Resistência de Interface entre Resíduo de Construção e Demolição Reciclado (RCD-R) e Geotêxtil Não Tecido

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1 Resistência de Interface entre Resíduo de Construção e Demolição Reciclado (RCD-R) e Geotêxtil Não Tecido Débora Louyse Alpes de Melo Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco, Departamento de Engenharia Civil, DEC/POLI, Recife, PE, Brasil - louyse.alpes@gmail.com Eder Carlos Guedes dos Santos Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco, Departamento de Engenharia Civil, DEC/POLI, Recife, PE, Brasil - edersantos@poli.br RESUMO: Neste trabalho o resíduo da construção e demolição foi visto como material geotécnico objetivando avaliar a influência da cura na resistência de interface RCD-R/geotêxtil e no desenvolvimento da resistência ao cisalhamento do resíduo. A pesquisa foi dividida em duas etapas, sendo a primeira de caracterização e avaliação da variabilidade do RCD-R e a segunda o estudo da resistência de interface: RCD-R/geotêxtil ou RCD-R/RCD-R por meio do ensaio de cisalhamento direto. O resíduo trabalhado apresentou baixa variabilidade, característica decorrente da sistematização do processo de reciclagem. Mostrou também um bom comportamento no desenvolvimento da resistência ao cisalhamento do compósito, abrindo espaços para avaliação do incremento de resistência devido a reações cimentantes. PALAVRAS-CHAVE: Resíduos de construção e demolição, Geotêxtil não tecido, Cisalhamento direto, Resistência de interface. 1 INTRODUÇÃO Os resíduos de construção e demolição (RCD) tornaram-se um sério problema em vários países. No Brasil, observa-se que as discussões recentes sobre os impactos decorrentes dos RCD têm mobilizado diferentes setores da sociedade: a gestão pública, o setor privado e as universidades e os centros de pesquisa. Na tentativa de solucionar esta problemática, são aplicadas diferentes metodologias, entre elas a conhecida como os 5R s: repensar, recusar, reduzir, reusar e reciclar. Quando não mais se aplica as ações de reduzir e reusar, o opção de reciclar surge como a melhor alternativa para minimizar os impactos ambientais e agregar valor aos resíduos. Vale ressaltar que, além da questão ambiental, a adoção da prática da reciclagem de RCD traz consigo novas oportunidades de negócios para a indústria da construção civil (ICC). Nesse contexto, os resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R) apresentam uma grande versatilidade de aplicação na própria ICC, uma vez que podem ser aplicados em obras de pavimentação, como agregado para confecção de concreto não-estrutural, em obras geotécnicas, entre outras. Nas usinas de reciclagem, os RCD-R são usualmente classificados em três categorias: i) cinza (com elevada concentração de concreto), ii) vermelho (com elevada concentração de cerâmica) e iii) misto (sem predominâncias especificas e com a participação também de solo). Dentre esses, o RCD-R cinza apresenta-se como o de maior valor, uma vez que há a possibilidade de ser utilizado como agregado para a produção de concreto. Entretanto, Angulo et al. (2013) ressaltam a importância do processo de triagem dos elementos constituintes do RCD-R cinza para a sua aplicação como agregados para concreto, demandando maior eficiência e tecnologia nas usinas de reciclagem. Neste cenário, a aplicação de RCD-R em obras de pavimentação mostra-se como a mais difundida. Segundo Soutsos (2011), o RCD-R apresenta-se como um material eficiente para pavimentação, uma vez que pode ser aplicado

2 com diferentes funções na obra. Além da possibilidade do uso de RCD-R cinza como agregado reciclado na confecção de bloquetes de pavimentação, esse material pode ser utilizado nas camadas de base ou sub-base do pavimento. Em muitos casos, os RCD-R vermelho ou misto também podem ser aplicados em obras de estradas. Observa-se que o RCD-R misto é o de menor valor o que pode ser atribuído ao fato desse material apresentar uma alta diversidade dos seus materiais constituintes. No entanto, Santos et al. (2008) observaram que, apesar da alta variabilidade dos seus materiais constituintes, o RCD-R misto pode apresentar uma variabilidade aceitável em suas propriedades geotécnicas. Este resultado traz novas perspectivas para a aplicação de RCD-R misto, como, por exemplo, o uso desses como material de preenchimento em estruturas de solo reforçado com geossintéticos (ESRG) (Santos et al. 2013). Diante disso, a proposta deste trabalho de investigar os parâmetros de resistência de interface entre o RCD-R e geossintéticos mostra-se interessante, uma vez que busca determinar dados essenciais para o emprego de RCD-R em ESRG. 2 MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 RCD-R Misto O RCD-R misto analisado foi oriundo de uma usina de reciclagem localizada no município de Camaragibe-PE. Para garantir as características do RCD-R beneficiado na usina, o material foi coletado diretamente na saída da esteira rolante e, para o seu transporte, acondicionado em sacos plásticos. Com a medida de coletar o material diretamente da saída da esteira, evitouse a mistura do material com outros provenientes de outras jornadas de trabalho. Tendo em vista as dimensões do equipamento de cisalhamento direto (100x100x50 mm) reservado para a pesquisa, foi necessário realizar o peneiramento do RCD- R misto, de forma que o grão de maior dimensão não fosse superior a 9,5mm. Para isso, todo o material coletado foi inicialmente submetido ao processo de secagem ao ar e, posteriormente, passado na peneira com malha de abertura igual a 9,5 mm. Finalizando o processo de preparação, todo o material foi homogeneizado (Figura 1). Buscando verificar a variabilidade do RCD-R, foram preparadas 5 (cinco) amostras para cada ensaio de caracterização. Figura 1. Homogeneização do RCD-R redimensionado. 2.2 Geotêxtil não tecido O geossintético empregado neste estudo consistiu de um geotêxtil não tecido, agulhado, confeccionado com polipropileno e com gramatura de 300 g/m 2. Mais informações sobre o geotêxtil não tecido são apresentadas na Tabela 1. Tabela 1. Características do geotêxtil não tecido empregado no estudo. CARACTERÍSTICAS VALOR Resistência à tração na direção 19 longitudinal (kn/m) Resistência à tração na direção transversal 21 (kn/m) Rigidez à tração (kn/m) NI Deformação máxima na resistência 70 nominal (%)* Transmissibilidade (m 2 /s) 1,5 E-5 Onde: N.I. = não informado pelo fornecedor; * = na direção longitudinal 2.3 Ensaio de cisalhamento direto Para os ensaios de cisalhamento direto, as amostras de RCD-R misto foram moldadas com o grau de compactação igual a 95% e na

3 umidade ótima média. Para garantir que a superfície de cisalhamento coincidisse com a interface do RCD-R misto com o geotêxtil não tecido, foi confeccionado um cepo de madeira de dimensões iguais a 97x97x18 mm. A fim de impedir eventuais deslocamentos do geotêxtil não tecido sobre o cepo de madeira, foi colada uma lixa ferro Nº 40 na face superior do cepo (Figura 2a). Buscando promover uma boa fixação do geotextil não tecido no cepo, foram cravadas 12 porcas sextavadas de 1/8 na face inferior do cepo de madeira (Figura 2b). configurações dos ensaios realizados. Tabela 2. Configurações dos ensaios de cisalhamento direto. Ensaio Tempo de cura Sem GTnt Com GTnt (Tc) (dias) 1 0 X X 3 28 X X Onde: GTnt = geotêxtil não tecido; e Tc = tempo de cura. 3 RESULTADOS E COMENTARIOS 3.1 Caracterização do RCD-R misto Análise Granulométrica e Limites de Consistência O resultado da análise granulométrica revelou que o RCD-R misto ensaiado possui uma baixa variabilidade e pode ser classificado como uma areia grossa (Figura 3). O RCD-R misto apresentou um comportamento não plástico. (a) (b) Figura 2. Cepo de madeira empregado no ensaio de cisalhamento direto: (a) face superior; (b) face inferior. Com o intuito de verificar uma eventual influência do tempo de cura das amostras de RCD-R moldadas para os ensaios de cisalhamento direto, logo após a moldagem, as amostras (RCD-R misto + geotêxtil) foram envolvidas com uma película plástica de PVC e deixadas em câmara úmida. O tempo de cura investigado foi de 28 dias. Como referência, tomou-se as amostras que foram ensaiadas logo após a moldagem. A Tabela 2 apresenta as Figura 3. Faixa granulométrica do RCD-R misto Massa especifica dos sólidos O resultado dos ensaios de massa especifica dos sólidos revelou um valor médio igual a 2,750 g/cm 3, com um coeficiente de variação igual a 1,63%. A Figura 4 apresenta a variação dos valores de massa específica dos sólidos do RCD-R misto.

4 3.2 Ensaio de Cisalhamento Direto e Resistência de Interface Figura 4. Resultado da massa específica dos sólidos para o RCD-R misto Compactação (Proctor Normal) Os resultados dos ensaios de compactação revelaram um valor médio de massa específica seca máxima igual a 1,910 g/cm 3, com coeficiente de variação de 0,71%; e um valor de umidade ótima média igual a 12,7%, com coeficiente de variação igual a 2,16% (Figura 5a e 5b). A análise dos resultados dos ensaios de cisalhamento direto revelou a ocorrência de comportamentos distintos em função da presença do geotêxtil não tecido. De modo geral, os ensaios realizados com apenas o RCD-R misto sem a presença de geotêxtil apresentaram valores de pico de resistência de cisalhamento (Figuras 6 e 8). Os ensaios de cisalhamento direto realizados com RCD-R misto e geotêxtil não tecido, de modo geral, apresentaram um comportamento plástico sem a presença de um valor de pico (Figuras 7 a 9). Figura 6. Curvas tensão cisalhante versus deslocamento horizontal (ensaio 1). Figura 5a. Resultados dos ensaios de compactação do RCD-R misto variabilidade da umidade ótima. Figura 5b. Resultados dos ensaios de compactação do RCD-R misto variabilidade da densidade seca máxima. Figura 7. Curvas tensão cisalhante versus deslocamento horizontal (ensaio 2).

5 Figura 8. Curvas tensão cisalhante versus deslocamento horizontal (ensaio 3). Figura 11. Desenvolvimento do coeficiente de resistência ao longo do tempo de cura. 4 CONCLUSÕES Figura 9. Curvas tensão cisalhante versus deslocamento horizontal (ensaio 4). A influência do tempo de cura nos parâmetros de resistência dos ensaios realizados é apresentada na Figura 10. Observou-se que o processo de cura provocou um incremento do coeficiente de resistência de interface entre o RCD-R misto e o geotêxtil não tecido (Figura 8). De posse dos resultados dos ensaios de caracterização realizados com o RCD-R misto passante na peneira 9,5mm conclui-se que esse material pode ser classificado com uma areia grossa e que possui excelentes parâmetros geotécnicos com baixos coeficientes de variação. Este resultado pode ser um indicativo da adoção de um processo padronizado de beneficiamento do RCD. Os resultados dos ensaios de cisalhamento direto revelaram a ocorrência de comportamento plástico na interface entre o RCD-R misto e o geotêxtil não tecido. O processo de cura das amostras moldadas (RCD- R Misto + geotêxtil não tecido) para o ensaio de cisalhamento direto influenciou positivamente o coeficiente de resistência de interface. Embora seja necessário aprofundar essa investigação, os resultados apresentados neste trabalho demonstram a viabilidade técnica do uso de RCD-R misto em obras com geotêxtil tecido. Figura 10. Desenvolvimento da resistência ao longo do tempo de cura.

6 AGRADECIMENTOS Os autores gostariam de agradecer à Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco (POLI-UPE) e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo apoio financeiro para a realização deste estudo. Os autores também gostariam de expressar sua gratidão à Ciclo Ambiental Ltda e à Ober Geossintéticos pela parceria e fornecimento dos materiais para a pesquisa. REFERÊNCIAS Angulo, S.C. et al. Separação óptica do material cerâmico dos agregados mistos de resíduos de construção e demolição. CEP, v. 5508, p. 900, Santos, E.C.G ; Vilar, O. M. ; Assis, A.P. Análise Estatística dos Parâmetros Geotécnicos de Resíduos de Construção e Demolição Reciclados (RCD-R). In: COBRANSEG 2008, 2008, Búzios-RJ. COBRANSEG 2008, Santos, E.C.G., Palmeira, E.M., Bathurst R.J., Behaviour of a geogrid reinforced wall built with recycled construction and demolition waste backfill on a collapsible foundation. Geotextiles and Geomembranes 39 (2013): Soutsos, M.N., Kangkang T., Millard S.G., Use of recycled demolition aggregate in precast products, phase II: Concrete paving blocks. Construction and Building Materials 25.7 (2011).