provocou o primeiro
grande boom mineral, e o Brasil passou a ser o primeiro grande produtor mundial de ouro. O
segundo ciclo mineral se deu no século XX, após o fim da Segunda Guerra Mundial, com
foco em outros minérios, assim, pode-se afirmar que grande parte do atual parque mineral foi
construída recentemente.
5.1 Classificação
A crosta terrestre é uma fina camada de rochas sedimentares recobrindo uma enorme
massa de rochas cristalinas (ígneas + metamórficas). Dentre uma gama extremamente
diversificada de rochas disponíveis, as mais comumente utilizadas na construção civil e
ornamental são o mármore e o granito, o que justifica os próximos tópicos serem direcionados
a este resíduo especificamente.
5.1.1 Rochas Ígneas
Rochas ígneas (intrusivas & vulcânicas) vem do termo ignis (latim) e significa ter sua
origem no fogo. Geradas a partir da consolidação de um massa fundida gerada no interior da
Terra. Se originam a partir da cristalização de magmas. Essas rochas compõe grande parte dos
materiais de construção e ornamentos, fonte de minerais e minério e representam 70% da
crosta terrestre. Representam as rochas ígneas o Granito e diorito, labradorito, gabro,
peridotito, pórfiro, dolerito, basalto e andesito, etc. Tecnicamente,os granitos contemplam em
sua composição mineralógica associações variadas de micas, feldspato e quartzo, estes são os
minerais dominantes nas rochas graníticas. A coloração mais escura está relacionada aos
37
minerais máficos (silicatos ferro-magnesianos), e a coloração mais clara, essa concentração é
menor, havendo entre 85 e 95% de quartzo e feldspato em sua composição, confirmando
conforme levantado em (AMARAL, 956) as características heterogêneas do granito.
O Granito-pórfiro, possui a composição mineralógica de sua respectiva rocha de
formação através da lenta cristalização de um magma em profundidade, porém em sua textura
porfirítica possui uma massa granular fina com fenocristais.Possui normalmente coloração
avermelhada (LEINZ, 2003).
5.1.2 Rochas Sedimentares
Rochas sedimentares se originam a partir da consolidação de sedimentos da superfície
terrestre. São formadas sob condições de baixa temperatura (até 250º) e pressão, podem
também ser resultado da precipitação de compostos químicos em meios aquosos.
Para a formação do sedimento a rocha dura deve se transformar em material
particulado, essa desintegração ocorre pelos processos de intemperismo e metearização, para
que seja transportada por algum processo sedimentar. A água em contato com os minerais,
pod aderir a sua superfície ou entrar em sua estrutura, formando um novo mineral. Temos
como principais rochas sedimentares o calcário, dolomite e travertino, conglomerado e
brecha, arenito, ónix, alabastro, etc.
5.1.3 Rochas Metamórficas
Rochas metamórficas são originados a partir da transformação de qualquer rocha
exposta a um ambiente cujas condições físicas (pressão e temperatura) e químicas, diferente
de seu local de origem. São rochas metamórficas, o mármore, quartzito, xisto argiloso e
ardósia, brecha metamórfica, serpentina, gneisse, etc.
6 AMARAL, Luciano do. A QUÍMICA. Edições loyola. 1995. São Paulo- SP. Pág. 65.Disponível em:
http://books.google.com.br/books?id=hgNzChPBLkYC&pg=PA65&dq=granito+propriedades&hl=pt-
#v=onepage&q=granito%20propriedades&f=false. Acesso em 24 de Março de 2013.
38
5.2 Mármore e Granito: Contextualização Histórica
Registra-se o início da exploração do granito por volta de 2500 Anos a.C, por parte
dos Egípcios para fins ornamentais e estruturais. Nesse sentido (LÓPEZ, 19707) observa
inclusive, que na Grande pirâmide, a lâmina de uma faca não penetra entre dois blocos de
granito, devido a forma como juntavam os blocos uns aos outros.
Na idade média, este material passou a ser amplamente utilizado no interior de casas,
igrejas, pisos e cozinhas, devido as condições de transformação. Na era moderna passou a ser
utilizado na confecção de móveis luxuosos. A evolução na tecnologia para manipulação,
tornou este material matéria prima para revestimento de paredes, pilares, colunas, entre
outros. Apesar da imensa disponibilidade deste recurso no Brasil, sua exploração aqui
somente foi iniciada no século XXI, e desde então, tornou o Brasil um grande exportador de
granito.
O colunista Sérgio Maestrelli8 destaca em uma publicação, alguns elementos que
integram nossa identidade cultural, entre eles, o granito, matéria prima por exemplo, da pia
esculpida por Pietro Bez aonde são feitos batismos desde 1909. Já o conceito comercial de
granito, abrange uma grande variedade de rochas silicáticas tanto de origem ígnea como
metamórfica, não calcária ou dolomítica, com características de bom desdobramento, seguida
de beneficiamento.
O granito é uma das mais conhecidas e abundantes rochas ígneas. Pertencente ao
grupo das rochas intrusivas, apresenta cristais bem desenvolvidos, visíveis a olho nu e,
formados a partir de magmas cristalizados lenta e gradualmente. O granito, assim como outras
rochas cristalinas, constitui a base das massas continentais e é a rocha intrusiva mais comum
da superfície da terra (OLIVEIRA, 20069).
Etimologicamente, a palavra mármore vem do latim “marmor” que significa rocha de
qualidade. O brilho e beleza estética transformam o mármore em uma pedra natural
7 LOPEZ, José Alvares de. O enigma das piramides. Publisher, Hemus, 1970. Disponível em:
http://books.google.com.br/books/about/o_enigma_das_piramides.html?id=uE0zHeveL30C. Acesso em 05 de
Abril de 2013. 8 MAESTRELLI, Sérgio. Panorama SC- Cultura e Granito. Disponível em: http://panorama.sc/cultura-e-granito/
Acesso em 25 de Março de 2013. 9 OLIVEIRA, Elvis Martins de. Impacto Ambiental na Exploração de Pedreiras: Constribuição para uma Prática
Sustentável. P. 67. Disponível em: http://www.cprm.gov.br/publique/media/diss_elvis.pdf. Acesso em 25 de
Novembro de 2013.
39
mundialmente procurada, utilizada em pavimentos, revestimentos de paredes e na criação de
diversas peças ornamentais10
.
O Mármore começou a ser usado em construções da Grécia, por volta de VI a.C., pois
muitos templos eram perdidos com incêndios, e para se fazer o teto e as colunas era utilizado
madeira. Por volta de V a.C. a arquitetura era usada para expressar a adoração aos deuses, as
conquistas, glórias, poder e riqueza. Com este propósito, os atenienses construiram a
Acrópole (cidade alta), e dentro dela o Partenon, dedicado a deusa Atenea Parthenos, seu
templo mais imponente contou com trinta mil toneladas de mármore11
.
5.3 Rochas Ornamentais e a Industrialização no Brasil
Segundo dados do MEC12
, o Brasil está entre os cinco maiores produtores de rocha
ornamental do mundo, com participação de cerca de 5% da produção mundial de blocos de
mármores e granitos. O país também está atuando como exportador, exportando
aproximadamente 6% do volume mundial, sendo 80% de suas exportações de matéria prima
bruta. São 300 empresas mineradoras e 25 empresas de beneficiamento de blocos de mármore
e granito registradas nesse segmento, que representa quase 1.600 teares e, ainda, 6.500
marmorarias responsáveis pelo trabalho de acabamento final e aplicação. Além dessas, mais
de 500 empresas processam exportações. A mão de obra é estimada em 105 mil funcionários
diretos atuando em 10 mil empresas13
.
O Estado do Espirito Santo é o pioneiro na atividade, iniciada em 1930, detendo hoje
47% da produção interna nacional. A produção hoje se disseminou por todo o estado,
todavia, apresenta uma concentração em Cachoeira do Itapemirim.
10
História- Museu do Mármore. Disponível em: http://museumarmore.cm-vilavicosa.pt/#historia. Acesso em 25
de Novembro de 2013. 11
Via Apia. História- Uso do Mármore na Arquitetura. Disponível em:
http://www.viaapianet.com.br/?sessao=historia. Acesso em: 23 de novembro de 2013. 12
MEC- Rochas Ornamentais. Disponível em:
http://portal.mec.gov.br/setec/arquivos/pdf3/publica_setec_rochas.pdf. Acesso em 01 de Abril de 2013. 13
REGAZZI, Renato Dias. SEBRAE: Indústria de Rochas Ornamentais Ocupa Posição de Destaque.
Disponível em: http://www.sebrae.com.br/setor/rochas-ornamentais/110-4-industria-rochas-ornamentais-ocupa-
posicao-destaque/BIA_1104. Acesso em 25 de Novembro de 2013.
40
Fonte: FILHO, Heitor Fernandes Mothé; POLIVANOV, Helena; GONÇALVES, Cheila Mothé. Reciclagem dos
resíduos sólidos de rochas ornamentais
FIGURA 7- Acumulo de Rejeitos de uma Serraria no bairro Aeroporto em Cachoeira do Itapemirim
O Espírito Santo concentra hoje mais da metade do parque industrial nacional do setor
de rochas ornamentais, em números de equipamento e crescimento.
O processo produtivo se dá em algumas fases. O processo de beneficiamento é o
desdobramento de materiais brutos extraídos em formas de blocos entre 5 e 10 m³, o processo
mais utilizado é o de serra, cortando o material em chapas. A serragem em teares é
auxiliadapor uma polpa de água, cal e granalha, despejada contínuamente durante o processo
otimizando o corte e resfriamento de lâminas. Posterior a serra, é feito o acabamento final das
chapas, o polimento produz o debaste e o fechamento dos poros entre os grãos minerais,
tornando a superfície impermeável, que é encaminhada para lustro.
A extração de minerais desempenha um importante papel no desenvolvimento da
economia brasileira. As primeiras indústrias de beneficiamento de rochas ornamentais foram
implantadas por imigrantes italianos e portugueses durante é século XIX, mas as indústrias
tiveram um baixo desenvolvimento, pois seus processos eram rudimentares em relação ao
material importado do Cidade de Carrara, na Itália (MATTA, 2003). Por volta da década de
80 a procura crescente por materiais de acabamento alavancou um crescimento expressivo do
setor no país, período conhecido como "nova idade da pedra". Atualmente o setor se encontra
em expansão, principalmente pelo aquecimento do mercado externo.
5.4 Propriedades Físicas e Químicas
Segundo (LEINZ, 2003) as propriedades físicas dos minerais estão relacionadas a
Estrutura, quase sempre cristalino, onde os átomos são agrupados regularmente; Clivagem,
41
que é a propriedade de se dividir em planos paralelos, que pode ocorrer segundo uma ou mais
direções; Dureza, que se refere a resistencia de um material á penetração de uma ponta aguda,
no caso o quartzo apresenta dureza 7; Peso Específico, que indica quantas vezes um
determinado volume de mineral é mais pesado que um mesmo volume de água destilada a
T=4ºC, sendo assim o peso em g/ cm ³.
5.5 O Resíduo de Mármore e Granito
Na maioria das empresas brasileiras, a produção de rochas ornamentais é feita a partir da
serragem de grandes blocos de pedra, que passam por equipamentos chamados teares e são
reduzidas a chapas. Na serragem, cerca de 25 a 30%14
do bloco é transformado em pó, que é
depositado em pátios. Estima-se que no Brasil a geração conjunta de resíduos de corte de
mármore e granito é de 240.000 toneladas/ano, distribuidas entre Espirito Santo, Bahia,
Ceará, Parnaíba, entre outros estados.
De acordo com o estudo realizado por (GONÇALVES, 2000) no Brasil gera-se cerca
de 16.500 toneladas de resíduo de corte de granito por ano. Dentro dessa realidade, devido ao
grande volume de resíduo de corte de granito, o uso de agregados mostra-se uma alternativa a
ser estudada.
A utilização de subprodutos industriais na construção civil tem potencial para a
redução na geração de resíduos, reduzindo o impacto ambiental e favorecendo o
desenvolvimento sustentável, uma vez que a construção civil enquadra-se como potencial
poluidor, além de consumir muitos recursos naturais na matéria prima. Os benefício da
incorporação de resíduos na produção de materiais são diversos, inclusive as distâncias de
transporte de resíduo e consequentemente sua poluição, energia de produção e risco de
acidente no transporte.
Muitas das vezes estes resíduos são estocados em pátios a céu aberto ou em alguns casos,
jogados em rios sem nenhum tipo de tratamento, provocando problemas de assoreamento,
contaminação de águas de rios e córregos e até mesmo contaminação de reservatórios naturais
de água.
14
TRATAMENTO DE RESÍDUOS DE ROCHAS ORNAMENTAIS. Laboratório de Reciclagem,
Tratamento de Resíduos e Metalurgia Extrativa. Disponível em:
http://www.pmt.usp.br/larex/trabalhos/Rochas%20Ornamentais.pdf. Acesso em 11 de Junho de 2013
42
Fonte: OLIVEIRA, Elvis Martins de. Impacto Ambiental na Exploração de Pedreiras: Constribuição para
uma Prática Sustentável. P. 67. Disponível em: <http://www.cprm.gov.br/publique/media/diss_elvis.pdf.>
Acesso em 25 de Novembro de 2013.
FIGURA 8- Produção residual no ciclo de produção de uma indústria mineral de rochas ornamentais
5.5.1 Polpa Abrasiva
Durante o processo de serragem para o beneficiamento das rochas, realizado em teares
tradicionais de lâminas de aço, é gerado um resíduo sólido proveniente da lama ou polpa
abrasiva cuja função é lubrificar e resfriar as lâminas de serragem, evitar a oxidação, limpar
os canais entre chapas e servir como abrasivo para facilitar a serragem, além do controle de
poeira.
43
A composição da lama abrasiva é basicamente de água, granalha (mini-esferas de aço
ou ferro fundido), cal (calcário ou carbureto de cálcio) e rocha moída (GONÇALVES, 2000).
O material é distribuído por chuveiros sobre o bloco por meio de bombeamento. A lama
infiltra-se nos canais abertos pelas lâminas no bloco, e depois retorna ao tanque de
bombeamento, quando novamente é bombeada, configurando-se assim uma operação em
circuito fechado (CALMON et al., 1997). Existe ainda a opção de utilizar sistemas de
desidratação, como o filtro-prensa, que consiste em um processo de prensagem que elimina da
lama abrasiva o excesso de água e devolve à indústria esta mesma água para ser reutilizada e
o resíduo úmido obtido é então descartado (CALMON et al., 1997).
Este resíduo é transportado e, posteriormente, depositado em poços e lançados em
tanques de deposição final, estes tanques absorvem toda a geração de rejeito do
desdobramento. Após atingida esta capacidade, o volume depositado é removido para que o
tanque fique novamente pronto para estocagem de nova quantidade de resíduo. Entretando,
não se encontram metodologias de descarte ou reciclagem ambientalmente corretas, e
tratando-se de um volume significativo de resíduo, temos significativo custo de descarte, fator
que leva muitas vezes a um descarte irregular do resíduo, situação com alto potencial de dano
ambiental.
Fonte: http://www.manancialprojetos.com.br/home/artigos.aspx?id=17&pg=1&qnt=7
FIGURA 9- Disposição inadequada de Lama Abrasiva
5.6 Extração e Impactos Ambientais
A respeito das exigências legais para a extração de granito, a Fundação Estadual do
Meio Ambiente (FEAM) determina que:
44
“A exploração do granito deve ser precedida de Licenciamento Ambiental
obrigatório ou Autorização Ambiental de Funcionamento (AAF) emitidas pelas
Superintendências Regionais de Meio Ambiente e Desenvolvimento Sustentável
(Supram´s). A AAF e a Licença de Operação (LO) são concedidas após a obtenção
da Portaria de Lavra ou Guia de Utilização, de acordo com o porte do
empreendimento, emitidas pelo Departamento Nacional de Produção Mineral
(DNPM). Para a pesquisa o empreendedor pode solicitar ao DNPM a Guia de
Pesquisa, que de acordo com o Código Nacional de Mineração o empreendedor tem
o direito de comercializar o produto ainda na fase de pesquisa, em quantidade
limitada.”
A extração do granito apresenta uma diversidade de impactos ambientais, um estudo15
realizado em uma Jazida localizada em Bom Jardim- PE levantou diversos aspectos,
ambientais e socioeconômicos relacionados ao processo de extração, dentre os quais podemos
pontuar poluição da água, ar, sonora e deslizamentos do terreno, bem como impactos externos
como alterações ambientais, conflitos no uso e ocupação do solo, degradação de áreas e
transtornos ao tráfego, normalmente resultantes da falta de informação do empreendedor
previamente a instalação da mineradora. O destaque entre os impactos da extração, está nos
resíduos finos, lançados no embiente em forma de polpa, em tanques ou nos cursos d'água,
alterando os padrões turbidez e aumentando a probabilidade de solubilização de metais
pesados. Os problemas mais visíveis no que diz respeito a impacto ambiental da extração
estão na grande quantidade de rejeito, exposição do solo à erosão, comprometimento de
taludes, formação de depósito de rejeitos resultando em impacto paisagístico, ausencia de
medidas de controle de efluentes e dificuldade de recuperação da área degradada. A
disposição não seletiva de rejeitos, sobre a camada organica de solo é o principal veículo que
desencadea as ocorrências ambientais na área de extração.
15
EXTRAÇÃO DE GRANITO EM BOM JARDIM-PE: IMPACTO SÓCIO-ECONÔMICO E EFEITOS
DIVERSOS SOBRE A POPULAÇÃO RESIDENTE NO ENTORNO DE UMA JAZIDA. Disponível em:
http://relatosinteressantes.blogspot.com.br/2012/04/extracao-de-granito-em-bom-jardim-pe.html. Acesso em: 23
de Março de 2013.
45
Fonte: IEMA- Instituto Estadual de Meio Ambiente FIGURA 10- Imapctos da Extração de Rochas Ornamentais
5.7 Contexto Sócio-Econômico e Saúde Ocupacional
O granito é um material muito empregado na construção civil enquanto rocha
ornamental para revestimento, pavimentações e outros fins de rocha ornamental. Dados do
MEC apontam que a movimentação do setor brasileiro de rochas ornamentais é de cerca de
US$ 2,1 bilhões/ano, este setor gera cerca de 105 mil empregos diretos em aproximadamente
dez mil empresas.
Além dos benefícios sócio-econômicos mencionados enteriormente, através dos dados
do MEC, existem também estudos voltados a outro ângulo do setor produtivo, é importante
observar que a exploração industrial do granito também amplia o escopo de seus impactos,
abrindo um leque para a saúde ocupacional.
De acordo com o tratado de Toxicologia ocupacional (QUEIROZ, 2010) o processo de
intoxicação por silicose pode ocorrer através da inalação de pequenas partículas de granito,
que serão depositadas nos alvéolos pulmonares. É importante destacarmos que a presença de
contaminantes atmosféricos pode muitas vezes passar despercebida. Silicose trata-se de uma
pneumoconiose, manifestada após longa exposição (superior a dez anos) a inalação de sílica
livre, comum em ocupações de risco, relacionadas a extração ou corte de minerais. Estudos
publicados dão um percentual de ocorrência de silicose de 3,5% no ramo de pedreiras de
exploração de granito.
46
A expansão rápida e sem planejamento é responsável por diversos danos, muitas vezes
irremediáveis aos moradores, ao meio ambiente e aos operários que atuam nas pedreiras.
Estudos realizados na região de Nova Venécia ES16
apontam que mesmo em um curto tempo
de exploração, a atividade de extração do granito já resulta em um número significativo de
trabalhadores com quadros de doenças ocupacionais, devido a exposição a agentes insalubres,
como o pó residual do corte e o ruído.
5.8 Visita Técnica- Beneficiamento de Mármores e Granitos -
Marmoraria Bragança
A Marmoraria Bragança, localizada no município de Bragança Paulista foi fundada em
1992 por Waldemar Sanfins. Atualmente possui cinco funcionários e tem como principais
clientes as construtoras da região. A produção varia bastante, de acordo com as obras, mas
Waldemar estima uma produção média de 100m² ao mês em material beneficiado.
Na marmoraria a matéria prima são as chapas que já chegam cortadas da serraria.
Fonte: Própria
FIGURA 11- Chapas para Beneficiamento (Matéria Prima)
As chapas passam pelas máquinas de corte, aonde a perda segundo Waldemar é de 2
mm na extensão do corte, ou seja, um valor pouco significativo para a produção da
16
BORSOI, Adriana Maria. Mineração e Conflito Ambiental: atores sociais e interesses em jogo na
extração de granito no município de Nova Venécia- ES. Disponível em:
http://www.uff.br/cienciaambiental/dissertacoes/AMBorsoi.pdf. Acesso em 11 de Junho de 2013.
47
Marmoraria Bragança, ele estima uma geração de lama abrasiva média de um carrinho ou 45
litros a cada três meses17
.
Fonte: Própria
FIGURA 12- Pré Decantação (Lama Abrasiva)
Após o corte o material vai para a fase de acabamento, e posteriormente é estocado
para venda. O destino da lama abrasiva é doação, Waldemar diz que um conhecido retira o
material e utiliza na fabricação de carâmica, caso não tivesse essa opção, o material seria
enviado ao aterro, mas como a quantia não é suficiente para encher uma caçamba, ele mesmo
transportaria para o aterro, que hoje cobra R$50,00 por tonelada de material descartado.
Fonte: Própria
FIGURA 13- Acabamento (Produto Final)
17
Informação fornecida durante entrevista com Waldemar Sanfins. Bragança Paulista. 21 de Outubro de 2013.
48
A marmoraria conta com um sistema de coleta e decantação da água residuária do
corte, dessa forma o material tem uma pré decantação em canaletas ao lado das serras, passa
para um sistema com três tanques de decantação, e a água sem o resíduo retorna ao sistema
para reutilização. No sistema também é utilizada água pluvial.
Fonte: Própria
FIGURA 14- Poços de decantação18
A perda maior durante o beneficiamento consiste em lascas e pedregulhos maiores,
que representam 5 a 10% do material total, entretanto esta perda é 100% beneficiada, na
confecção de pisos, material inclusive que a prefeitura recolhe para pavimentação de áreas
menos favorecidas.
18
O sistema foi adequado para que a água do ladrão não fosse mais lançada no rio, dessa forma, nota-se a tampa
na saída do terceiro poço, impedindo a pasagem para o corpo hídrico.
49
Fonte: Própria
FIGURA 15- Pavimentação com Resíduo Graúdo de Granito
É possível concluir que para pequenos volumes de corte, como é o caso da Marmoraria
Bragança, o custo e dificuldade de descarte da lama abrasiva não é tão significativo, uma vez
que haja um sistema adequado de decantação para não contaminar corpos hídricos, e parcerias
formais ou informais para recolhimento e beneficiamento do resíduo.
50
6 PROPOSTA DE ESTUDO: USO DE PÓ RESÍDUAL DE GRANITO
EM SUSBSTITUIÇÃO PARCIAL DE COMPONENTES DO TRAÇO
DE CONCRETO
A respeito das propriedades do agregado, é conveniente acrescentar que durante as
primeiras idades, a resistência do concreto, em especial a de flexão, pode ser afetada pela
textura do agregado, uma textura mais áspera como a do granito, parece propiciar a formação
de uma aderência física mais forte entre a pasta de cimento e o agregado19
.
O resíduo do beneficiamento de granito é descrito basicamente de duas formas:
fragmentos de rochas desperdiçadas por possuírem qualidade inferior ou pouco valor
comercial e o resíduo de granito (RG) ou lama granítica que se caracteriza como uma massa
mineral resultante dos processos de serragem, polimento e corte. Ambos compostos do
mesmo material, possuem classificação como biodegradáveis conforme a norma ABNT NBR
10.004/04 como resíduo classe II B – inerte e sem toxicidade.
Algumas características específicas podem favorecer ou não o aproveitamento e
reciclagem do RG, essas característcas são principalmente aspectos como granulometria fina,
composição química predefinida e a inexistência de grãos mistos entre os componentes
básicos (LIMA et. al., 2010). Não foi localizado entretanto, registro de sua aplicação
diretamente na fabricação de concreto estrutural, pré moldados ou blocos de pavimentação, ou
comercialização de tais produtos. Muitos estudos sugerem sua utillização, mas no mercado
ainda são poucos produtos disponíveis.
Os principais objetivos deste experimento consistem em obter uma mistura
homogênea, plasticidade compatível com o uso proposto, resistência mecânica igual ou
superior a 25 Mpa, valor referência para concreto estrutural, e assegurar a durabilidade do
produto. Os testes realizados nos moldes de concreto estrutural devem servir de referência
para analisarmos, além da possíbilidade de uso em massa do resíduo da polpa abrasiva no
concreto estrutural, a possibilidade de fabricar pré moldados com este material, verificando se
a resistência atingida, tem potencial para propor futuros estudos de fabricação de blocos
estruturais e pavimentos intertravados.
19
MARTINS, Paulo Benjamim Morais. Influência da Granulometria Agregado Miúdo na Trabalhabilidade do
Concreto. Disponível em:
http://civil.uefs.br/DOCUMENTOS/PAULO%20BENJAMIM%20MORAIS%20MARTINS.pdf. Acesso em 02
de Junho de 2013.
51
6.1 Revisão Bibliográfica- Estudos Publicados
A grande quantia do resíduo oriundo do corte de mármore e granito despertou
interesse de alguns pesquisadores que já estudam a utilização deste material na produção de
argamassas (CALMON et al., 1997), peças cerâmicas (LIMA, et al., 2010) e concretos
(GONÇALVES, 2000).
Estudos relacionados a produção de argamassa para assentamento de piso com RCG
(resíduo de corte de granito) destacam que a viabilidade técnica só é possível feita uma
caracterização física, química e ambiental do material. O intuito, nesse caso, é substituir parte
do agregado miúdo (areia) para argamassa para revestimento e produção de lajotas para piso.
No que diz respeito a produção de argamassas, os estudos apontam que para o teor de 10% de
RCMG, a resistência foi aumentada, e as lajotas produzidas com RCMG apresentaram um
melhor aspecto. A imagem abaixo apresenta o resultado do aspecto final de lajotas produzidas
a partir de RCMG20
.
Fonte:http://www2.uefs.br/sitientibus/pdf/26/utilizacao_do_residuo_de_corte_de_marmore.pdf.
FIGURA 16- Aspecto: Piso de Lajota de Argamassa com RCMG
Estudos do comportamento do RCG como agregado na produção de membranas
cerâmicas apresentam este material como potencial para uso em processos de micro e
ultrafiltração. Os estudos voltados a adição de RCG em concreto auto adensável, apontam um
20
MOURA, Washington A.; GONÇALVES, Jardel P.; LEITE, Rôneison da Silva. Utilização de Resíduo de
Corte de Mármore e Granito em Argamassas de Revestimento e Confecção de Lajotas para Piso. Disponível em: http://www2.uefs.br/sitientibus/pdf/26/utilizacao_do_residuo_de_corte_de_marmore.pdf. Acesso
em 11 de Junho de 2013.
52
aumento na coesão, maior resistência a compressão axial, e maior resistência a tração por
compressão diametral, desde que utilizada uma proporção de 10%, sendo assim, o concreto
com adição de RCG apresentam um ganho em relação aos concretos de referência utilizados.
O teor de adição do RCG influencia significativamente na porosidade dos concretos
(GONÇALVES 2000). Dessa forma os estudos já realizados concluem a viabilidade técnica
na proporção de 10%.
6.2 Análise do Material: Polpa Abrasiva
Foram coletadas amostras do resíduo proveniente de corte de granito, este material, de
consistência pastosa, foi fornecido pela Marmoraria Bragança, trata-se de um resíduo
composto do corte de diferentes chapas de granito e mármore.
Para a determinação do pH os materiais utilizados foram: 06 Béqueres de 50 mL, 01
Pisseta, 01 Potenciômetro (peagâmetro), 01 Papel absorvente, amostras. Foi feita a calibração
do peagâmetro, levada a amostra ao aparelho, e o resultado obtido foi 8. Considerando o
resultado, optou-se por realizar a análise para verificação de íons de cálcio solúvel.
Para determinação da massa específica foi pesado 100 gramas do resíduo, o mesmo foi
seco em estufa, e seu peso passou para 99,7 gramas. Divididndo a massa (100 gramas) pelo
volume (60cm³), temos 1,7 g/cm³.
6.2.1 Dureza: Determinação do Teor de Cálcio
O objetivo deste procedimento é determinar a dureza, a partir da quantidade de cálcio
presente na amostra.
Originalmente, água dura era entendido como sendo a capacidade da água em
precipitar sabão, sendo que tal fato se dava em virtude da presença, sobretudo, de íons cálcio
(Ca+2
) e magnésio (Mg+2
). Correntemente, dureza total de uma água é definida como sendo a
soma da concentração desses dois íons, sendo expresso em mg CaCO3/L..
53
Princípio deste método é dado pelo quelante Etilenodiaminotetracético sal dissódico
(EDTA) que forma um complexo quando em contato com certos metais; se uma pequena
quantidade de indicador Preto de Eriocromo T é adicionado a solução aquosa contendo íons
cálcio e magnésio, numa faixa de pH de 10 +/-0,1, a solução fica com uma cor rósea. Com a
adição de EDTA, os íons cálcio e magnésio são, por ele, complexados, e a solução fica com
uma coloração azul, indicando o ponto final da reação.
6.2.1.1 Procedimento
Pesou-se 100 g da amostra do resíduo de misto de mármore e granito. Esta amostra foi
retirada da mesma matriz utilizada para construção do corpo prova. A amostra previamente
seca foi colocada em um litro de agua destilada, a fim de realizar o processo de extração e
solubilização dos possíveis íons cálcio. A mistura foi agitada vigorosamente por 5 minutos e
deixada em repouso por 10 minutos, para que as partículas não solúveis e de maior densidade
fossem separadas por decantação. Coletou-se então uma alíquota de 100 mL, e em seguida
filtrou-se por gravimetria.
O filtrado foi colocado em um erlenmayer de 250 mL e adicionou-se 15 mL do tampão
de pH 10 (NH3/NH4Cl) e alguns cristais de KCN para mascarar íons como Zn2+
, Cu2+
e Fe3+
,
que interferem bloqueando o indicador. Em seguida foram adicionados 20 gotas de uma
solução de Mg-EDTA, para bloquear a ação do Magnésio. A amostra foi titulada com EDTA
0,02 mol.L-1
usando Ério-T como indicador. Este experimento foi realizado em triplicata até o
aparecimento da cor azul.
54
Fonte: Própria
FIGURA 17- Titulação
6.2.2 Análise dos Resultados
Um dos problemas do excesso de íons cálcios está relacionado às águas brutas do
sistema de abastecimento d'água, que ocorrem em dois vieses. O primeiro deles esta
relacionada à saúde humana, em que excesso deste íon pode ocasionar a redução de minerais,
como magnésio. Também seu excesso pode causar anorexia, dificuldade de memorização,
depressão, irritabilidade e fraqueza muscular, visto que dificilmente são extraídas durante os
tratamentos convencionais. O outro fato deve-se a formação de calcita nas tubulações de
distribuição que vão bloqueando a passagem d’água são bloqueados devido a sua deposição.
Os resultados obtidos pela analise dos íons cálcio presente na água que ficou em
contato com o resíduo de granito são mostrados na Tabela 6 e visa quantificar a dureza da
mesma segundo estabelecido pela Portaria 2.914 de 2011, que permite o máximo de 500 mg/L
para um padrão organoléptico (sentidos). O procedimento operacional realizado obedece a
seguinte reação (1):
1 Ca2+
+ 1 EDTA-Na2 ↔ 1 EDTA-Ca + 2 Na+ (1)
TABELA 6- Volume gasto de EDTA-Na2 para determinação dos íons Ca2+
55
Titulação Volume Gasto de EDTA-Na2 Concentração íons Ca2+
1 0,90 mL 2,222 mol/L 8,888 x104 mg/L
2 1,10 mL 1,818 mol/L 7,272 x104 mg/L
3 1,20 mL 1,666 mol/L 6,666 x104 mg/L
Média Aritmética 1,902 mol/L 7,608 x104 mg/L
Fonte: Própria
A preocupação de monitorar elementos químicos é uma prática corriqueira na área
ambiental e crescente no ponto de vista da saúde humana. Se observarmos a Portaria 2.914/11
do ministério da saúde, ela nos mostra uma relação mínima de elementos que são essenciais
serem averiguados, pois nos mostra o equilíbrio mínimo entre os elementos químicos
pertinentes a manutenção não apenas do ser humano, mas principalmente do meio ambiente.
Muitas vezes o desequilíbrio destes elementos traços, como por exemplo, o cálcio, se
manifesta em debilitações subclínicas, sendo de difícil diagnose de certa convalescência da
saúde.
Há diversas maneiras de este tipo de íon se combinar e encontrar o equilíbrio químico,
uma delas é se combinando com sulfato, cloretos, nitratos e outros, dando origem a
compostos solúveis que não podem ser retirados pelo aquecimento, diferentemente de quando
se combinam com carbonatos, que produzem uma dureza temporária e podem ser retiradas
por aquecimento, mas produzem sólidos que podem encrustar em superfícies e podem
impermeabilizar solos e/ou tubulações.
Em analise a Tabela 6, nota-se que o teor de íons cálcio encontrado em resíduos de
granitos são aproximadamente 152 vezes maior o que a legislação permite (Portaria
2.914/11), o que demonstra que este resíduo é classificado como classe II-A, não inerte, pois
pode ser solubilizado em água, o que demonstra que deve ser disponibilizado em aterros
controlados, pois tem potencialidade de solubilização em solo e água a cima dos padrões
permitidos. Mas por outro lado este material é interessante para ser utilizado na indústria da
construção civil, uma vez que suas propriedades físico-químicas apresentam fácil arranjo
químico, devido a sua baixa absortividade de água em seus retículos, o que leva em situações
aumentar sua impermeabilização.
Viabilizar um processo de inertização de materiais mistos derivados do processo de
corte em marmorarias ou serrarias significa redução de distribuição deste material em aterros
e ainda da disponibilidade inadequada em áreas clandestinas, uma vez que é um material de
alta densidade e por isso alto custo para seu descarte. Outro fator que agrava a disposição
56
inadequada deste material é o valor da alcalinidade, pois a quantidade de substâncias
presentes numa água e que atuam como tampão se for adicionada pequena quantidade de um
ácido fraco seu pH mudará instantaneamente. Numa água com certa alcalinidade a adição de
uma pequena quantidade de ácido fraco não provocará mudança de seu pH, porque os íons
presentes irão neutralizar o ácido.
No caso do material estudado o valor de pH = 8,0 e grande quantidade de íons cálcio
solúvel garantem um elevado índice na alcalinidade, uma vez que este termo é dado pela
presença de íons como sódio, lítio, magnésio e cálcio. Então o valor alto de pH e a alta
concentração de cálcio na ordem de 104 mg/L garantem ainda a possível existência de
carbonatos e bicarbonatos e, secundariamente, aos íons hidróxidos, silicatos, boratos, fosfatos
e amônia, que passam a existir em uma nova faixa de equilíbrio químico, e neste caso se
estiver presente aguas subterrâneas ou de superfície podem ser considerados poluentes, uma
vez a remoção destes materiais passam a ser de difícil tratamento, ou seja, aumentam etapas
de tratamento e consequentemente o custo para distribuição de agua para atender uma certa
população, pois passamos a considera-la uma agua residual.
6.3 Cálculo do Traço
Visando confirmar viabilidade da proposta de uso do RCG como substituto de
determinados percentuais de componentes do concreto, foi desenvolvido um traço, e
confeccionados os corpos de prova, cuja função é, mediante teste de resistência à compressão,
comprovar a viabilidade do proposto neste estudo.
O experimento foi realizado em conjunto com a concreteira Engemix, na unidade de
Sorocaba, que forneceu toda a infraestrutura, mão de obra e materiais para a execução do
presente experimento. A Engemix possui seu próprio sistema de cálculo de traço, através de
um Software, e o traço apresentado foi calculado seguindo os procedimentos da concreteira. O
desenvolvimento do traço e a moldagem dos corpos de prova foram acompanhados pelo
Engenheiro de Traços Adão Ribeiro, e o procedimento foi executado por um técnico.
A Engemix, companhia do grupo Votorantim, é conhecida como um dos maiores
nomes do segmento de concreto no Brasil. No mercado há mais de 70 anos, a Votorantim
57
cimentos possui 90 centrais em 11 estados do país, que oferecem serviços e soluções
construtivas, atualmente com um quadro de mais de 2.200 funcionários21
.
6.3.1 Desenvolvimento Experimental do Traço
Temos que o traço é a razão (em peso ou em volume) entre o cimento e os diferentes
constituintes do concreto. Todos os métodos de dosagem têm em comum o cálculo da
resistência média de dosagem, e a correlação da resistência à compressão com a relação
água/cimento. Nos laboratórios trabalha-se com o traço em massa, já no canteiro de obras o
traço mais usual é o volumétrico (adotando-se como unidade a lata de 18 L). Como não há um
texto consensual de como deve ser um estudo de dosagem, cristalizado numa norma
brasileira, vários pesquisadores propõe seus próprios métodos de dosagem.
Como referência para calcular o traço, temos o método adaptado da ACI (American
Concrete Institute), que fornece uma aproximação da quantidade dos materiais que devem ser
utilizados no traço, para aproximar faz-se necessária a realização de uma mistura
experimental. O método da ACI também apresenta as características físicas e mecânicas dos
materiais: cimento, agregados, concreto, define metodologia para fixar relação a/c (água/
cimento), determina o consumo dos materiais, e finalmente apresenta o traço.
A curva de Abrams permite encontrar a partir do fator a/c a resistência que o concreto
tende a apresentar após os 28 dias de cura.
21
A Engemix.Disponível em: http://www.engemix.com.br/aengemix.html. Acesso em 04 de Novembro de 2013.
58
Fonte: Torres, 2003 apud. BESSA, Sofia Araújo Lima (adaptado)
FIGURA 18- Curva de Abrams
O Fck é o fator de compressão esperado após 28 dias da cura. A pedra britada é o
produto de cominuição de rocha que se caracteriza por apresentar tamanhos entre 2,4 mm e 64
mm. A tabela abaixo, baseada na NBR 7225 justifica a escolha do diâmetro de 9,5 m, adotado
para a composição do corpo prova.
TABELA 7- Diâmetro da Brita
Brita # peneiras
pedrisco 4,8 /12,5
1 12,5/25,0
2 25,0/50,0
3 50,0/76,0
4 76,0/100,0 Fonte: Adaptado de ABNT NBR 7.225
Foram calculados quatro traços, um deles, o traço de referência para comparação com
o material parcialmente substituído por Resíduo de Corte de Granito. Adotamos o Cimento
CP II E40, que possui composição intermediária entre cimentos portland comuns e os
Muito utilizadas
em Concreto
59
cimentos portland com adições (alto-forno e pozolânico)22
, Pedrisco misto (areia artificial),
Areia média (quartzo), Brita zero, Brita um e Aditivo polifuncional. Foi adotado o Fck de 30
Mpa, e abatimento de 10 +-2, visando alcançar uma maior resistência e trabalhabilidade do
concreto.
6.3.1.1 Traço Referência (T-01)
O Primeiro traço é a referência, ou seja, não contém resíduo de corte de granitotemos
para a produção de 1m ³ de concreto:
TABELA 8- Traço de Referência (T-01)
TRAÇO 1 FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 REF.
MATERIAL DESCRIÇÃO QUANTIDADE
CIMENTO CP II E40 264 kg
AGREGADO MIUDO 1 Pedrisco Misto 223 kg
AGREGADO MIUDO 2 areia média 617 kg AGREGADO GRAUDO 1 brita 0 210 kg AGREGADO GRAUDO 2 brita 1 840 kg
ADITIVO aditivo 2,109 kg
AGUA 174 litros
Fonte: Própria
Calculando o volume necessário para a confecção de dez corpos de prova,
aproximadamente 20 litros, e descontando a umidade do pedrisco misto e da areia média da
quantidade total de água da mistura, temos:
22
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND . Guia básico de utilização do cimento
portland. 7.ed. São Paulo, 2002. 28p. (BT-106). Disponível em: http://www.abcp.org.br/conteudo/wp-
content/uploads/2009/12/BT106_2003.pdf. Acesso em 04 de Novembro de 2013.
60
TABELA 9- Traço para 20 L descontando a Umidade (T-01)
VOLUME A CALCULAR 20 LITROS UMD
CP II E40 5,3 kg Pedrisco Misto 4,5 kg 1,5%
areia média 12,3 kg 2,5%
brita 0 4,2 kg
brita 1 16,8 kg
aditivo 42,2 g
Agua 3.480,0 g -4%
Fonte: Própria
Os materiais foram misturados na betoneira por ordem decrescente de granulometria
até a obtenção de um material homogêneo. Foi utilizada uma betoneira com capacidade de
120 litros.
6.3.1.2 Traço 2 (T-02)
Para o cálculo do traço dois foi substituído 10% da quantia total de agregado miúdo
por RCG. O RCG foi disposto em um leito de secagem para retirar o excesso de umidade, o
resultado após um dia de secagem com umidade relativa baixa, foi um material argiloso, e
após quatro dias, o resultado foi um material bastante fino conforme figura abaixo. O material
seco foi socado com o auxílio de uma haste, para homogeneizar a granulometria. O cálculo
para substituição dos agregados miúdos foi proporcional, a proporção do traço obtido foi de
36% de pedrisco em relação a areia, logo 30kg de pedrisco misto, e 54kg de areia média
seriam substituídos por RCMG.
A fim de determinar massa específica e umidade do agregado para calcular a água do
traço, foi feito o experimento de Chapman. Foi colocado água no frasco Chapman até marca
de 200 cm³, deixando-o em repouso, em seguida foi introduzido, 500 g de RCMG seco, o
frasco foi agitado para eliminação das bolhas de ar. A leitura do nível atingido pela água no
gargalo do frasco indica o volume, ocupado pelo conjunto água-agregado miúdo.
61
Fonte: Própria
FIGURA 19- Chapman
A leitura do frasco atingiu 450, logo, esse é o valor L, para calcular a massa específica,
temos conforme a NBR 9776 que a massa específica é dada pela expressão: L,
assim temos que resulta em massa específica do agregado miúdo igual a 2
g/cm ³.
Algumas conclusões sobre a umidade superficial do material puderam ser extraídas
pelo procedimento descrito na NBR 9775 – Agregados – Determinação da umidade
superficial em agregados miúdos por meio do frasco de Chapman. Podemos calcular a
umidade superficial presente no agregado miúdo, pelo percentual da massa de material seco,
através da seguinte expressão:
O resultado apontou um material aparentemente sem absorção de água, e com massa
específica igual a aproximadamente 2 g/cm³. No procedimento em laboratório, foi encontrado
um valor aproximado de 1,7 g/cm³, considerando que na construção civil o método de leitura
mais utilizado é o chapman, e que a variação não foi muito significativa, optamos por
trabalhar adotando o valor de 2 g/cm³.
62
Considerou-se então, que não seria descontado umidade do RCMG neste traço. O teste
realizado através do método de Chapman, apontou que não havia absorção de água por parte
do RCMG, ou seja, não haveria umidade a ser descontada, sendo assim foi descontada a
umidade apenas para os agregados miúdos novamente.
TABELA 10- Traço 2 (T-02)
TRAÇO 2 FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 RCG SECO 10%
MATERIAL DESCRIÇÃO QUANTIDADE
CIMENTO CP II E 40 264 kg
AGREGADO MIUDO 1 Pedrisco Misto 193 kg
AGREGADO MIUDO 2 Areia Media 563 kg
AGREGADO GRAUDO 1 Brita 1 210 kg
AGREGADO GRAUDO 2 Brita 0 840 kg
ADIÇÃO RCG 84 kg
ADITIVO Aditivo 2,109 kg
AGUA 174 litros
VOLUME A CALCULAR 20 LITROS UMD CP II E 40 5,3 kg
Pedrisco Misto 3,9 kg 1,5% Areia Media 11,3 kg 2,5% Brita 1 4,2 kg Brita 0 16,8 kg RCG 1,7 kg Aditivo 42,2 g Agua 3.480,0 g -4%
Fonte: Própria
6.3.1.3 Traço 3- Ensaio de Umidade por Perda ao fogo (T-03)
Foi pesado aproximadamente 100 gr do RCG e levado ao fogo para determinar a
umidade do material, após aquecido o peso apresentou alteração de 17, 07%. O teste
Chapman e o fato de se tratar de um resíduo de rocha, levam a crer que este material não
absorve água, e que essa diferença deve-se provavelmente a outra possível reação do material
ao fogo. Para verificar o comportamento do concreto e através dele chegar a uma possível
conclusão, calculamos o mesmo traço anterior (T-02), com os mesmos 10% de RCG
proporcionais em relação aos agregados miúdos, mas descontando 17,07% de umidade do
RCG.
63
Fonte: Própria
FIGURA 20- Teste: Perda ao Fogo
Para o T-03, o traço adotado segue na tabela abaixo, e posteriormente o traço para 20
litros, e o percentual total de água a ser descontado.
TABELA 11- Traço 3 (T-03)
TRAÇO 3 FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 RCG SECO (UMD)
MATERIAL DESCRIÇÃO QUANTIDADE
CIMENTO CP II E 40 264 kg
AGREGADO MIUDO 1 Pedrisco Misto 193 kg
AGREGADO MIUDO 2 Areia Media 563 kg AGREGADO GRAUDO 1 Brita 0 210 kg
AGREGADO GRAUDO 2 Brita 1 840 kg
ADIÇÃO RCG 84 kg
ADITIVO BF 30 I 2,109 kg
AGUA 174 litros
VOLUME A CALCULAR 20 LITROS UMD CP II E 40 5,3 kg
Pedrisco Misto 3,9 kg 1,5% Areia Media 11,3 kg 2,5% Brita 0 4,2 kg Brita 1 16,8 kg RCG 1,7 kg 17% BF 30 I 42,2 g Agua 3.480,0 g -21%
Fonte: Própria
64
6.3.1.4 Traço 4 – Substituição Parcial do Cimento (5%)
O quarto traço foi calculado pensando em substituição parcial do cimento, e não mais
dos agregados miúdos. Neste traço consideramos o resultado do teste Chapman, ou seja,
adotou-se que o RCMG não possui absorção de umidade, e o valor da água não foi
descontado, sendo considerado apenas para os agregados miúdos.
TABELA 12- Traço 4 (T-04)
TRAÇO 4 FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 RCG SECO NO CPII
MATERIAL DESCRIÇÃO QUANTIDADE
CIMENTO CP II E 40 251 kg
AGREGADO MIUDO 1 Pedrisco Misto 193 kg
AGREGADO MIUDO 2 Areia Media 563 kg
AGREGADO GRAUDO 1 Brita 1 210 kg
AGREGADO GRAUDO 2 Brita 0 840 kg
ADIÇÃO RCG 13
ADITIVO BF 30 I 2,109 kg
AGUA 174 litros
VOLUME A CALCULAR 20 LITROS UMD CP II E 40 5,0 kg
Pedrisco Misto 3,9 kg 1,5% Areia Media 11,3 kg 2,5% Brita 1 4,2 kg Brita 0 16,8 kg RCG 0,3 kg BF 30 I 42,2 g Agua 3.480,0 g -4%
Fonte: Própria
6.4 Análise de Resultados Parciais
Após definidos os quatro traços, durante o procedimento de mistura e confecção dos
corpos de prova, foi determinado o abatimento (slump) e a água adicionada, ou sobra. A partir
destas informações obtém-se a relação água cimento real do traço.
65
Nota-se que no traço referência (T-01) sobrou 300g de água, no T-02, com 10% de
RCMG em relação aos agregados miúdos, sobrou 320 g, considerando que o RCG não
absorve umidade, e sem descontar portanto nenhum volume de água do seu peso específico.
Assim, temos que, se o RCG for considerado já um material seco no momento em que o traço
for executado, a absorção de água tende a ser menor para o concreto com RCMG em relação
ao concreto referência, traduzindo-se em uma economia de água, um recurso não renovável e
que interfere no custo do produto final. A relação água cimento não sofreu alteração, o que
indica que não foi necessário aumentar a pasta para atingir o abatimento, como imaginou-se
que aconteceria, com base nos estudos de EFFTING, Carmeane, 2013.
No Traço 3, descontando 17,07% de umidade pelo teste ao fogo, o resultado foi um
abatimento de apenas 8 cm para a água calculada no traço, sendo necessário para chegarmos
ao 10+-2, acrescentar 400 g de água, o que cria uma dúvida a respeito do resultado do teste do
fogo, que poderia indicar alguma outra reação que promovesse alteração no peso, e não
necessáriamente umidade, para este traço a relação a/c foi superior a calculado no traço
teórico.
O traço 4 apresentou significativa redução na relação a/c, o que deve-se também ao
fato de que ao reduzir 5% do cimento a relação de água na pasta também seria reduzida
consequentemente. Ainda assim, a redução de 0,08 indica um menor consumo de água, ao
substituir parte do cimento por RCMG, em relação ao traço de referência.
TABELA 13- Resumo dos Traços
TRAÇO AGUA SLUMP INICIAL
SLUMP CORRIG.
AGUA ADIC.
A/C TEORICO
A/C REAL
(T-01) FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 REF. 3.480,0 g 12,0 cm 12,0 cm -300,0 g 0,66 0,60 (T-02) FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 RCG SECO 10% 3.480,0 g 12,0 cm 12,0 cm -320,0 g 0,66 0,60 (T-03) FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 RCG SECO (UMD) 3.480,0 g 12,0 cm 12,0 cm 400,0 g 0,66 0,73 (T-04) FCK 30 MPA BR 0/1 ABAT 10+-2 RCG SECO NO CPII 3.480,0 g 12,0 cm 12,0 cm -400,0 g 0,69 0,61
Data da moldagem
dia mês ano
4 11 13
Fonte: Própria
66
7 EXECUÇÃO DO EXPERIMENTO
O resíduo utilizado nos ensaios foi recolhido da Marmoraria Miuraquitan localizada
no município de Bragança Paulista. O material, fornecido pelo proprietário Adriano, foi
recolhido e colocado em tambores para ser transportado. O material foi espalhado sobre uma
lona e exposto ao ar livre, em local abrigado, até se tornar suficientemente seco para ser
manualmente moído, o procedimento de secagem para um volume médio de sete litros levou
em torno de 3 dias.
Fonte: Própria
FIGURA 21- RCG
Foram dosados quatro traços de concreto (um padrão, para servir de referência, dois
com substituição de 10% da areia, um descontando umidade (pelo teste do fogo) e outro sem
descontar umidade do RCMG (Frasco Chapman), e um substituindo 5% do cimento Portland
por RCMG e produzidos corpos de prova, que foram caracterizados experimentalmente
conforme ABNT NBR 5738/03.
Os materiais utilizados foram:
Cimento Portland (CP II E 40)
Resíduo de Corte de mármore e Granito
Areia de quartzo natural
Pedrisco
Brita 0
Brita 1
Aditivo
Água
67
Fonte: Própria
FIGURA 22- Materiais
Todos os traços dessa pesquisa foram executados em um misturador basculante com
uma capacidade de 120 litros, conforme figura. As misturas seguem a seguinte seqüência de
execução: primeiramente, a areia, a brita e a água de absorção dos agregados são misturados
juntos, e em seguida, o cimento, e o RCMG, são adicionados aos agregados e misturados, na
sequencia a água é colocada e tudo misturado. Por último é adicionado o aditivo e a água
restante (subtraída as correções) e misturados durante 2 minutos.
Fonte: Própria
FIGURA 23- Procedimento de Mistura e Moldagem
7.1 Procedimentos de Execução
68
7.1.1 Abatimento do Tronco Cone
A NM 67 /1998, apresenta o procedimento para determinação da consistência pelo
abatimento do tronco cone. Este método é aplicável aos concretos plásticos e coesivos que
apresentem um assentamento igual ou superior a 10mm. Para o procedimento prático
realizado foi adotado um abatimento (Slump) de 10+ou-2. Amostragem deve ser coletada de
acordo com a NM 33. A moldagem de corpos de prova para os ensaios de resistência deve ser
iniciada no máximo 15min após a obtenção da amostra. Para todos os traços foi feita a
correção da relação a/c para que o slump atingisse 10+-2.
O molde para o corpo-de-prova de ensaio, é feito de metal com espessura igual ou
superior a 1,5mm. Seu interior deve ser liso e livre de protuberâncias criadas por rebites,
parafusos, soldas e dobraduras. O Molde deve ser a forma de um tronco de cone oco, com as
seguintes dimensões internas:
Diâmetro da base inferior = 200mm±2mm
Diâmetro da base superior= 100mm±2mm
Altura = 300mm±2mm
Para realizar a compactação é utilizada uma haste de compactação de seção circular,
reta, feita de aço ou outro material adequado, com diâmetro de 16mm, comprimento de 600
mm e extremidade arredondadas. Para apoio do molde utiliza-se uma placa de base, que deve
ser metálica, plana, quadrada ou retangular, com lados de dimensão não inferior a 500 mm e
espessura igual ou superior a 3mm. Após misturados os materiais na betoneira, o material é
disposto em tronco cone para verificação do abatimento. O abatimento para todos os traços
rodados apresentou 10+-2, o que significa trabalhabilidade ideal.
69
Fonte: SOUZA, Fábio Albino de. Materiais de Construção Civil II. Propriedades do Concreto no Estado Fresco-
Aula 11.
FIGURA 24- Procedimento para Ensaio de Abatimento
7.1.2 Moldagem e Adensamento
O procedimento para moldagem e cura de corpos de prova de concreto, cilíndricos
utilizados nos ensaios de compressão, é prescrito pela NBR 5738:2003 - ementa 2008. Quanto
as dimensões, a norma prescreve que, o corpo deve ter altura igual ao dobro do diâmetro, que
deve ser de 10, 15, 20, 25, 30 ou 40 cm, com tolerância de 1% para o diâmetro e 2% para
altura. Deve ser determinada uma amostra e o valor do abatimento, de acordo com a NBR
NM 67. Os moldes e suas bases devem ser revestidos internamente com uma fina camada de
óleo mineral. A superfície de apoio dos moldes deve ser rígida, horizontal, livre de quaisquer
perturbações que possam modificar a forma e as propriedades do concreto durante a
moldagem e início de pega. Após realizar a remistura da amostra para garantir a sua
uniformidade, deve-se colocar o concreto dentro dos moldes em número de camadas que
corresponda ao que determina a tabela abaixo, utilizando uma concha de seção U. Ao
introduzir o concreto, deve-se assegurar uma distribuição simétrica e, imediatamente, nivelar
o concreto antes de iniciar o adensamento. Neste caso foram feitas duas camadas, adensadas
manualmente com 12 golpes cada uma.
TABELA 14- Número de Camadas para Moldagem (NBR 5738)
70
Fonte: ABNT NBR 5738- 2003.
O concreto deve ser nivelado antes do adensamento, que deve ser feito em função do
abatimento do concreto, conforme o item 7.4 da NBR 5738. Finalizado o adensamento da
última camada deve ser feito o rasamento da superfície com a borda do molde, utilizando uma
régua metálica ou uma colher de pedreiro adequada.
Pelas primeiras 24 h (no caso de corpos de prova cilíndricos), ou 48 h (no caso de
corpos de prova prismáticos), todos os corpos devem ser armazenados em local protegido de
intempéries, e devidamente cobertos com material não reativo e não absorvente, para evitar
perda de água do concreto.
7.1.3 Cura dos Corpos de Prova
A NBR 5738:2003 - ementa 2008, prescreve que s corpos de prova devem ser
armazenados até o momento do ensaio em solução saturada de hidróxido de cálcio a (23
±2)°C ou em câmara úmida à temperatura de (23 ±2)°C e umidade relativa do ar superior a
95%. Os corpos-de-prova não devem ficar expostos ao gotejamento ou água em movimento.
Para o presente experimento foi feita a cura por submersão. Passado o período de cura
especificado para as estruturas, os corpos-de-prova devem permanecer no mesmo local e
expostos às mesmas condições climáticas que as estruturas, até que sejam enviados ao
laboratório para realização dos ensaios.
71
7.1.4 Ensaios de Resistência à Compressão Simples
Os corpos a serem ensaiados a partir de um dia de idade, devem ser desmoldados 24 h
após o momento de moldagem, no caso de corpos cilíndricos, ou após 48 h, para corpos
prismáticos. Os corpos devem ser moldados e ensaiados conforme a característica que se
deseja comprovar, seguindo os procedimentos do item 8 da norma. Antes de ensaiar os
corpos-de-prova, é necessário preparar suas bases, que devem ser superfícies planas e
perpendiculares ao eixo longitudinal no momento dos ensaios de compressão. Entre diversas
formas de adequação recomendadas pela NBR 5738:2003, optamos neste experimento pela
retificação, que consiste na remoção, por meios mecânicos, de uma fina camada de material
do topo a ser preparado, de modo que as falhas de planicidade em qualquer ponto não sejam
superiores a 0,05 mm.
Definimos resistência mecânica do concreto a capacidade deste suportar ações físicas
sem que ele entre em colapso (SOUZA, 2012). Na ruptura do corpo de prova de concreto
submetido à compressão ocorre o colapso interno das ligações, dessa forma pose ser que não
ocorra ruptura externa, porém seu estado de deformação interna não suporta acréscimo de
solicitação. Ao ser atingida a tensão última, o material começa a entrar em colapso, e passa a
ocorrer a desagregação, que pode se dar pela ruptura da matriz (pasta de cimento), ou no caso
do concreto de alta resistência, pela ruptura do agregado graúdo. A resistência deve ser
atendida para a aplicação do material, pois na realização do projeto estrutural o
projetista/calculista com base, geralmente nas normas da ABNT NBR 6118:2003 – Projeto de
estruturas de concreto armado – ou outras normas específicas e também em sua experiência,
estima uma resistência que o concreto deve atingir para a confecção de lajes, vigas, pilares,
etc.
O objetivo do traço proposto é um concreto para ser utilizado em estruturas, segundo a
NBR 6118:2007, se classificaria como classe II de agressividade ambiental, portanto
conforme a Tabela 7.2 da norma, para Concreto Armado a resistência a ser atingida deve ser
de 25 Mpa para Lajes e 30 Mpa para Vigas. A tabela 6.1 da norma descreve a classe II como
de agressividade moderada, para ambiente urbano, cujo risco de deterioração da estrutura é
considerado pequeno. A partir destas referências considera-se um resultando satisfatório uma
resistência à compressão axial de 25 Mpa para lajes e 30 Mpa para Vigas, sendo que, aos 28
72
dias, se as amostras atingirem 30 Mpa, o resultado será bastante satisfatório e de grande
aplicabilidade.
Fonte: Própria
FIGURA 25- Prensa Utilizada Para Ensaio
Diversos fatores podem influenciar a resistência mecânica, sendo que os principais,
para o caso deste experimento, são:
Tipo, granulometria e qualidade do agregado;
Adensamento;
Tipo de cimento;
Relação água / cimento;
Idade do concreto;
Estado de umidade do corpo-de-prova;
Temperatura de cura e umidade.
Para o rompimento foram realizadas duas seções, sendo assim para cada traço foram
moldados 10 corpos de prova, considerando 5 rompimentos e duas amostras por rompimento.
Foram rompidos os corpos com um, três, sete e quatorze dias, duas amostras foram reservadas
para romper aos 28 dias.
73
7.2 Resultados Obtidos
A partir do rompimento do corpo prova após 7 dias de cura, foi realizada uma
estimativa para a projeção da resistência a ser atingida aos 28 dias. Conforme a Tabela 2, para
o Cimento Portland Normal (Tipo I), aos sete dias de cura o concreto deve apresentar variação
de 0,65, ou seja, nessa idade 65% da resistência total deve ser atingida pelo corpo de prova.
Com base nessa referência, temos a projeção de evolução abaixo.
Tendo como objetivo 25Mpa para lajes e 30Mpa para vigas, a projeção ultrapassa para
todos os traços a resistência de 30 Mpa, uns com maior e outros com menor segurança. O
traço referência apresentou maior resistência do que os demais, com percentual de RCMG,
todavia, todos os traços apresentam potencial para ser utilizados em lajes ou pilares, uma vez
que a diferença de resistência varia entre aproximadamente dez e cinco Mpa, e os quatro
traços ultrapassam 30 Mpa.
Analisando o desempenho individual de cada traço, temos que o Traço- 04 atingiu
maior resistência do que o T-2 e T-03, sendo este o mais próximo do referência, com a
74
proporção de 5% de RCMG em substituição ao cimento. O Traço- 02 apresentou um
desempenho próximo ao do T-04, o que aponta que a substituição de 10% da areia por RCMG
não causa grande impacto na resistência apresentada pelo concreto. No T-03 tivemos um
desempenho inferior, que apesar de ainda estar acima do valor desejado, não apresenta uma
margem de segurança muito significativa, e sugere que descontar umidade do RCMG no
estado em que foi utilizado parece um equívoco, e os dados do teste de umidade por fogo não
condizem com o valor real de umidade do material, ou que o RCMG demanda mais água do
que o traço referência.
7.2.1 Análise de Resultados
Com os valores até o 28º dia de cura, é possível verificar a evolução de cada material a
partir do ponto inicial, considerada a resistência apresentada no primeiro rompimento, com
idade de um dia. Os valores e médias acima de 30 Mpa estão negritados, para evidenciar que
aos 14 dias de cura todos os traço apresentavam resistência média (valor médio entre as duas
séries rompidas) superiores a 30 Mpa.
TABELA 15- Resultados do Ensaio de Resistência a Compressão
R1 Mpa Média R3 MPa Média R7 Mpa Média R14 Mpa Média R28 Mpa Média
17,20 16,60 16,90 20,5 22,6 21,6 29,5 30,2 29,9 39,6 40,0 39,8 40,3 38,3 39,3
16,80 17,10 16,95 19,7 20,3 20,0 24,9 26,4 25,7 32,4 35,1 33,8 36,8 35,2 36,0
15,30 14,80 15,05 18,3 18,7 18,5 23,0 23,9 23,5 35,1 28,5 31,8 38,8 27,0 32,9
13,70 15,30 14,50 19,1 20,1 19,6 26,5 27,7 27,1 34,3 37,3 35,8 34,4 35,4 34,9
Fonte: Própria
O gráfico a seguir apresenta o percentual de evolução da resistência pela idade do
concreto para os três traços, considerando o mesmo ponto de partida, o percentual é calculado
em relação a evolução apresentada no primeiro dia de rompimento. O gráfico apresenta uma
divisão clara para os traços T-01 e T-04 em relação aos demais. Apesar de até o 28º
rompimento o Traço referência (T-01) apresentar maior resistência que os demais, o
percentual de evolução em relação a resistência apresentada no primeiro rompimento é mais
significativo para o T-04, traço composto da substituição parcial de 5% de RCMG em relação
75
ao cimento. Mostra-se válido um acompanhamento do material por um período de tempo
maior, para verificação dos valores com 28 e 60 e 90 dias, caso o comportamento do T-04 se
mantenha, sua resistência poderá continuar aumentando enquanto a resistência do traço
referência se estabiliza.
Os resultados do 28º rompimento apontam que o traço (T-04) até o 14º rompimento
com melhor resultado de resistência à compressão, estabilizou-se, apresentando inclusive uma
queda na média de resistência, ainda assim atingindo com segurança o valor esperado e
necessário para a construção de lajes e pilares de agrassividade classe II. Por outro lado o
traço (T-02) continuou evoluindo e apresentou o melhor resultado depois da referência (T-01).
Importante ressaltar que diversos fatores podem apresentar desvios no resultado, entretanto de
baixa significância, devido ao procedimento ter sido executado por técnico habilitado e em
local apropriado.
Fonte: Própria
FIGURA 26- Percentual de Evolução da Resistência
76
8 ESTUDO DE VIABILIDADE DA PROPOSTA
8.1 Viabilidade Econômica
A concreteira Engemix hoje tem um custo de R$149,74 por tonelada de cimento CP II,
o mesmo utilizado no traço do experimento. Tomando como referência o Traço- 04, uma
redução de 5% do seu uso em massa, representa também uma redução de 5% do custo total
com este material, o que soma R$7,49 por tonelada.
O custo com areia é de R$10,00 por tonelada, adotando o Traço-02 como referência,
temos uma redução de R$1,00 por tonelada23
.
Analisando os custos da concreteira com matéria prima, é possível notar que é muito
mais significativo o custo do cimento, ainda que em um percentual menor a ser substituído no
traço, sendo assim, a maior viabilidade econômica está na substituição parcial do cimento por
RCGM e não da areia. Se o custo com o transporte do resíduo for inferior a R$7,49 por
tonelada, haverá economia, e o ganho passa do nível ambiental para o econômico. Se o
transporte for custeado pelo gerador do resíduo, a viabilidade econômica é certa.
8.2 Segregação, Coleta, Transporte e Armazenamento
Para acondicionar esse resíduo é necessário um leito de secagem, a maior parte das
serrarias possui uma área para decantação e secagem desse resíduo, mas caso não possua, para
viabilizar a coleta, a serraria ou marmoraria deverá providenciar este espaço, para que o
material seja transportado seco, e não com aspecto de lama. Se não for feita a secagem, o
material fica mais denso e difícil de acondicionar, uma vez seco, é possível dispor em
caçambas. Para coletar o material do leito para a caçamba, caso o gerador disponha de
maquinário, seu uso facilitaria bastante a coleta, caso não disponha, deverá ser feito
manualmente.
23
Informações de custos fornecidas por Adão Ribeiro- Engenheiro de Traços da Engemix. Email disponível no
Anexo 1.
77
A Engemix possui uma unidade em Atibaia, a unidade fica a uma distância de 32 km
da Indústria de beneficiamento Ideal Stones, não seria necessário uma longa viagem para
fazer o transporte.
Foi feito um levantamento de custo médio de transporte, considerando que a Engemix
não tenha veículo próprio para fazer o transporte, ou considerando que a serraria deveria
contratar o transportador para destinar adequadamente seu resíduo. Uma vez seco, este
meterial pode ser acondicionado em caçambas ou caminhões basculantes. O frete desse tipo
de veículo em Bragança Paulista hoje custa em média de R$2,00 a R$2,50 o km, sendo assim,
o frete custaria de R$64,00 a R$80,00, para carregar em média 17 metros cúbicos, o que
seriam em média 3,7 toneladas de RCMG. É importante que haja controle de transporte desse
resíduo, através de manifestos de carga24
.
O valor médio de um frete para transporte de resíduos é R$120,00 a caçamba com
5m³, ou R$20,00 por m³ para transporte com caminhão basculante com capacidade média de
17 m ³, apenas para o transporte, o custo já seria superior, e ainda seria necessário pagar um
valor médio de R$75,00 a tonelada para dispor este resíduo no aterro. Ao destinar para a
concreteira a serraria teria uma economia significativa com descarte, e um ganho ambiental
relevante, considerando que um material com a proporção de cálcio e magnésio do RCMG
poderia ocasionar problemas sérios se disposto em aterro não controlado ou com falhas na
impermeabilização, podendo resultar na contaminação da água dos lençóis freáticos.
A viabilidade está relacionada também ao armazenamento do material, uma vez
recebido pela concreteira, este deve ser armazenado, nas mesmas condições que o cimento é
armazeno na concreteira, para tal, o material deve estar seco, sempre que o mesmo for
utilizado, assim como se faz com o cimento, deve-se garantir a manutenção da umidade ideal
do material.
8.3 Informações Técnicas- Serraria
Em contato com a Serraria Ideal Stones, localizada no município de Bragança Paulista,
foram coletadas algumas informações, o responsável pelas informações foi Vanessa,
responsável por vendas.
24
Informações fornecidas por Jurandir Amaral, baseadas nos custos de destinação da Empresa Amaral Nutri
Ambiental Ltda.
78
Pergunta 1: Alguns estudos mencionam que há uma perda média de 30% do bloco de
mármores e granitos na serraria durante o processo de serragem para a obtenção das chapas,
vocês considera este valor coerente?
Resposta: Sim, consideramos devido o o espassamento das laminas e tambem as sobras
laterais do bloco que chamamos de costaneiras ou cosqueiro.
Pergunta 2: Qual o destino deste material? Qual o custo da destinação?
Resposta: Na nossa empresa existe um bota fora e armazenamos neste local o residuo.
Pergunta 3: Qual o meio de disposição do material? Quais os recusrsos necessários para
coletá-lo?
Resposta: O material fica a disposição em um patio e os recursos para coleta são necessarios
um trator tipo carregadeiras e um caminhão.
79
9 CONCLUSÃO
A semântica do termo "desenvolvimento sustentável" é empregada no sentido de
progresso e existe uma desproporcionalidade entre crescimento econômico desenfreado e a
finitude dos recursos ambientais (MOURA, 2002). No presente estudo, foi possível através de
análises simples e bibliografias, levantar a relevância dos impactos ambientais negativos
ocasionados pelo descarte inadequado de resíduo de corte de rochas ornamentais.
Chegou-se a conclusão de que, com esse procedimento de incorporação ao processo
produtivo do concreto, a concreteira poderia ter 5% de economia em relação ao custo com
matéria prima, esse percentual se refere também a redução dos impactos de extração da
matéria prima para fabricação do cimento CP II. Há um custo com transporte e cerregamento,
que sugere-se que seja atribuído ao destinador do resíduo, os aterros que recebem este
material cobram uma taxa de descarte, que não existiria no caso da destinação para a
concreteira. Com essa logística, a concreteira e a serraria conseguiriam reduzir seus custos
com resíduos e matéria prima.
Todos os valores para resistência à compressão atingidos pelos traços experimentados,
sem excessão, ultrapassaram 30 Mpa, o que significa, conforme a NBR 6118 de 2007 que o
concreto com RCMG é apto para uso em confecção de lajes e pilares, atendendo aos critérios
de resístencia a compressão com segurança dentro das proporções utilizadas. Sugere-se que
sejam realizados ensaios para estudar outras propriedades do material, como resistência a
tração e cisalhamento, e um estudo do comportamento em relação a umidade.
80
10 PROPOSTA DE TRABALHOS FUTUROS
Através desse traço, e do resultado de resistência a compressão obtido, sugere-se para
propostas futuras, estudar um traço para a fabricação também de pré moldados e bloquetes de
pavimentação. Serrarias de grande porte costumam separar por tipo de rocha o beneficiamento
dos blocos em chapas, para esse tipo de processo, sugere-se testar um traço para o resíduo
apenas de mármore, e as demais rochas com as quais a indústria trabalhar, uma vez que este
procedimento foi realizado com resíduo de corte de granito, podendo conter traços de outras
rochas.
81
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