Desempenho de revestimentos de argamassa com Areias recicladas produzidas em canteiro de obras

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1 Desempenho de revestimentos de argamassa com Areias recicladas produzidas em canteiro de obras Elaine Cristina da Rocha Silva (1) Alex Jussileno Viana Bezerra (2) Cláudia Flaviana Cavalcante da Silva (3) Leonardo Fagundes Rosemback Miranda (4) (1) Universidade Federal de Pernambuco. (2) Instituto Federal do Ceará. (3) Universidade Federal de Pernambuco. (4) Universidade Federal do Paraná. RESUMO A produção de revestimentos de argamassa com areia reciclada pode ser uma alternativa viável tecnicamente, além de minimizar o impacto ambiental associado ao volume de resíduos gerados nos canteiros. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de revestimentos de argamassa feitos com areias recicladas produzidas em um canteiro de obras da cidade de Recife/PE, seguindo procedimento racional de dosagem e controle tecnológico proposto por Miranda (2009) (6). Como resultados, o agregado reciclado com Dmáx igual a 4,8 mm permitiu maior aproveitamento do RCD gerado em comparação com o Dmáx 1,2 mm. Os parâmetros utilizados para controle não comprometeram a logística no canteiro nem a eficiência dos resultados. O trabalho confirmou a viabilidade da metodologia racional proposta (6) para a dosagem e controle de revestimentos de argamassa com areia reciclada em obra, em função da possibilidade de execução do controle tecnológico proposto e da obtenção de revestimentos com bom desempenho. Palavras-chave: areia reciclada, canteiro de obra, argamassa, emboço.

2 Performance of plasterings with reclycled sands produced in construction site ABSTRACT The production of plastering with recycled sand can be a technically viable alternative, also minimizing the environmental impact associated with the volume of waste generated at construction sites. The aim of this study is evaluate the performance of plasterings of mortar with recycled sands produced at construction site of Recife city, following rational dosage procedure and technological control proposed by Miranda (2009). As result, the recycled aggregate with maximum size of 4.8 mm allowed a better use of CDW generated compared with the maximum size 1.2 mm. The parameters used to control did not affect the logistic or efficiency of the results. The study confirmed the viability of the rational methodology proposed to dosage and controlling of plasterings with recycled sand on site, according with possibility execution of proposed technological control and obtaining of plasterings with good performance. Keywords: recycled sand, construction site, mortar, plastering. 1. INTRODUÇÃO Diante dos problemas ambientais gerados pela grande quantidade de resíduos de construção e demolição (RCD), tem-se observado um crescente interesse do setor técnico-científico no estudo da reciclagem desses materiais, devido a construção civil gerar de 50 a 70% do volume total de sólidos urbanos, com o agravante da destinação inadequada, na maioria das vezes (1). Entre as dificuldades existentes para a reciclagem do RCD estão sua elevada heterogeneidade e a presença de contaminantes, principalmente na fração miúda, e que podem inviabilizar sua aplicabilidade (2). Outro problema está no fato das areias recicladas apresentarem, em geral, um teor de finos < 0,075 mm e uma absorção de água elevados, o que influencia nas propriedades no estado fresco (consistência e retenção de água) e endurecido (resistência mecânica e retração por secagem) das argamassas, bem como no

3 desempenho dos revestimentos, principalmente quanto ao surgimento de fissuras, permeabilidade e aderência ao substrato (3). Estes problemas foram sentidos na década de 90 pela construção civil, quando se iniciou a prática de instalar moinhos argamasseiras nos canteiros de obras para produção de argamassas de assentamento e revestimento com areia reciclada produzida no próprio canteiro. Entretanto, a falta de conhecimento técnico sobre este tipo de areia, a inexistência de controle de qualidade e o uso de procedimentos empíricos de dosagem fizeram com que diversas patologias se manifestassem nos revestimentos, principalmente pulverulência superficial e fissuração mapeada, resultando no abandono desta prática. Em trabalhos internacionais, a resistência à aderência (4), (5), e a retração por secagem (6) foram alguns enfoques dados às argamassas de revestimento produzidas com areia reciclada. No Brasil, os estudos foram mais direcionados para o comportamento mecânico e o desempenho das argamassas (2), (3), levando a um melhor conhecimento do potencial do RCD. Em 2007, um dos autores deste trabalho iniciou um projeto de pesquisa cujo objetivo era desenvolver um procedimento para a reciclagem de RCD no próprio canteiro de obras e a utilização da areia reciclada na produção de argamassas para assentamento de alvenaria, contrapisos e revestimento de paredes, utilizando um procedimento racional de dosagem e controle de qualidade, inclusive com proposição de propriedades a serem controladas e limites de especificação. Tal metodologia foi desenvolvida com base nos resultados apresentados em (3), (4), (5) e em parceria com construtoras da cidade do Recife e com o apoio financeiro do CNPq, cujos resultados estão apresentados no relatório final do projeto (6). Em resumo, a metodologia proposta se baseia num procedimento racional de dosagem e controle de qualidade. A dosagem é realizada em função do teor total de finos < 0,075 mm e do consumo de cimento das argamassas. O controle tecnológico foi definido em função de correlações entre propriedades dos agregados, argamassas e revestimentos, propondo-se valores máximos e mínimos de variação para cada propriedade. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de revestimentos de argamassa feitos com areias recicladas produzidas em um canteiro de obras da

4 cidade de Recife/PE, seguindo o procedimento racional de dosagem e controle tecnológico proposto por Miranda (2009) (6). 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 Materiais utilizados A argamassa foi composta pelos seguintes materiais: - cimento portland do tipo CP II-Z-32, empregado no canteiro de obra de uma construtora, localizada em Recife; - areia fina natural, de origem quartzosa, oriunda da própria obra; - areia reciclada proveniente da reciclagem de RCD do próprio canteiro, originados das fases de alvenaria e revestimento (7) ; - cal CH I, da marca Cal Leve, utilizada na obra e conforme a NBR 7175/92; - a água utilizada foi a mesma consumida pela obra, que é uma água potável, distribuída pelo sistema de abastecimento de água da cidade do Recife. 2.2 Seleção das amostras de areia reciclada A areia reciclada foi obtida a partir da moagem do resíduo gerado, num período de três semanas, num canteiro de obra de Recife, sendo o material de cada semana representado por um ciclo. A obra estava numa fase de elevada geração de resíduos cerâmicos e de argamassa. Os resíduos foram coletados nos pavimentos de geração, ensacados e levados por meio do guincho ao pavimento em que se encontrava instalado o moinho. As amostras de RCD passaram previamente por um processo de triagem que consistia de simples averiguação visual e retirada de materiais provenientes de classe B, tais como, madeira, vidro, metais e plásticos, não sendo contabilizado de outras classes. Na seqüência, o RCD foi triturado em moinho de martelo (Figura 1a), contabilizando uma produtividade de 12 kg/min (RCD moído), peneirando nas peneiras de abertura de 1,2 mm e 4,8 mm. O agregado reciclado com Dmáx igual a 4,8mm permitiu aproveitamento de quase 100% do RCD gerado, levando a definir esta dimensão para ser utilizada na produção das argamassas.

5 Figura 1: a) Moinho. b) Moinho envolto com caixa de madeira. c) Areia reciclada. Para amenizar a poeira gerada durante o procedimento de moagem do resíduo, o moinho foi protegido por uma caixa de madeira, conforme se observa na Figura 1b. A Figura 1c apresenta a areia proveniente da moagem pronta para peneiramento na fração desejada. As areias recicladas de cada ciclo foram caracterizadas, na própria obra, quanto ao teor de finos < 0,075 mm e absorção de água (Tabela 1). Tabela 1: Resultados de caracterização das amostras de areia. Amostra Absorção de água (%) Teor de finos < 0,075 mm (%) Ciclo 1 4,4 16,7 Ciclo 2 5,0 17,9 Ciclo 3 5,0 16,1 REF (obra) 0,4 3,3 2.3 Dosagem das argamassas de revestimento Para a definição do traço das argamassas tomou-se por base o consumo de cimento e a densidade de massa fresca, conforme sugerido por Miranda (2009) (6) para argamassas de emboço, e em função do teor total de finos com variação de 20 a 25% (2). Foram confeccionadas uma argamassa de referência com areia natural e outras argamassas com amostras de areia reciclada produzidas em cada ciclo. Na Tabela 2 estão apresentados os traços para a produção das argamassas de revestimento. As relações a/c total foram definidas de forma a se obter uma argamassa trabalhável em obra, com abatimento no tronco de cone de 120 ± 10 mm.

6 Tabela 2: Dosagem das argamassas de revestimento. Ciclo 1º 2 3 REF (obra) Traço (massa) Dmáx (mm) 1:8 4,8 Teor de areia reciclada (%) Teor total de finos < 0,075 mm (%) Relação a/c total 75 23,0 1, ,0 2, ,8 2, ,0 2, ,6 2, ,5 2,30 1:0,4:6,08 2,4 0 21,4 1,30 A argamassa de referência foi produzida no traço 1:0,4:6,08, em massa. Apesar dela ter um consumo de cimento superior em relação às argamassas com areia reciclada, foi utilizada aqui por ser o traço produzido na obra e por apresentar um teor de finos < 0,075 mm dentro do intervalo proposto por Miranda (2009) (6). As argamassas recicladas foram produzidas em traço 1:8 (cimento:agregado), em massa, pois, a partir de testes iniciais, foi observado que esta proporção resultaria em uma argamassa com consumo de cimento entre 160 e 170 kg/m 3, conforme proposto por Miranda (2009) (6) para revestimentos internos. O diâmetro máximo e o módulo de finura médio das areias recicladas são 4,8 mm e 2,4 mm, respectivamente. Na Figura 2 são apresentadas as curvas granulométricas das areias recicladas. 2.4 Execução dos painéis de revestimento Foram executados painéis de argamassa com área de, aproximadamente, 1,5 m 2 e espessura média de 15 mm, aplicados sobre substratos com e sem chapisco e em ambiente interno para evitar a interferência de outros fatores numa possível fissuração. O processo de produção das argamassas recicladas foi em betoneira, respeitando a ordem padronizada estabelecida pelo procedimento experimental adotado: 1) areia reciclada + areia natural + parte da água sem comprometer a trabalhabilidade (mistura por 2,0 min); 2) descanso da mistura (5 min); 3) mistura + cimento (1,5 min). Portanto, para cada ciclo foram produzidos 2 painéis: 1 com chapisco, e 1 sem chapisco.

7 Figura 2: Curvas granulométricas das areias recicladas. 2.5 Ensaios mecânicos e de desempenho Foram moldados 3 corpos de prova 4x4x16 cm para ensaios de resistência a compressão e à tração na flexão, para cada ciclo de amostra. Estes corpos de prova, após 28 dias de cura, sendo 7 dias submersos, 14 dias em ambiente climatizado, e mais 7 dias em estufa à temperatura de 100ºC, foram rompidos conforme a NBR Este procedimento de cura foi adotado para garantir que todos os corpos de prova estivessem secos no momento da ruptura. Uma cura seca ao ar poderia fazer com que os corpos de prova apresentassem diferentes teores de umidade influenciando nos resultados. Além disso, este processo de cura já foi utilizado em outros trabalhos (2),(3), possibilitando uma futura comparação. A análise de desempenho consistiu no acompanhamento da fissuração dos painéis até estabilização e ensaio de resistência de aderência à tração, aos 28 dias. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 3 apresenta um resumo dos resultados das principais propriedades obtidas no estado fresco e endurecido com as argamassas utilizando areia reciclada.

8 Ciclo 1º 2 3 REF (obra) Tabela 3: Resultado dos ensaios de caracterização das argamassas. Proporção de mistura Teor de areia reciclada no total de agregado (%) Teor total de finos < 0,075 mm (%) a/c total Consumo de cimento (kg/m³) Dens. fresca (kg/m³) Resist. à compr. (MPa) Resist. à tração (MPa) 1: ,97 1, ,6 1,0 1: ,96 2, ,3 0,6 1: ,79 2, ,6 0,6 1: ,05 2, ,9 0,5 1: ,60 2, ,2 1,1 1: ,46 2, ,3 0,8 1:0,4:6, ,4 1, ,3 1,9 A Figura 3 mostra que as argamassas produzidas nas 3 semanas no canteiro de obra, para um mesmo teor de areia reciclada no total de agregados, apresentaram uma baixa variação do teor total de finos < 0,075 mm, uma vez que o traço das argamassas permaneceu constante e que teor de finos das areias recicladas também não variou significativamente. Isto porque a natureza do RCD também apresentou baixa variabilidade neste período. O resultado de resistência à compressão (Figura 4) indica que 4 das 6 argamassas com areias recicladas incluem-se no intervalo, entre as faixas, sugerido por Miranda (2009) (6), de 4 e 7 MPa. Todas apresentaram resistência à tração na flexão mínima de 0,5 MPa. As argamassas que apresentaram resistência à compressão < 4 MPa foram as do 2º ciclo. Apesar da metodologia (6) sugerir limite de 23% para o teor total de finos, houve amostras com teores superiores e que apresentaram resistências compatíveis (Figuras 5 e 6), o que indica uma margem de segurança da metodologia proposta. A amostra do ciclo 2 apresentou valores de resistência à compressão abaixo do limite inferior, indicando que outros fatores podem ter interferido na resistência, como problemas durante a moldagem, cura ou transporte dos corpos de prova, já que estes foram preparados no próprio canteiro.

9 Figura 3: Teor total de finos < 0,075 mm da argamassa em função do ciclo de geração do resíduo. Figura 4: Resistência à compressão em função do teor de areia reciclada, com os limites inferiores e superiores propostos por Miranda (2009) (6). Para a areia natural, os valores de resistência à compressão e à tração na flexão foram bem superiores devido ao elevado teor de cimento e baixa relação água/cimento.

10 Limite superior Limite inferior Figura 6: Resistência à compressão em função da densidade de massa fresca, com os limites superior e inferior propostos por Miranda (2009) (6). Para o intervalo de resistência indicado na Figura 6, observa-se pequena variação para a densidade de massa fresca para as argamassas recicladas, entre 1846 e 1907 kg/m³, indicando homogeneidade entre as amostras de areia reciclada geradas nos ciclos de produção da obra. Resultado semelhante foi obtido também para o consumo de cimento por m 3, que variou entre 162 a 176 kg/m³, corroborando com a mesma metodologia que faz inferência ao mínimo de 160 kg/m³ para argamassas com areia reciclada. Os parâmetros de dosagem estabelecidos, densidade fresca e consumo de cimento por m 3, foram coerentes, pois se correlacionaram com a resistência à compressão, indicando que o controle dos insumos é possível e imprescindível nos canteiros. A Figura 7 indica que também a relação a/c é dependente do teor total de finos < 0,075 mm da argamassa, o que confirma ainda mais a importãncia desta propriedade no controle do desempenho das argamassas e revestimentos.

11 Relação a/c 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 R² = 0,6642 1, Teor total de finos < 0,075 mm (%) Figura 7: Correlação entre a relação a/c total e o teor total de finos < 0,075 mm da argamassa. Os resultados de aderência e fissuração das argamassas, com e sem chapisco, estão apresentados na Tabela 4. Tabela 4: Resumo dos resultados de aderência e fissuração. Ciclo Ref % areia reciclada Chapisco Fissuras Qte cm/m 2 Aderência (MPa) 75 Não ,06 75 Sim 0 0 0, Sim 0 0 0,09 75 Não ,10 75 Sim 0 0 0, Não ,06 75 não ,05 75 sim ,1 0 não sim Observa-se que os resultados de aderência com chapisco ficaram melhores que sem chapisco, mas ainda aquém do limite de 0,20 MPa estabelecido por norma. Além disso, pouca diferença se observa na aderência quando se reduz o teor de areia reciclada de 100% para 75%. Assim, como alternativas para melhorar estes resultados, tem-se a redução do teor de areia reciclada para 50%, como encontrado por Miranda (2009) (7), o uso de chapisco no substrato e o aumento do consumo de cimento das argamassas (para redução da relação a/c).

12 Quanto à fissuração, observa-se também um efeito positivo do uso do chapisco onde em apenas um dos painéis chapiscados apareceu uma pequena fissuração, mas ainda dentro de limites aceitáveis. Para os painéis sem chapisco, apenas dois apresentaram uma fissuração excessiva, cujo resultado ruim não parece estar relacionado com nenhuma das propriedades dos agregados ou das argamassas no estado fresco e endurecido aqui analisadas, podendo ter sofrido influência de fatores externos. A argamassa de referência, apesar de maior consumo de cimento, não apresentou fissuras com o teor total de finos < 0,075 utilizado, conforme proposto por Miranda (2000) (2). Em análise visual os painéis não apresentaram pulverulência superficial, nem som oco observado com o toque e ainda acabamento em boas condições. 4. CONCLUSÕES O trabalho confirmou a viabilidade da metodologia racional proposta (6) para a dosagem e controle de revestimentos de argamassa com areia reciclada em obra. Apesar de tal metodologia ter sido desenvolvida utilizando areias recicladas com diâmetro máximo de 1,2 mm, sugere-se que, sempre que possível, tal dimensão seja ampliada para até 4,8 mm, pois reduz-se o risco de fissuração e a necessidade de peneiramento da areia reciclada. Os parâmetros utilizados para produção das argamassas com areia reciclada não comprometeram a logística no canteiro nem a eficiência dos resultados. Confirmou-se que a variabilidade entre as amostras de uma mesma fase é pequena (7), levando a uma distribuição granulométrica, teor de finos e consumos de cimentos semelhantes. Ressalvas para os valores de resistência de aderência à tração estarem abaixo do estabelecido por norma, apesar de valores representativos para as resistências à compressão e à tração na flexão. Redução do teor de areia reciclada para 50%, uso de chapisco e redução da relação a/c são alternativas para melhorar a aderência. Assim, o controle tecnológico proposto para a produção de argamassas com areia reciclada mostrou-se viável, permitindo a redução de perdas de materiais, a obtenção de revestimentos mais econômicos e com desempenhos aceitáveis.

13 5. AGRADECIMENTOS Ao CNPq pelo apoio financeiro, à Universidade Federal de Pernambuco, à Pernambuco Construtora pela parceria, e ao ITEP (Instituto de Pesquisas Tecnológicas de Pernambuco) pelo apoio nos ensaios mecânicos. 6. REFERÊNCIAS 1. FARIAS, R.S.; LIMA, F.B.; VIEIRA, G.L.; BARBOZA, A.S.R.; GOMES, P.C.C. Análise de propriedades de resistência à compressão e módulo de elasticidade em prismas de blocos de concreto produzidos com agregados reciclados de resíduos de construção e demolição. In: 47º Congresso Brasileiro do Concreto, Olinda PE. 2. MIRANDA, L.F.R. Estudo de fatores que influem na fissuração de revestimentos de argamassa com entulho reciclado. São Paulo, 2000, 172p. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. 3. MIRANDA, L.F.R. Contribuição ao desenvolvimento da produção e controle de argamassas de revestimento com areia reciclada lavada de resíduos Classe A da construção civil. São Paulo, p. Tese (Doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. 4. MORICONI, G., CORINALDESI, V., ANTONUCCI, R., Environmentallyfriendly mortars: a way to improve bond between mortar and brick. Materials and Structures, 36 (264), 2003, p MORICONI, G., CORINALDESI, V., ANTONUCCI, R., Environmentallyfriendly mortars: a way to improve bond between mortar and brick. Materials and Structures, 36 (264), 2003, p MESBAH, H.A.; BUYLE-BODIN, F. Efficiency of polypropylene and metallic fibers on control of shrinkage and cracking of recycled aggregate mortars. Construction and Buildings Materials, 13. p SELMO, S.M.S. Dosagem de argamassas de cimento Portland e cal para revestimento externo de fachadas dos edifícios. São Paulo, p. Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. 8. BARROS, M.M.S.B. Recomendações para a produção de contrapisos para edifícios. São Paulo, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo.

14 9. MIRANDA, L.F.R. Metodologia para a reciclagem de resíduos de construção classe A em canteiros de obras. Relatório Final de Pesquisa. Projeto CNPq Universal / SILVA, E.C.R. et al. Propriedades de agregados reciclados produzidos a partir de RCD gerado em canteiros de obras de Recife/PE para uso em argamassas. In: Simpósio Brasileiro De Tecnologia Das Argamassas, V.8, Curitiba, Anais... Porto Alegre: ANTAC, 2009.