Use of construction waste as raw material for civil construction industry Example of Salvador city/brazil

Transcrição

1 WORKSHOP ON CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE RECYCLING. 3 à 5 de maio de 2015 Use of construction waste as raw material for civil construction industry Example of Salvador city/brazil Irineu A.S. de Brum DEMET / UFRGS

2 Sugestão para Metodologia de Pesquisa Identificação das correntes geradoras de resíduos. Caracterização física, química e de microestrutura do resíduo. Busca de aplicações dentro da construção civil, considerando as características do resíduo. Análise de desempenho frente as diferentes necessidades para cada aplicação específica. Análise do impacto ambiental do novo produto, em uma abordagem do ciclo de vida que necessariamente deve envolver avaliação de riscos a saúde dos trabalhadores e usuários. Fonte: John, 1996 e Vasquez, 1998

3 Desenvolvimento de Produtos com Resíduos É fundamental que no processo de desenvolvimento de um novo produto estejam envolvidos: produtores do resíduo e das demais matérias primas que possuem informações valiosas sobre diferentes aspectos de sua produção; as equipes de pesquisa e desenvolvimento; diferentes atores envolvidos no beneficiamento do resíduo; diferentes atores envolvidos na sua utilização.

4 Rede Cooperativa de Pesquisa para Aproveitamento de Resíduos Sólidos na Produção de Materiais de Construção Objetivo Desenvolvimento de estudos sistemáticos e contínuos para o aproveitamento racional e seguro de resíduos sólidos disponíveis na Região Metropolitana de Salvador e Feira de Santana, visando a produção de materiais de construção.

5 Extração Anual de Agregados (MT) Produção Anual de Resíduos Sólidos (MT) U.S.A. Canadá França U. K. Comparação entre a extração de agregados para a construção civil e a produção de resíduos sólidos em mega-toneladas / ano para alguns países selecionados (CASTELLS, 1992).

6 RECICLAR BAHIA UFBA Participantes SINDUSCON-BA DER-BA Departamento de Estradas e Rodagens da Bahia Participação ativa Coordenação de esforços Fortalecimento das linhas de pesquisa MEAU/UFBA e MIEC/UEFS Desenvolvimento integrado de projetos de P&D

7 Projeto de Pesquisa sobre Reciclagem de Entulho Objetivo Desenvolvimento de estudos visando a reciclagem de resíduos de construção e demolição da região de Salvador para a produção de materiais de construção de baixo, incluindo avaliações dos aspectos tecnológicos, econômicos e ambientais. Realização: Parceria: Apoio: Prêmios:

8 Entulho Resíduo das atividades de Construção / Demolição. Resíduo heterogêneo, geralmente, composto por materiais inertes: concreto argamassa cerâmicas areia / solo pedras metais madeira plástico vidro outros materiais

9 Geração do Entulho de Salvador 1.700t / dia 1 piscina olímpica

10 Geração do Entulho de Salvador Entulho coletado (t) Ano

11 Impactos da Gestão Inadequada Lançamento em vias Deslizamentos de encostas

12 Impactos da Gestão Inadequada Obstrução de canais de drenagem Criação de pontos de lixo Fonte: Pinto, 1999

13 O Entulho Alto Potencial de Reciclagem Processo de Reciclagem Simples e Barato Produz Agregados (Areia e Brita) Fonte: Pinto, 1999 Algumas Cidades já reciclam o entulho Em Salvador, a LIMPURB está implantando o Plano de Gestão Diferenciada do Entulho

14 Plano de Gestão Diferenciada MUNÍCIPE PEQUENAS QUANTIDADES ATÉ 2m 3 TRANSPORTE DO GERADOR PDE POSTO DE DESCARGA DE ENTULHO GERAÇÃO DE ENTULHO SEGREGAÇÃO MEDIÇÃO ACONDICIONAMENTO ARMAZENAMENTO TRANSPORTE TRANSPORTE DA PREFEITURA GRANDES QUANTIDADES ACIMA DE 2m 3 TRANSPORTE DO GERADOR BDE BASE DE DESCARGA DE ENTULHO TOPOGRAFIA ACIDENTADA OU DEGRADADA REUTILIZAÇÃO (NIVELAMENTO DE TERRENO) RECICLAGEM TOPOGRAFIA ACIDENTADA OU DEGRADADA REUTILIZAÇÃO (NIVELAMENTO DE TERRENO)

15 Plano de Gestão Diferenciada

16 Plano de Gestão Diferenciada 6 PDEs já instalados Participação da população Punição ao descarte clandestino Redução significativa dos lançamentos clandestinos: 420 em 1997 para 140 em 1999

17 Características do Entulho Características variáveis que dependem da: Região Tipo de obra Técnicas construtivas Materiais predominantes Entre outros fatores Caracterização é etapa fundamental para planejamento de ações que visam a redução, reutilização e reciclagem. Possibilita identificar aplicações que maximizem a utilização deste resíduo para produção de materiais.

18 Caracterização do Entulho de Salvador 1 a Etapa 2 a Etapa ENTULHO BRUTO ENTULHO RECICLADO Avaliação do material in natura ENTULHO MIÚDO (<4,8mm) ENTULHO GRAÚDO (<19mm) Avaliação do entulho britado e classificado, similar ao que será produzido na usina de reciclagem

19 Procedimentos da Caracterização do Entulho Bruto Amostra Total 150 t Representa 10% do total coletado diariamente (1) Amostra Inicial 5-10t; (2) Homogeneização / Quarteamento; (3) Amostra final - 0,5t e (4) Peneiramento

20 Procedimentos da Caracterização do Entulho Bruto Foram avaliadas Composição do Entulho Massa Unitária Distribuição Granulométrica (2) (3) (3) (2) (1) (4) (1) Pilhas separadas por granulometria: (1) #50,4mm; (2) #25mm; (3) #4,8mm e (4) material fino Pilhas separadas por granulometria e pela composição : (1) argamassa e concreto; (2) cerâmica branca e (3) cerâmica vermelha

21 Resultados Obtidos Composição do Entulho Bruto de Salvador Rochas 5% Plástico 4% Outros 2% Solo e Areia 22% Concreto e Argamassa 53% Cerâmica Branca 5% Cerâmica Vermelha 9% O entulho bruto apresenta materiais com alto potencial de reciclagem para a produção de agregados visando a utilização na construção civil

22 Composição do entulho de diversas regiões /países LOCAL DE ORIGEM MATERIAL Reino Unido 1 Hong Kon g 2 Salvador São Paulo 3 São Paulo 4 São Carlos 5 Ribeirão Preto 6 Concreto e argamassa Solo e areia 75* * - 18 Cerâmica Rochas Outros Industry and Enviroment, 1996 * Solo, areia e rochas 2 Hong Kong Politechnic, Pinto, 1994 (amostragem em canteiro) 4 Castro, Pinto, Zordan e Paulon, 1997

23 Caracterização do Entulho Reciclado de Salvador Amostra representativa do entulho bruto de Salvador Propriedades avaliadas: Físicas: - Distribuição Granulométrica - Limites Físicos - Massa específica - Absorção Mecânicas: - Abrasão Químicas: - Teores de Sais e Impurezas Ambientais: - Lixiviação e Solubilidade

24 Potencial de Aplicação do Entulho Reciclado de Salvador A distribuição granulométrica, teor de argila, ausência de substâncias nocivas, boa resistência mecânica, entre outras propriedades do entulho reciclado, indicam a sua adequação para: Pavimentação de vias urbanas Produção de argamassas e concretos Fabricação de tijolos/elementos pré-moldados Nivelamento topográfico/material drenante

25 Entulho reciclado para execução camadas de base e sub base de pavimentos Utilização da fração miúda do entulho para produção de argamassas Utilização da fração miúda do entulho na fabricação de tijolos

26 Utilização de entulho reciclado como agregado para base e sub-base de pavimentos Uma das formas mais simples de utilização do entulho reciclado Consome grande quantidade de material Permite utilização sem necessidade de separação Apresenta reduzido consumo de energia

27 Objetivos Específicos Determinar as características geotécnicas do entulho da região de Salvador. Identificar as proporções mais adequadas dos materiais (maximizando a sua aplicação). Avaliar as propriedades físicas, mecânicas e de durabilidade dos materiais produzidos. Comprovar a viabilidade econômica destes produtos.

28 Ensaios Realizados MÉTODO TRADICIONAL MÉTODO MCT (MINIATURA COMPACTADO TROPICAL) Granulometria - NBR 7181 Determinação do limite de consistência NBR 6459/7180 Determinação do equivalente de areia NBR Compactação NBR 7182 Determinação do Índice de Suporte Califórnia NBR-9895 Degradação Abrasão Los Angeles NBR 6465 Compactação segundo Mini-MCV Perda de Massa por Imersão (PI) Compactação segundo Mini-CBR

29 Considerações sobre Pavimentos com Entulho Apresentaram expansibilidade reduzida/nula, resistência a abrasão de acordo com limites de norma, características geotécnicas e índice de degradação adequados; O entulho de Salvador se apresentou como uma alternativa viável à utilização em camadas de bases e sub-bases de pavimentos; A aplicação deste material reciclado em pavimentos pretende contribuir com o desenvolvimento sustentável da região de Salvador, aumentando a oferta de infra-estrutura urbana.

30 Utilização da fração miúda do entulho reciclado para produção de argamassas Bons resultados Uso já bastante difundido Canteiro de Obras Ganho de resistência Vantagens econômicas Ausência de patologias

31 Objetivos Específicos Analisar a influência do uso do entulho reciclado (por usina de reciclagem) no desempenho dos revestimentos de argamassa. Avaliar o processo de produção e o produto final, tanto no estado fresco como no estado endurecido. Desenvolver e divulgar ao meio técnico / usuários uma proposta de metodologia para produção e avaliação das argamassas de revestimento com adição de entulho reciclado.

32 Materiais e Dosagens Estudadas Materiais TB -Traço Base (Cimento / Areia / Arenoso ) E 30 (Cimento / Areia / Arenoso / Entulho) E 50 (Cimento / Areia / Arenoso / Entulho) E 75 (Cimento / Areia / Arenoso / Entulho) E 100 (Cimento / Entulho) TR -Traço Referência (Cimento / Areia / Cal ) Proporção em massa de entulho na mistura (%) - 30 % 50 % 75 % 100 % -

33 Propriedades Avaliadas NO ESTADO FRESCO Determinação do Índice de Consistência (NBR 13276) Determinação da Retenção de Água (NBR 13277) Determinação da Densidade de Massa e Teor de Ar Incorporado (NBR 13278) NO ESTADO ENDURECIDO CORPOS-DE-PROVA Retração por Secagem (NBR 8490) Determinação da Absorção de Água, do Índice de Vazios e da Massa Específica (NBR 9778) Absorção de Água por Capilaridade (NBR 9779) Resistência à Compressão (NBR 13279) Resistência à Tração por Compressão Diametral (NBR 7222) NO ESTADO ENDURECIDO PAINEL Determinação da Dureza Superficial do Revestimento de Argamassa (Procedimento CETA n o 6/98) Resistência de Aderência à tração Arrancamento (NBR 13528) Absorção de Água por Capilaridade sob Baixa Pressão (RILEM n o II. 4)

34 Consumo de Cimento Consumo de Cimento (kg/m3) TB 2 E2-30 E2-50 E2-75 E2-100 TR 2 As argamassas com Entulho proporcionam grande queda no consumo de cimento.

35 Considerações sobre Argamassas com entulho Apresentaram, também, trabalhabilidade e consistência adequadas (estado fresco), resistência, aderência e permeabilidade de acordo com recomendações. Podem ser utilizados traços para argamassas com entulho reciclado em usina que proporcionam desempenho adequado do material. O uso de entulho em argamassas de revestimento valoriza a reciclagem deste resíduo. Esta aplicação pode contribui para a melhoria das condições habitacionais (impermeabilização, isolamento, conforto, etc.) da população de baixa renda.

36 Utilização da fração miúda do entulho na fabricação de tijolos NECESSIDADE BÁSICA No Brasil as camadas menos favorecidas NÃO têm acesso É necessário Soluções Simples e Baratas SOLO DA REGIÃO ENTULHO RECICLADO + + CIMENTO + ÁGUA TIJOLOS DE SOLO E ENTULHO RECICLADO ESTABILIZADOS COM CIMENTO

37 Vantagens Não provoca danos ambientais significativos, pois não necessita ser queimado. Podem ser produzidos geralmente com solo do próprio local. Menor necessidade de argamassa de assentamento e revestimento devido a regularidade de suas faces (lisas e planas).

38 Objetivos Específicos Avaliar o processo de fabricação dos tijolos com uso do entulho. Identificar as dosagens que maximizam as propriedades do material. Analisar métodos e procedimentos para avaliação do comportamento dos tijolos com entulho. Analisar a influencia do entulho no comportamento da mistura com solo, cimento e água.

39 Metodologia Materiais Utilizados: Solo laterítico Solo saprolítico Fração miúda do entulho reciclado Dosagens Estudadas: TIJOLOS Traço de Referência PERCENTUAL DE ENTULHO 0 T1 25 T2 50 T3 75 Propriedades Avaliadas: ENSAIO Resistência à compressão Absorção por imersão em água Durabilidade ciclos de molhagem e secagem Resistência à compressão após ciclos NORMA NBR 8491/84 NBR 8491/84 CETA n o 4/98 NBR 13554/84 NBR 13554/84 Dimensões nominal NBR 8491/84 T4 85

40 Síntese dos Resultados ENSAIOS TEOR DE ENTULHO 0% 25% 50% 75% 85% TENDÊNCIA Resistência (MPa) 1,5 2,5 3,0 3,0 3,6 crescente Teor de material Fino (%) 77,0 62,0 48,0 33,0 26,0 decrescente Absorção Imersão 30,1 20,8 18,2 14,9 13,3 decrescente (%) Fervura 32,1 22,9 21,6 20,1 15,3 decrescente Massa Seca 1,3 1,5 1,5 1,6 1,7 crescente Específica (g/cm 3 Saturada ) 1,7 1,8 1,8 1,8 2,0 crescente Perda de Massa (%) * 8,7 9,3 9,5 11,8 crescente Resistência após ciclos (MPa) * 2,7 3,2 3,5 4,8 crescente

41 Conclusões A utilização do entulho na fabricação de tijolos de solo estabilizado com cimento apresentou-se como alternativa viável. Para solos argilosos (+ 50% de argila) a adição de entulho melhora significativamente as propriedades do material para produção de tijolos. Contribui para o desenvolvimento de edificações sustentáveis da região de Salvador, melhorando a qualidade de vida no ambiente construído.

42 Aspectos Econômicos Em relação aos materiais convencionais da região de Salvador Pavimentos com uso do entulho Até 33% Argamassas produzidas com entulho Até 45%

43 Considerações Finais A construção civil consome grandes quantidades de materiais, especialmente em países que, como o Brasil, continuam ampliando significativamente seu ambiente construído. Deverão ser selecionadas formas de reciclagem que maximizem o potencial intrínseco do resíduo e que, apresentem vantagens competitivas potenciais em termos de desempenho e em termos de preço ou custo. O desenvolvimento do produto deverá incluir a etapa de produção e também a de utilização. O resultado do processo de desenvolvimento deverá ser uma tecnologia pronta para ser utilizada.

44 Agradecimentos A CAIXA, FEP, CADCT, FINEP e CNPq pelo apoio financeiro aos projetos em desenvolvimento na RECICLAR BAHIA / GEMAC-UFBA.