OBTENÇÃO DE UM COMPÓSITO UTILIZANDO RASPA DE PNEU PARA A FABRICAÇÃO DE BLOCOS PARA PAVIMENTAÇÃO

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1 OBTENÇÃO DE UM COMPÓSITO UTILIZANDO RASPA DE PNEU PARA A FABRICAÇÃO DE BLOCOS PARA PAVIMENTAÇÃO Souza, L.G.M.S.; Vieira, A. P. N. B.; Silva, T. S., Varela, P. H. A; Santos, N.R.G.; Oliveira, M. L.. Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Foi demonstrada a viabilidade de um compósito contendo pneu triturado na fabricação de blocos para pavimentação, meio-fio e sarjetas. Serão abordados os processos de fabricação e montagem do bloco a ser produzido e estudadas várias formulações para o compósito, com diferentes proporções entre os elementos constituintes: brita, areia, cimento, gesso e raspa de pneu. Serão determinadas algumas propriedades do compósito proposto. Será demonstrada a viabilidade de tal compósito, determinando-se qual a formulação mais desejada para a obtenção das propriedades pretendidas, de acordo com normas técnicas. Para uma das formulações obteve-se resistência à compressão em torno de 20 MPa e absorção de água de 5,0%. Palavras-chaves: compósito, resíduos, blocos para pavimentação, reuso de materiais. INTRODUÇÃO Os blocos intertravados estão ganhando espaços maiores no cenário da pavimentação, pois trazem tanto vantagens dos pavimentos rígidos (concreto) quanto dos pavimentos flexíveis (asfalto), além de possuírem uma estética agradável pela gama de opções geométricas e de cores (FLGBLOCOS, 2013). Várias são as aplicações desses blocos; as vias urbanas sujeitas ao tráfego de veículos comerciais, calçadas, estacionamentos, ciclovias, terminais de ônibus, pavimentos internos de indústrias, armazéns de carga e praças, dentre outros. Sua ampla aplicação expande horizonte para utilização do resíduo da recauchutagem no concreto em blocos de pavimentação, como uma alternativa tecnológica sustentável. Os estudos realizados sobre a utilização do resíduo da recauchutagem em substituição dos agregados do concreto apontam para uma diminuição da resistência a compressão, mas, em contra partida, a tenacidade do concreto com borracha é superior a do concreto tradicional. 3952

2 Assim, o presente estudo irá abordar a obtenção e caracterização de um material compósito para a fabricação de blocos de pavimentação, aproveitando resíduos de pneu oriundos do processo de recauchutagem, incorporando determinada porcentagem ao traço do concreto, aproveitando suas propriedades, inserindo-a no concreto como alternativa ao seu descarte. MATERIAIS E MÉTODOS O estudo da adição de pneu no concreto foi realizado em duas etapas, na primeira foram confeccionados corpos de prova com determinados traços e na segunda utilizou-se outra dosagem do traço de acordo com os resultados obtidos no ensaio de resistência a compressão da primeira etapa. O traço das formulações utilizadas, esta descrita em volume e em peso na Tab. 1. Tabela 1. Traço dos componentes do concreto na primeira etapa. COMPOSIÇÃO TRAÇO EM VOLUME CIMENTO: AREIA: BRITA: PNEU TRAÇO EM PESO BSPB3 1:2:2 1;5 BCPB1 1:2:2:0,5 1;5 BCPB2 1:2:2:0,5 1;5 BCPB3 1:2:2:0,5 1;5,5 B1: Brita com granulometria de 4,8 a 9 mm (cascalho); B2: Brita com granulometria de 9,1 a 9,52 mm; B3: Brita com granulometria > 9,53 mm. Propriedades do concreto no estado endurecido As propriedades mecânicas do concreto, no estado endurecido, estudadas foram: a resistência à compressão, a resistência à tração (compressão diametral). Também, foram estudadas as propriedades físicas como densidade aparente do concreto e absorção de água. Determinação da resistência à compressão A resistência à compressão é tomada como base para caracterizar a qualidade do concreto. Foi medida pelo ensaio de compressão axial simples, onde corpos de 3953

3 prova cilíndricos são carregados até a ruptura. O procedimento utilizado para o ensaio obedeceu a ABNT NBR 5739 (1994). O equipamento para a realização de tal ensaio foi disponibilizado pelo laboratório de Engenharia Civil da (UFRN) uma Máquina Universal de Ensaios AMSLER. Esse equipamento fornece o valor da carga em Newton. Os corpos de provas foram colocados na maquina com eixo vertical nos pratos da prensa, e assim aplicado uma força até sua ruptura por compressão. Determinação da resistência à tração por compressão diametral Para caracterizar a resistência à tração do concreto foi utilizado o ensaio de tração por compressão diametral. O ensaio de resistência à tração por compressão diametral foi realizado segundo a ABNT NBR 7222 (1994). O ensaio de resistência à tração por compressão diametral foi realizado aos 28 dias de idade, na Máquina Universal de Ensaios AMSLER do Laboratório de Engenharia Civil da. Determinação da absorção de água O ensaio para a determinação da absorção de água se seguiu a norma NBR (ABNT, 1991), que foi utilizada pelo fato de não existir norma específica no país referente ao ensaio de absorção de água de concreto para pavimentação. Os corpos de prova foram colocados na estufa para secar em temperatura de 110ºC durante 24 h e em seguida foram pesados. Os blocos foram imersos no tanque de água por dois dias ate saturação dos mesmo, em temperatura ambiente. Densidade aparente A densidade aparente considera o volume do material levando em conta os poros abertos presentes, sendo inferior ao volume determinado pela medição indireta das dimensões do corpo de prova no cálculo da densidade volumétrica. Para determinação da densidade aparente do concreto foi utilizado medidor de densidade DSL910, com amostras do concreto menor que 5g. A densidade do corpo é igual à razão entre seu peso e o empuxo do fluido sobre ele. Microscopia eletrônica de varredura A investigação da microestrutura é de fundamental importância para a compreensão das propriedades desenvolvidas pelo material. A superfície do concreto rompido por 3954

4 compressão diametral foi submetida ao estudo de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para verificar a dispersão das partículas de borracha no corpo de concreto e a aderência entre a pasta de cimento e o agregado de borracha. O equipamento utilizado na analise microestrutural dos compósitos foi da marca Hitachi, modelo TM 3000 do Lab. de Engenharia de Materiais da UFRN. RESULTADOS E DISCUSSÕES A seguir, serão apresentados os resultados dos ensaios realizados, com as respectivas discussões e análises para cada propriedade avaliada, realizados na primeira e segunda etapa. Resistência á compressão A Tab. 2 apresenta os valores da resistência mecânica à compressão para as duas etapas desenvolvidas. Tabela 2. Resultados da resistência à compressão 1ª e 2ª etapas. Resistência à compressão Composição (MPA) 7 dias 28 dias 1ª etapa BSPB BCPB1 12,8 14,9 2ª etapa BSPB1(1/2) 23 25,35 BCPB1(1/2) 17,9 20 A resistência de 20 MPa obtida pela concreto com adição de pneu não se enquadra para aplicação de blocos para pavimentação, devido a norma NBR 9781 (1987) que preconiza uma resistências mínima de 35 MPa, porém os blocos de pavimentação podem ser utilizados em ambientes com solicitações leves como calçadas, praças, ciclovias e condomínios residências não necessitando de uma resistência tão elevada. De acordo com o Departamento de Estradas de Rodagem (DER), o concreto empregado na moldagem dos meios fios, sarjetas e sarjetões deve possuir resistência mínima de 20 MPa no ensaio de compressão simples aos 28 dias. Em 3955

5 função dessa constatação partiu-se para a fabricação de blocos e um modelo de meio fio que pudesse ser aplicado nas possibilidades apresentadas pelo DER. Resistência à tração por compressão diametral A diferença nos resultados apresentados pelos concretos BSPB1(1/2) e BCPB1(1/2) é ínfima. Porem o concreto sem adição de fibra de borracha apresentou ruptura completa e o concreto com adição apresentou fissuração reduzida. O concreto possui uma pequena resistência à tração, em torno de 10% da resistência à compressão. A Tab. 3 está descrito os valores da resistência à tração da ordem da resistência à compressão, adquirida pelos concretos da primeira e segunda etapa dos compósitos em estudo. Tabela 3. Resistências à compressão e à tração por compressão diametral. COMPOSIÇÃO RC RT RT/RC (MPa) (MPa) BSPB3 28/30,0 1,84 0,613 BCPB1 12,8/14,9 0,95 0,637 BSPB1(1/2) 23,0/25,35 1,27 0,05 BCPB1(1/2) 17,9/20 1,20 0,06 Percebe-se que nas formulações estudadas na primeira e segunda etapas, não se obteve uma resistência à tração na ordem de 10% da resistência à compressão, sendo o resultado em torno de 6%. Absorção de água Os resultados da absorção de água nos concretos com adição do resíduo de pneu BCPB1(1/2) são iguais a 6% e os concretos sem adição BSPB1 (1/2) a 5,6%, estes valores estão conforme a determinação da norma. Resultados da densidade aparente Observando os resultados da densidade aparente, nota-se que o compósito contendo adição do resíduo de pneu, BCPB1 (1/2) apresentou uma densidade inferior correspondente a 7,0% em relação a do concreto sem adição BSPB1(1/2). 3956

6 Analise da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) As microscopias das amostras do BSPB1 (1/2) e BCPB1 (1/2) estão mostradas na Fig. 1 com aumento de 100X, sendo (a) a pasta de cimento e (b) o agregado graúdo (brita). Próximo à seta pode ser verificar trinca e poro o que fragiliza o compósito. Pode-se notar em (a) a fibra de pneu e sua interface com a pasta de cimento, em (b) nota-se o agregado graúdo e em (c) nota-se a presença de bolha. Observam-se também trincas, conferindo ao concreto uma menor resistência. Figura 1. Imagens do MEV com ampliação de 100X do BSPB1(1/2) e BCPB1(1/2). Fabricação de blocos para outras finalidades Em virtude do compósito BCPB1(1/2) ter apresentado uma resistência de 20 MPa, suficiente para aplicação em blocos de pavimentação com solicitações leves e apresentar resistência adequada exigida para produção de meios fios, foram produzidos modelos com esse traço, de blocos de pavimentação e meio fios, com intuito de demostrar sua viabilidade. Para a fabricação das peças foram utilizados moldes de madeira. O molde para os blocos de pavimentação tinha dimensões de 17x9x7cm e o molde para a produção do meio fio de dimensões de12x47x30cm. Na Fig. 2 pode se ver as etapas da produção dos blocos para pavimentação e dos meios-fios. 3957

7 Figura 2. Etapas da produção dos blocos para pavimentação. CONCLUSÕES E SUGESTÕES 1. A resistência mecânica do compósito proposto foi inferior a do compósito convencional; 2. A resistência mecânica do compósito estudado demonstrou-se viável para a fabricação de blocos para outras aplicações; 3. O compósito de maior resistência mecânica foi o que utilizou a raspa de pneu de maior granulometria; 4. Os compósitos obtidos da formulação BCPB1(1/2), da segunda etapa, com resistência em torno de 20 MPa podem ser utilizados em locais de solicitações leves como praças, calçadas, ciclovias, entre outros; 5. O compósito com adição de fibra de pneu, BCPB1(1/2) pode também ser utilizados na fabricação de meio fio e sarjetas; 6. Produzir um compósito com outras formulações, priorizando a adição de uma maior quantidade de resíduo de borracha; 7. Produzir um compósito para a fabricação de alvenaria estrutural e lajes; 8. Adicionar o EPS ao compósito buscando-se uma maior resistência térmica, visando o conforto. REFERÊNCIAS ALBUQUERQUE, A. C. Estudo das propriedades de concreto massa com adição de partículas de borracha de pneu. 2009, Tese (Doutorado em Engenharia Civil ) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRS, Porto Alegre. 3958

8 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT, NBR 5738, NBR 7222, NBR 5739, NBR 11578, NBR 9780, NBR 9781, NBR 6118, NBR 12118, Rio de Janeiro, FRANCO, J. M. Produção de blocos de concreto para pavimentação (BCP) utilizando resíduos de galvanoplastia Dissertação ( Mestrado em Engenharia Urbana ) - Universidade Estadual de Maringá, Paraná. GRANZOTTO, L. Concreto com adições de borracha uma alternativa ecologicamente viável Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana) - Universidade Estadual de Maringá, Paraná. SAMPAIO, Z. L. M. Analise do comportamento mecânico de concretos produzidos com incorporação de cinza do bagaço da cana de açúcar de variedades SP911049, RB92579 e SP Dissertação ( Mestrado e Engenharia Civil) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN, Natal. SANTOS, R. M. Efeito da adição de partículas de borracha de pneu nas propriedades físico-mecânicas de compósito cimentício. 2012, Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de São João Del-Rei, Minas Gerais. ABSTRACT OBTAINING A COMPOSITE USING TIRE OF SHAVING FOR MANUFACTURE OF BLOCKS FOR PAVING The feasibility of a composite containing triturated in tire manufacture of paving blocks, curb and gutter been demonstrated. Gravel, sand, cement, plaster and scrape tire: manufacturing processes and assembly of the block to be produced and studied various formulations for the composites with different proportions between the constituent elements will be addressed. Will be determined some properties of the proposed composite. The feasibility of the composite shall be established, thereby determining the most desirable formulation for achieving the desired properties in accordance with standards. For the formulations obtained compression strength around 20 MPa and water absorption of 5.0%. Keywords: composite, waste, pavers, reuse of materials. 3959