ESTUDO SOBRE A VIABILIDADE DE APROVEITAMENTO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL RESÍDUO CERÂMICO

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1 ESTUDO SOBRE A VIABILIDADE DE APROVEITAMENTO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL RESÍDUO CERÂMICO Francine Carneiro Mendes Faculdade de Engenharia Civil CEATEC francine.cm@puccampinas.edu.br Lia Lorena Pimentel Tecnologia do Ambiente Construído CEATEC lialp@puc-campinas.edu.br Resumo: A construção civil gera grande quantidade de resíduos que podem ser reaproveitados na própria cadeia produtiva, entretanto os resíduos são compostos por diversos materiais, e o agregado resultante de sua britagem é de difícil aplicação na produção de concreto. Torna-se de fundamental importância buscar outras possibilidades de aplicação desse resíduo para tornar sustentável economicamente o processo de gestão dos resíduos de construção civil. Este trabalho visa a utilização do agregado reciclado na produção de tijolos cerâmicos e tijolos de solo cimento, esta possibilidade trará benefícios para o meio ambiente de duas formas, reduzindo a quantidade de resíduos depositados em aterros sanitários e redução da extração de matéria prima para produção dos tijolos. O procedimento de pesquisa iniciou-se com a caracterização do solo e da mistura de solo com a adição resíduo, que seriam utilizados na produção dos tijolos. Na sequencia foram produzidos os tijolos cerâmicos por extrusão e também os tijolos de solo cimento através da prensa manual, e feita sua caracterização física e mecânica. Os resultados demonstram que o resíduo utilizado manteve as características dos tijolos cerâmicos e melhorou as características dos tijolos de solo cimento. Portanto, o a- gregado reciclado misto se mostrou satisfatório, sendo uma alternativa para a finalidade dos resíduos gerados na construção civil. Palavras-chave: resíduos, tijolos de solo cimento, tijolos cerâmicos. Área do Conhecimento: Engenharia Civil materiais de construção CNPq. 1. INTRODUÇÃO Os resíduos gerados pelas reformas, construções e demolições de obras da construção civil são classificados pela resolução nº307 de 2002 do CONAMA, em 4 classes, à classe A pertencem os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tendo sua composição variada, entre os principais componentes encontramos argamassa, material cerâmico e concreto. Devido a variedade de sua composição, quando os resíduos são britados misturados, torna se difícil sua utilização em concreto. Unidades recicladoras estão realizando a separação desse resíduo, dividindo-o em dois tipos: resíduo cinza (argamassa e concreto) e resíduo misto pela predominância de material cerâmico. O resíduo cinza (argamassa e concreto), em particular, tem maiores chances de ser reaproveitado, e tem maior aceitação por parte das empresas produtoras de blocos ou pisos intertravados de concreto, por sua vez, o resíduo misto (cerâmico) não é tão visado, tendo como principal destinação a aplicação em o- bras de pavimentação. O material cerâmico na construção civil é utilizado na alvenaria de vedação e estrutural, e é produzido a partir da argila, sua extração gera grandes impactos ambientais, portanto, a reutilização do resíduo vermelho se torna algo de grande importância e se comprovado o seu uso em dosagens que não afetem significativamente a função do tijolo ou bloco cerâmico, ou na produção de tijolos de solo-cimento,o processo pode se tornar viável trazendo vantagens para a sustentabilidade das construções. 1.1 Tijolos de Solo Cimento De acordo com a [1] Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), o solo-cimento é o material resultante da mistura homogênea, compactada e curada de solo, cimento e água em proporções adequadas. Sua dosagem é realizada a partir de ensaios mecânicos, de forma a definir um valor mínimo de cimento que apresente resistência compatível, conforme o projeto a ser empregado. Os tijolos de solo cimento são elementos de alvenaria que podem ser considerados de baixo impacto ambiental em relação aos tradicionais. O solo é um material complexo, variável e com extensa aplicação, isso se deve à grande abundância, facilidade de obtenção e manuseio de baixo custo. 1.2 Tijolos cerâmicos

2 Os tijolos são componentes básicos em construções de alvenaria, podem ser usados com função estrutural ou somente de vedação. Os tijolos são produzidos a partir da argila, no caso da cerâmica vermelha, para a qual se utiliza apenas argila como matériaprima, dois ou mais tipos de argilas com características diferentes entram na sua composição essas matérias-primas utilizadas para sua produção são naturais e sua extração causa sérios impactos ambientais. De acordo com a ANICER [2] o consumo de matéria prima para a produção de blocos e tijolos cerâmicos, no caso a argila extraída no Brasil, é da ordem de toneladas por mês. Após a mineração, a matéria prima deve ser seca e moída, na sequencia a argila é misturada com água e por meio de extrusão ou de prensagem os tijolos são conformados [3]. Após a etapa de formação, as peças em geral continuam a conter água, proveniente da preparação da massa. Para evitar tensões e, conseqüentemente, defeitos nas peças, é necessário eliminar essa água, de forma lenta e gradual, sendo chamada de secagem. Na queima, também conhecida por sinterização, os produtos adquirem suas propriedades finais, as peças, após secagem, para perda gradual da água, são submetidas a um tratamento térmico a temperaturas elevadas, que para a maioria dos produtos situa-se entre 800 ºC a 1700 ºC. A queima é de fundamental importância para obtenção dos produtos cerâmicos, pois dela depende o desenvolvimento das propriedades finais destes produtos. 2. OBJETIVOS O principal objetivo do trabalho é buscar novas possibilidades de aplicação do agregado reciclado misto (ARM) através da produção de tijolos cerâmicos em uma olaria que disponibilizou o serviço e também a produção de tijolos de solo-cimento utilizando a prensa manual. Após a produção, realizar a caracterização dos tijolos produzidos e por fim analisar os resultados. 3. METODOLOGIA Para avaliar novas possibilidades de aplicação do resíduo de construção vermelho, foi feito um estudo prático que se iniciou com a caracterização do agregado miúdo reciclado misto e do solo a ser usado na produção de tijolos de solo-cimento bem como da mistura de saibros usada na produção de tijolo maciço cerâmico. Posteriormente, foi analisada a possibilidade de sua aplicação na produção de tijolos cerâmicos e em tijolos de solo-cimento. Foram analisadas as propriedades da mistura de solo com a adição de agregado reciclado misto, e então a produção dos tijolos cerâmicos na olaria, e a produção de tijolos de solo cimento através da prensa manual no laboratório. Após a produção dos tijolos foram feitos ensaios para verificar suas características. 3.1 Caracterização do Agregado Reciclado Misto (ARM) Para realizar a caracterização do agregado reciclado miúdo, foram feitos os seguintes ensaios para determinação de: granulometria para determinação de modulo de finura e diâmetro máximo segundo a NBR NM248 [4], massa específica (NBR NM53) [5], massa unitária (NBR NM45) [6] e teor de finos (NBR NM46) [7]. Os resultados obtidos para o agregado reciclado misto são apresentados na tabela 1 e no gráfico da figura 1. Tabela 1: Caracterização do agregado reciclado Resíduo Misto Massa específica (g/cm³) 2,33 Massa unitária (g/cm³) 1,36 Granulometria (mm) 4,8 Teor de pulverulento (%) 8,4 Figura 1: Curva granulométrica do agregado reciclado misto A partir do ensaio de granulometria, com a curva apresentada no gráfico acima, foi possível determinar o módulo de finura e o diâmetro máximo das partículas, sendo eles 2,34 e 4,8 mm respectivamente. De acordo com a NBR 7211:2009 [8] o módulo de finura encontrado determina que o agregado se encontra na zona ótima. Mostrando que o agregado reciclado misto (ARM) pode ser reutilizado.

3 3.2 Caracterização dossolos Foram caracterizados 3 tipos de solo, são eles: - solo1 solo usado na produção de tijolo de solo cimento; solo 2 mistura de piçarras utilizada pela olaria na produção do tijolo cerâmico maciço; solo 3 mistura de saibros mais agregado reciclado misto, misturados na proporção de 50% em volume. Para os solos, foram realizados os ensaios de compactação para a determinação da umidade ótima, por proctor (NBR 7182) [9], a granulometria e sedimentação (NBR 7181) [10]. Também foram determinados os limites de liquidez (NBR 6459) [11] e de plasticidade (NBR 7180) [12]; por fim, a análise visual e táctil (NBR 7250) [13]. Após a realização dos ensaios de caracterização dos solos, foi possível fazer as curvas granulométricas. Os resultados obtidos para o solo1, solo utilizado na produção de tijolos de solo cimento, são mostrados nas tabelas 2 e 3, e a curva granulométrica na figura 2. Tabela 2: Caracterização do solo 1 Solo 1 Limite de Liquidez (%) 23,5 Limite de Plasticidade (%) 15,5 Umidade Ótima (%) 13,7 Densidade Natural 1,78 (g/cm³) 5 Para o solo cimento, a [1] ABCP (1989) sugere, para um consumo mínimo de cimento, que os limites de liquidez e de plasticidade não sejam superiores a 45% e 18% respectivamente, nesse caso os valores foram inferiores, com limite de liquidez de 23,5% e limite de plasticidade de 15,5%. Os valores mostram que o solo utilizado apresentou-se como satisfatório em relação aos limites propostos pela ABCP. Os resultados obtidos para o solo2, mistura de piçarras usado pela olaria na produção do tijolo cerâmico, são mostrados nas tabelas 4 e 5, e a curva granulométrica na figura 3. Tabela 4: Caracterização do solo2 Solo2 Limite de Liquidez (%) 44,3 Limite de Plasticidade (%) 40,8 Umidade Ótima (%) 23,9 Densidade Natural (g/cm³) 2,05 Tabela 5: Análise Visual e Táctil do solo 2 Visual e Táctil Plasticidade Conclusão Cor: marrom claro. Textura: super fino. Boa plasticidade Solo argiloso Figura 2: Curva Granulométrica do solo 1 (solo para solo cimento) Tabela 3: Análise Visual e Táctil do solo 1 Visual e Táctil Plasticidade Conclusão Cor: avermelhado Textura: fino. Molda com facilidade Solo argilo arenoso Figura 3: Curva Granulométrica do solo 2 (mistura de piçarras) Os resultados obtidos para o solo3, mistura de saibros mais agregado reciclado misto, misturados na proporção de 50%, para a produção de tijolos cerâmicos, são mostrados nas tabelas 6 e 7, e a curva granulométrica na figura 4. Tabela 6: Caracterização do solo 3 Solo3 Limite de Liquidez (%) 27,8 Limite de Plasticidade 23,4 (%) 2

4 Tabela 7: Análise Visual e Táctil do solo 3 Visual e Táctil Cor: marrom claro, acinzentado. Textura: fino. Plasticidade Boa plasticidade, molda com facilidade. Conclusão Solo Areno Argiloso compactação de Proctor determinar a umidade ótima e a densidade natural para cada mistura. Foram realizados ensaios para as misturas de 60% de resíduo e 40% de solo (S60), 70% de resíduo e 30% de solo (S70), e a mistura de 80% de resíduo e 20% de solo (S80). Os resultados são apresentados na tabela 8 a seguir: Tabela 8: Características para cada mistura Umidade ótima (%) Densidade Natural (g/cm³) S80 S70 S60 15,78 15,46 14,83 1,964 1,991 1,951 A partir dos resultados obtidos, os tijolos de solo cimento com adição de resíduo foram executados na proporção de 70% resíduo e 30% do solo argiloso, essa proporção foi a que apresentou maior densidade no ensaio de proctor. Figura 4: Curva Granulométrica do solo 3 (mistura de piçarras com resíduo) Comparando o solo (solo 2) com a mistura solo/resíduo (solo 3), é possível notar que a análise visual e táctil é muito próxima, com a variação de que a mistura apresenta mais partículas arenosas. Quanto ao limite de liquidez e ao de plasticidade, o solo2 apresenta valores significativamente maiores do que os encontrados para o solo 3, demonstrando ter mais plasticidade do que a mistura. O gráfico da granulometria mostra que as partículas do solo2 têm partículas de dimensões menores do que as apresentadas pela mistura (solo 3), devido a adição de resíduo britado, o que altera suas características. 3.3 Definição da Proporção de Resíduo O material utilizado para a produção dos tijolos cerâmicos da olaria consiste de uma mistura de solos, a piçarra roxa e a piçarra vermelha, com proporções de 70% e 30% respectivamente. Para o trabalho foram utilizados 50 % do solo previamente misturado da olaria com adição de 50% de resíduo reciclado misto de construção, medidos em volume. Para os tijolos de solo cimento com adição de resíduo foi definida a partir de um estudo de dosagem, em que a maior parte da mistura fosse composta pelo agregado reciclado misto e através do ensaio de 4. RESULTADOS 4.1 Tijolos Cerâmicos As tabelas mostram os valores correspondentes a cada tipo de secagem disponibilizado pela olaria, o 1 (L1) são os tijolos produzidos sem a adição de resíduo e secos naturalmente no rancho, tomados como referência ao estudo. Os lotes 2, 3 e 4 (L2, L3 e L4) são os tijolos produzidos com a adição de resíduo, e secados no rancho, com o plástico e através da circulação de ar quente, respectivamente. Os resultados encontrados estão apresentados a seguir: Tabela 9: Massa específica e capacidade de absorção média dos tijolos Massa específica média (g/cm³) Capacidade de Absorção (%) L1 1,55 17,5 L2 1,51 19,8 L3 1,50 20,1 L4 1,51 19,7 A capacidade de absorção de água em todos os lotes em que foi adicionado resíduo aumentou em relação ao L1, diferentemente da massa específica, que diminuiu em relação ao lote referência, mostrando que os tijolos passaram a ser mais leves, o que pode se tornar uma vantagem nas construções, po-

5 Resistência (Mpa) Anais do XIX Encontro de Iniciação Científica ISSN rem mais porosos, o que pode vir a diminuir sua durabilidade em certas condições de uso. Tabela 10: Resistência média dos tijolos Resistência à compressão média (MPa) Desvio Padrão Coeficiente de Variação (%) L1 7,55 1,2 15,89 L2 5,81 0,841 14,47 L3 7,27 1,124 15,46 L4 6,69 0, As tabelas mostram os valores correspondentes a cada tipo de tijolo, o lote T1 representa os tijolos de solo cimento produzidos sem a adição de resíduos, o T2 com a adição de resíduos, na proporção de 30% de solo e 70% de resíduo. Os resultados encontrados estão apresentados a seguir: Tabela 11: Massa específica e capacidade de absorção média dos tijolos Massa Específica média (g/cm³) Capacidade de Absorção (%) T1 1,451 23,27 T2 1,598 11,74 Tabela 12: Resistência média dos tijolos Resistência à Compressão média (Mpa) Desvio Padrão Coeficiente de Variação (%) T1 1,12 0, ,30 T2 2,49 0, ,19 Figura 5: Gráfico com Resistências médias por lote De acordo com a NBR 7170:1983 [14] os tijolos são classificados em três categorias que determinam a resistência á compressão mínima que devem suportar, sendo elas A, B e C, com resistências de 1,5; 2,5 e 4,0 MPa respectivamente. A resistência à compressão média dos tijolos produzidos, como mostra a tabela 13, foi superior a 4,0 MPa em todos os lotes, podendo classifica-los na categoria C. O lote L1, dos tijolos da olaria sem resíduo, foram secados no rancho, assim como o lote L2, que continha resíduos na composição, comparando os valores obtidos de resistência média dos dois lotes secados da mesma forma, que foram de 7,55MPa e 5,81MPa respectivamente, a adição do agregado reciclado misto (ARM) fez com que a resistência dos tijolos diminuísse, ainda assim se manteve dentro do esperado pela norma. Já os lotes L3 que obteve 7,27 MPa e L4 que obteve 6,69 MPa, passaram por processos de secagem diferentes do L1, obtiveram resistências médias próximas do lote de referência. Não superiores, mas satisfatórias. A NBR 8492 [15] determina que os valores de absorção média para os tijolos de solo cimento devem ser inferiores a 20%, e a resistência à compressão superior a 2,0 MPa. Para os tijolos produzidos sem a adição de resíduos os valores não atingiram os requisitos da norma, obtendo uma absorção média de 23,27% e a resistência de 1,12 MPa. Diferentemente dos tijolos produzidos com 70% de resíduo, que obtiveram absorção média de 11,74%, sendo bem abaixo do valor especificado, e a resistência à compressão média foi de 2,49 MPa, em relação aos tijolos produzidos sem a adição de resíduo, a diferença foi significativa. Outro ponto notável foi a diferença entre as massas específicas, como os tijolos foram produzidos com as mesmas dimensões, isso mostra que a massa dos tijolos produzidos com resíduo foi maior do que a dos tijolos sem resíduo. 4.2 Tijolos de solo cimento

6 6. AGRADECIMENTOS Agradeço à PUC Campinas pela oportunidade de realizar o trabalho, através da bolsa de Iniciação Científica FAPIC concedida; e também à minha orientadora Prof Dra Lia Lorena Pimentel pelos conhecimentos compartilhados e adquiridos. Figura 6: Gráfico com resistências médias por lote 5. CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos para os tijolos cerâmicos, foi possível concluir que a adição de agregado reciclado misto (ARM) se mostrou eficiente em relação aos valores recomendados pela norma brasileira, mesmo com os diferentes tipos de secagem. Os tijolos feitos apenas com o solo da olaria obtiveram o maior valor de resistência, mas a adição do resíduo não interferiu na queda da resistência dos demais tijolos a ponto de alterar sua classificação frente a norma de especificação, bem como na massa específica e na capacidade de absorção que sofreram pequenas alterações. Para os tijolos de solo cimento, a adição do agregado reciclado misto (ARM) melhorou as características dos tijolos e fez com que eles atendessem aos requisitos exigidos pelas normas brasileiras. Os tijolos produzidos com 70% de resíduo apresentaram, em relação aos tijolos produzidos sem a adição de resíduos, valores de resistência à compressão muito mais elevados, e também valores mais baixos de absorção de água. Portanto, essas conclusões mostram que o agregado reciclado misto pode ser utilizado, não só na pavimentação, mas em diferentes aplicações. Diminuindo o impacto ambiental, tanto nos tijolos cerâmicos, com a diminuição da extração de matéria prima, quanto nos tijolos de solo cimento com a produção menos agressiva.evitando assim a deposição de materiais em lugares indevidos, e diminuindo o numero de aterros sanitários. REFERÊNCIAS [1] ABCP - Associação Brasileira de Cimento Portland (1989). Disponível em: < Acesso em: Abril de [2] ANICER (Associação Nacional da Indústria Cerâmica). Disponível em < em: Maio de [3] ABCERAM (Associação Brasileira de Cerâmica). Disponível em < Acesso em: Abril de [4] Associação Brasileira de Normas Técnicas (2001). NBR NM248 Agregados Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro RJ. 6p. [5] Associação Brasileira de Normas Técnicas (2009). NBR NM53 Agregado Graúdo- Determinação da massa especifica, massa especifica aparente e absorção de á- gua. Rio de Janeiro RJ. 8p [6] Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006). NBR NM45 Agregados Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro RJ. 8p. [7] Associação Brasileira de Normas Técnicas (2001). NBR NM46 Agregados Determinação do material fino que passa através da peneira 75 µm, por lavagem. Rio de Janeiro RJ. 6p. [8] Associação Brasileira de Normas Técnicas (2009).NBR 7211 Agregados para concreto.especificação. Rio de Janeiro RJ. 9p. [9] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1986). NBR 7182 Solo Ensaio de compactação Método de ensaio. Rio de Janeiro RJ. 10p [10] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984). NBR 7181 Solo Análise granulométrica Método de ensaio. Rio de Janeiro RJ. 13p [11] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984). NBR 6459 Solo Determinação do limite de liquidez Método de ensaio. Rio de Janeiro RJ. 6p. [12] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984). NBR 7180 Solo Determinação do limite de plasticidade Método de ensaio. Rio de Janeiro RJ. 3p. [13] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1982). NBR 7250 Identificação e descrição de amostras de solos obtidas em sondagens de simples reconhecimento dos solos Procedimento. Rio de Janeiro Rj. 3p. [14] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1983).NBR 7170 Tijolo maciço cerâmico para alvenaria.especificação. Rio de Janeiro RJ. 4p. [15] Associação Brasileira de Normas Técnicas (1984).NBR 8492 Tijolo maciço de solo cimento determinação da resistência à compressão e da absorção d água. Método de Ensaio. Rio de Janeiro RJ. 5p.