ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA DA UTILIZAÇÃO DE RESÍDUO DE PNEU NA COMPOSIÇÃO DE CONCRETO PERMEÁVEL PARA PAVIMENTAÇÃO URBANA

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1 ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA DA UTILIZAÇÃO DE RESÍDUO DE PNEU NA COMPOSIÇÃO DE CONCRETO PERMEÁVEL PARA PAVIMENTAÇÃO URBANA ¹Saldanha, G.S.; ²Nunes V. S.; ³Borja, E.V, ¹ ²Aluno do curso de construção de edifícios, Bolsista PROPI/IFRN, DIACON/IFRN ³ Professor do Departamento de Tecnologia de Construção/IFRN, Av. Senador Salgado Filho, 1559, Tirol, CEP: , Natal, RN e ³edilberto.borja@ifrn.edu.br RESUMO. A rápida urbanização e ausência de infraestrutura de cidades densamente populosas gera uma grande quantidade de resíduos, tendo como exemplo o resíduo de borracha, proveniente de pneus de veículos automotores, associados a elevadas concentrações de volumes de chuvas, podem ocasionar verdadeiras catástrofes humanas, inclusive com grandes prejuízos materiais. A necessidade de captação e drenagem dessas águas ganha importância primordial nos dias atuais, principalmente pela sua exiguidade cada vez mais presente na nossa realidade. Visando amenizar esses impactos e catástrofes, essa pesquisa foi desenvolvida com o proposito de criar um concreto permeável com adição de resíduo de borracha para facilitar a captação de águas pluviais. A pesquisa continua em andamento, porém, já foram obtidos alguns resultados nos ensaios de resistência a compressão próximos de 13 MPa, o qual atende a garagens e vias de trafego de veículos leves. Palavras-chave: Concreto permeável, resíduo de borracha, resistência. TECHNICAL FEASIBILITY STUDY OF TIRE WASTE USE IN CONCRETE COMPOSITION FOR PAVING PERMEABLE URBANA ABSTRACT Rapid urbanization and absence of densely populated cities infrastructure generates a lot of waste, taking as an example the rubber residue from car tires, associated with elevated concentrations volumes of rain, can cause real human 2036

2 disasters, including large material damage. The need to capture and drainage of groundwater gained prime importance today, mainly because of its smallness increasingly present in our reality. Aiming to mitigate these impacts and disasters, this research was developed with the purpose of creating a permeable concrete with added rubber residue to facilitate rainwater harvesting. Research is ongoing, however, they were already achieved some results in the compressive strength tests around 13 Mpa, which serves garages and traffic routes of light vehicles. Keywords: pervious concrete, rubber residue, resistance. 1. INTRODUÇÃO A Indústria da Construção Civil exerce importante papel na transformação ambiental da sociedade moderna. Em contrapartida, gera impactos negativos sobre o meio ambiente em razão das diversas formas de poluição ambiental, pelo elevado consumo de recursos naturais, pela geração de resíduos e também pela produção de sistemas construtivos que gerem conforto e bem-estar à população. A rápida urbanização e ausência de infraestrutura de cidades densamente populosas gera uma grande quantidade de resíduos, tendo como exemplo o resíduo de borracha, proveniente de pneus de carros, associados a elevadas concentrações de volumes de chuvas temporais, ocasionam, em alguns casos, verdadeiras catástrofes humanas, inclusive com grandes prejuízos materiais. A necessidade de captação e drenagem dessas águas e o reaproveitamento desses resíduos ganha importância primordial nos dias atuais, principalmente pela sua exiguidade cada vez mais presente na nossa realidade. Diante disso, a pesquisa foi desenvolvida com o objetivo de criar um concreto permeável usando resíduo de pneu que tenha tanto resistência quanto permeabilidade, consideráveis, e que seja usado como uma saída para reduzir o escoamento de águas pluviais e minimizar enchentes. O concreto permeável vem como uma alternativa para a pavimentação de estacionamentos e vias onde o tráfego de veículos é baixo, devido a sua baixa resistência, em relação ao concreto convencional, torna-se bastante atrativo do ponto de vista técnico, como solução para a captação de águas pluviais de baixa ou 2037

3 elevadas concentrações devido a sua característica peculiar de permeabilidade, funcionando também como um filtro artificial de modo a facilitar a sua absorção pelo solo e, dessa forma, garantir o provimento e manutenção do lençol freático. E também do ponto de vista econômico, diminuindo os sistemas de estancamento de águas de chuva, como os piscinões, fazendo com que se tenha um melhor aproveitamento dos terrenos. A principal diferença encontrada entre o concreto permeável e o convencional é o índice de vazios, uma vez que, no permeável, esse índice é muito elevado. Isso acontece devido a sua composição, que é feita basicamente de agregado graúdo e cimento, sendo o agregado em sua maioria, de mesma granulometria. Em algumas ocasiões, em que se deseja menos permeabilidade e mais resistência, é acrescentado agregado miúdo (areia grossa) na composição, visto que, como o grão da areia é menor que o da brita, irá preencher mais vazios, fazendo com que aumente a resistência e a permeabilidade diminua. Foi utilizado na composição dos materiais para a confecção do concreto permeável desta pesquisa, resíduo de pneu, com intuito de minimizar os impactos ao meio-ambiente. As proporções utilizadas, mesmo alterando as características mecânicas iniciais de referência, mantiveram valores mecânicos e físicos dentro dos parâmetros normativos relativos ao tema. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Materiais Para a confecção dos corpos de prova foram utilizados os seguintes materiais: Brita 0; Cimento CP IV; Resíduo de Borracha; Água Cimento CP IV O cimento utilizado foi o CP IV (Cimento Portland pozolânico). O alto teor de pozolana presente no CP IV, entre 15 e 50%, faz com que seja resistente a ataques de sulfatos, tornando-o altamente eficiente em concretos para pavimentos e solocimentos. 2038

4 Tabela 1: Caracterização do cimento utilizado Cimento Portland CP IV Massa específica 2820 kg/m³ Densidade 1400 kg/m³ Finura (ret. # 200) 0,54 % BRITA 0 Para a produção do traço foi usada a brita 0 (material passante na peneira 12,5mm), com o propósito de diminuir a quantidade de vazios. Devido a não utilização da areia, a quantidade de vazios ainda permaneceu elevada, por essa razão, fez-se necessário a utilização da brita retida na peneira 4,8 e 2,4 mm RESÍDUO DE BORRACHA O resíduo de borracha proveniente de pneus de carro foi obtido por meio de doações de empresas recauchutadoras de pneus. Devido ao tamanho elevado das laminas do resíduo de borracha, foi necessário fazer o peneiramento para haver o controle da granulometria usada no traço, usou-se o resíduo que ficou retido na peneira de malha 2,4mm, conforme a figura abaixo: Figura 1 Resíduo de borracha 2039

5 2.2 Métodos Para a realização da pesquisa foi necessário varias etapas de experimentos. Primeiramente realizou-se a confecção de vários traços com a ausência do resíduo de borracha, com a intenção de encontrar o traço que apresentasse uma boa resistência à compressão e uma boa permeabilidade, depois de encontrado o traço de referência, começou-se a elaboração dos traços com 10, 15 e 20% de resíduo de borracha, em relação ao cimento. Necessitou-se moldar oito corpos de prova, sendo seis cúbicos (10x10x10cm) e dois cilíndricos (10x20cm), para a realização dos ensaios. Por falta de normas brasileiras para concreto permeável, seguiu-se como parâmetro as normas americanas da ASTM. Para a moldagem dos corpos de prova, seguiu-se como parâmetro a norma para concreto convencional NBR 12655/96. Após serem desmoldados, os corpos de prova permaneceram em cura seca durante 28 dias para a realização dos ensaios de Massa Específica Aparente (MEa), Massa Específica Real (MEr), Módulo de Elasticidade Dinâmico (E), Permeabilidade e Resistência a Compressão. Durante a confecção dos traços com a ausência do resíduo de borracha, percebeu-se um aumento na resistência a compressão ao utilizar cura seca nos corpos de prova ENSAIO DE PERMEABILIDADE Para a realização dos ensaios de permeabilidade foi desenvolvido um aparelho que, através do tempo que a água leva para escoar entre os poros do corpo de prova, é possível verificar o grau de permeabilidade e classifica-lo por baixa, média ou alta permeabilidade, segundo American Concrete Institute - ACI 522 R-06. O coeficiente de permeabilidade é determinado através da Lei de Darcy, pela seguinte equação: A1L hi K log( ) A t h 2 f Onde: K = Coeficiente de permeabilidade; A1 = Área de sessão da amostra; A2 = Área do tubo; 2040

6 L = Comprimento da amostra; T = Tempo médio; hi = Altura inicial; hf = Altura final. A figura abaixo mostra o aparelho utilizado para a execução do ensaio: Figura 2 Permeâmetro ENSAIO DE MÓDULO DE ELASTICIDADE DINÂMICO Para a efetuação do ensaio de Módulo de Elasticidade Dinâmico foi utilizado um aparelho que mede a velocidade de propagação de onda ultrassonica no interior do corpo de prova, com base nos resultados da propagação da onda e do tempo necessário para a onda percorre-lo, é possível determinar o valor do módulo de elasticidade dado em gigapascal (GPa). 2041

7 Figura 3 Aparelho de ultrassom ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO No ensaio de resistência à compressão o corpo de prova é colocado numa prensa onde será depositada uma carga gradual até que ele atinja sua resistência máxima e se rompa, a tensão de ruptura é dada pela razão entre a carga e a área superficial do corpo de prova, em que o resultado é apresentado em megapascal (Mpa). Figura 4 Prensa 2042

8 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Para a avaliação dos corpos de prova foi preciso realizar ensaios de massa específica, módulo de elasticidade, resistência a compressão axial e permeabilidade. No ensaio de resistência à compressão, percebeu-se que o traço que apresentou mais resistência foi o traço com ausência do resíduo de borracha, como mostrado na Figura 5. Figura 5 Gráfico dos resultados do ensaio de resistência à compressão A Figura 6 ilustra os resultados das massas específicas: Figura 6 Gráfico dos resultados de massa específica 2043

9 Como é possível observar, os maiores resultados das massas específicas real e aparente, assim como no ensaio de resistência à compressão, foram do traço de referência, podendo-se verificar que as massas específicas e a resistência são diretamente proporcionais. No ensaio de módulo de elasticidade dinâmico, o traço de referência também apresentou o maior valor, como mostra a figura a seguir: Figura 7 Gráfico dos resultados do módulo de elasticidade Comparando os resultados dos ensaios acima, é possível afirmar que, tanto as massas específicas quanto à resistência e módulo de elasticidade dinâmica, são diretamente proporcionais. Os resultados dos ensaios de permeabilidade deram iguais para ambos os traços, pois os coeficientes de permeabilidade encontrados através da realização do ensaio foram praticamente iguais, sendo classificados como sendo de alta permeabilidade. A tabela abaixo mostra a classificação da permeabilidade de acordo com o coeficiente: 2044

10 Tabela 2: Grau de permeabilidade (ACI 522 R-06) Coeficiente de permeabilidade K (m/s) Grau de permeabilidade 10-3 Alta 10-3 a 10-5 Média 10-5 a 10-7 Baixa 10-7 a 10-9 Muito baixa <10-9 Praticamente impermeável O coeficiente de permeabilidade se manteve constante durante a análise dos corpos de prova, mantendo o grau de permeabilidade auto, como mostra a tabela a seguir: Tabela 3: Resultados do ensaio de permeabilidade Coeficiente de permeabilidade Grau de permeabilidade Traço de referência 0,008 Alta Traço 10% borracha 0,008 Alta 4. CONCLUSÕES Pelo fato da pesquisa ainda continuar em andamento, não se tem muitos resultados para fazer uma análise mais completa, mas pelo que foi exposto acima, é possível perceber que ao adicionar o resíduo de borracha, algumas propriedades do concreto foram alteradas. A resistência, o módulo de elasticidade e as massas específicas, decresceram. Isso ocorreu devido à ductilidade do resíduo, por ser um material com alta capacidade de deformação, oposto ao concreto, o resíduo de borracha fez com que fossem alteradas algumas das propriedades do concreto. O resíduo não alterou a permeabilidade do corpo de prova por causa da granulometria utilizada para a confecção do traço. Foi feito o peneiramento do resíduo e a fração usada foi o material retido na peneira de malha 2,4mm, que por sua vez, foi à mesma utilizada pela menor brita. Em virtude dos agregados serem do mesmo tamanho não houve preenchimento de vazios, fazendo com que a permeabilidade permanecesse constante. 2045

11 REFERÊNCIAS NBR 5736/91- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5736: Cimentos Portland resistentes a sulfatos. Rio de Janeiro, 1992, 4p.. NBR 5739: Concreto ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994, 4p.. NBR 5738: Moldagem e cura de corpos de prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. Rio de Janeiro, 1994, 9p. ACI Committee 522, Specification for Pervious Concrete Pavement, 522R-06, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 25p., BATEZINI, Rafael. ESTUDO PRELIMINAR DE CONCRETOS PERMEÁVEIS COMO REVESTIMENTO DE PAVIMENTOS PARA ÁREAS DE VEÍCULOS LEVES. São Paulo, NEITHALATH, N. Pervious concrete pavements to reduce tirepavement interaction noise. Boston,