Avaliação da Resistência Mecânica em Tijolos de Solo-Cimento com 30% de Resíduos de Pavers na Cidade de Sinop-MT

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1 Avaliação da Resistência Mecânica em Tijolos de Solo-Cimento com 30% de Resíduos de Pavers na Cidade de Sinop-MT Bruno Dias Ferreira 1, Prof. Dr. André Luiz Nonato Ferraz 2, Bruno de Almeida Arvani 3 1 Graduando em Bacharelado em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, eng.brunodf@outlook.com 2 Doutor em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, andreferraz77@hotmail.com 3 Graduando em Bacharelado em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, brunoarvani@gmail.com Resumo: O presente cenário econômico brasileiro - que deve perdurar ainda por um tempo com déficits em vários setores importantes, sociais e econômicos - influencia diretamente no setor de construção civil, responsável por grande parte de impactos ambientais que circundam as grandes cidades. Deste modo, sendo a cidade de Sinop-MT uma referência em crescimento e desenvolvimento a nível nacional, é de suma importância investir em técnicas menos impactantes ao nosso meio. O presente estudo visou analisar tijolos de solo-cimento com substituição de 30% de resíduos de pavers, artefato de concreto de uso em calçadas cada vez mais comum na região, com adição de 8% de cimento. A partir dos resultados, concluiu-se que nos tijolos onde foram adicionados resíduos houve um aumento na resistência à compressão, porém, sem atingir o mínimo exigido por norma para 7 dias. Quanto à absorção de água, houve uma diminuição, atingindo assim a quantidade máxima imposta por norma. Palavras-chave: materiais alternativos, reciclagem, resíduos de construção, tijolo ecológico Evaluation of Mechanical Resistance in Soil-Cement Bricks with 30% Pavers Residues in the City of Sinop-MT ABSTRACT: The current Brazilian economic scenario - which may persist for a long time with deficits in several important sector, such as social and economic - directly influences the construction sector, responsible for a large part of environmental impacts that surround large cities. Therefore, as Sinop-MT is a reference in national growth and development, it is important to invest in techniques that creates less impact to the environment. The present study aimed to analyze soil-cement bricks with a 30% replacement of pavers, an increasingly common concrete artifact in sidewalks in the Sinop region, with the 8% addition of cement. From the results, it was concluded that in the bricks where waste was added there was an increase in the compressive strength, however, when it comes to 7 days compressive strength, it did not achieved the minimun required by standard models. Regarding water absorption, there was a decrease, which reached the maximum amount imposed by the standard model. Keywords: alternative materials, construction waste, recycling, ecological brick

2 Introdução A condição ambiental é uma das principais preocupações nas pautas acerca do futuro do meio onde vivemos. O corrente modelo de expansão econômica e consequentemente, aliados ao grande crescimento populacional, atuam diretamente sobre o meio ambiente e demandam a adoção de medidas alternativas e sustentáveis na exploração de recursos naturais (BATISTA, 2010). Em se tratando do setor da construção civil, este aparece como um grande gerador de resíduos desde a produção de materiais, nas atividades no canteiro, manutenções, modernizações e demolição (JOHN, 2000), ou seja, está em praticamente todas as etapas relacionadas à área, o que acarreta não somente uma quantidade grande de material, mas também uma diversidade das características desses resíduos. Segue, na Tabela 1, uma estimativa de produção per capta de resíduos sólidos urbanos, da CETESB-SP (2014, pag. 23). Tabela 1 - Índices estimativos de produção "per capita" de resíduos sólidos urbanos, adotados em função da população urbana POPULAÇÃO (hab) Produção (kg,hab.dia) Até ,7 De a ,8 De a ,9 Maior que ,1 Fonte: CETESB - SP, 2014 Segundo dados do Sinduscon de São Paulo (SINDUSCON, 2012), estima-se que o Resíduo de Construção Civil (RCC) é produzido entre 0,4 a 0,7 t/hab.ano e pode representar 2/3 da massa de resíduos sólidos municipais, ou seja, o dobro dos resíduos sólidos domiciliares. De forma parecida, dados do Ministério do Meio Ambiente - MMA (2010) ilustram a composição dos resíduos sólidos urbanos, conforme Figura 1. Figura 1 - Presença dos diversos componentes nos resíduos sólidos urbanos, em massa 1 Fonte: MMA, 2010 Na confecção do solo-cimento, tem-se que o solo é o material em maior proporção, enquanto a quantidade de cimento deve ser a mínima, porém atingindo os requisitos técnicos 1 Obs. RCD - Resíduos de Construção e Demolição (não incluída a movimentação de solo) DOM - Resíduos Domiciliares (incluídos resíduos de comércio e serviços, varrição etc.), "Outros" abrangem o RSS - Resíduos dos Serviços de Saúde e os resíduos volumosos, (podas, móveis e inservíveis). (MMA, 2010)

3 determinados em norma. Alguns autores, como Ferraz (2004) consideram a possibilidade de correções na granulometria do solo, através da adição de solos ou materiais mais arenosos, como é o caso dos resíduos de concretos quando triturados. Ante o exposto, o tijolo de solo-cimento mostra-se como um produto alternativo na construção civil, utilizando uma matéria prima que pode ser adquirido no local da obra, o solo, sem grandes consumos de energia, dispensando processos de queima, podendo reduzir a necessidade de transporte (tijolos podem ser produzidos no próprio local da obra), além da técnica construtiva racional, com o uso de tijolos modulares, resultando em ganhos significativos, tanto em aspectos sociais, ambientais e econômicos em várias fases da obra (GRANDE, 2003). Materiais e Métodos Para o presente estudo foi utilizado um solo vendido por uma empresa local, conhecido na região como "solo vermelho", de característica arenosa, sendo então o mais indicado para a utilização em solo-cimento, sem necessidade de correção granulométrica. Foi utilizado Cimento Portland CP-II-Z, com adição de material pozolânico, e com resistência à compressão de 32 MPa aos 28 dias de idade. Quanto aos resíduos, estes foram coletados em uma fábrica de artefatos de concreto, localizada na cidade de Sinop-MT, classificáveis, pelo CONAMA (2002) como classe A (resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados), fragmentado em triturador de resíduos, passados pela peneira 4 (4.75mm). A utilização do resíduo desta forma foi idealizada objetivando-se utilizar ao máximo o material, porém, com restrição a maiores granulometrias, visto que poderia ser prejudicial à prensa de tijolos. Como diferentes produtos derivados de concreto possuem diferentes traços para sua confecção, assim como diferentes formas de fabricação, esta utilização foi específica ao paver, elemento que pode atingir cerca de 10 MPa de resistência. Quanto às dosagens, foram utilizadas 8% de teor de cimento em relação ao solo, e 8% de teor de cimento em relação ao solo mais 30% de resíduos, a fim de verificar possíveis melhorias com a adição de resíduos, assim como atingir a resistência mínima estipulada em norma para utilização em tijolos de solo-cimento. As amostras de ambas às dosagens foram submetidas aos ensaios de compactação de acordo com a NBR (ABNT, 2012), afim de se obterem os teores de umidade ótimos e peso específico seco máximo, para a correta fabricação dos tijolos na quantidade correta de água, além da determinação de granulometria pela NBR 7181 (ABNT, 2016) e índices de LL e LP, conforme NBR 6459 (ABNT, 2016) e NBR 7180 (ABNT, 2016). Foram então confeccionados os tijolos em uma prensa manual, de acordo com a NBR (ABNT, 2012), totalizando 10 tijolos para aferição: 7 para o ensaio de compressão simples e 3 para o ensaio de absorção, de cada um dos traços.

4 Peso específico Seco (KN/m3) I CONGRESSO DAS ENGENHARIAS DO ESTADO DE MATO GROSSO Referente ao ensaio de compressão não confinada, depois de curados 7 dias em câmara úmida, os tijolos foram serrados ao meio e juntados com argamassa, realizando-se na sequência o capeamento (para nivelamento e faces paralelas) dos corpos de provas, que ficaram submersos por um período (mínimo) de 6 horas antes do teste de compressão, conforme NBR 8492 (ABNT, 2012). Quanto ao ensaio de absorção, 3 tijolos foram secos em estufa até a massa ficar constante; posteriormente foram retirados, pesados, até que, em temperatura ambiente, foram mergulhados em água, onde ficaram por um período de 24 horas. Transcorrido este período, foram novamente pesados, obtendo-se assim os parâmetros de absorção, dados pela equação A = m 2 m 1 m onde m2 é a massa do tijolos imersos e m1 é a massa do tijolo seco, segundo NBR 8492 (ABNT, 2012). Resultados e Discussão Quanto ao teste de teor de umidade, verifica-se na Figura 2 o resultado encontrado com as amostras, sendo: SC - solo + 8% de cimento e SCR - solo + 30% de resíduo + 8% de cimento ,5 18 Figura 2 - Curva de compactação 17, ,5 SC SCR 16 15, Teor de umidade (%) Pode-se notar que os teores de umidade ótima diminuíram com a mistura SCR em relação ao SC. O peso específico seco aumentou com a adição do resíduo. Isto pode indicar que o material tornou-se mais compacto, com melhor acomodação dos grãos, resultando possivelmente em um material com maior resistência mecânica e menor absorção da umidade. Quanto à granulometria, podem ser observadas as Figuras 3 e 4, relativas ao Solo + Resíduo e Solo puro, respectivamente.

5 Porcentagem que passa (%) Porcentagem que passa (%) I CONGRESSO DAS ENGENHARIAS DO ESTADO DE MATO GROSSO Figura 3 - Granulometria Solo+Resíduo Silte + Argila = 30 % 30 Areia = 70 % 20 Pedregulho = 0 % 10 0,01 0, Diâmetro da partícula (mm) Figura 4 - Granulometria Solo Silte + Argila = 35 % 20 Areia = 65 % 10 Pedregulho = 0 % 0 0,01 0, Diâmetro da partícula (mm) Pode-se observar que o solo adicionado com resíduo resulta em um material com maior quantidade de areia, devido a maior presença desse material no resíduo, alterando as características originais do solo. Quanto aos limites de liquidez e índice de plasticidade, temos a Tabela 2. Tabela 2 - LL, LP Teor das misturas LL (%) LP (%) Solo 22 NP Solo+Resíduo 14 NP Pode-se verificar que, para os testes realizados, as características se enquadram no que determina NBR (ABNT, 2012). Realizados os testes de resistência à compressão, resultaram no que segue na Figura 5. Figura 5 - Resistência à Compressão 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Resistência à compressão SC SCR

6 Percebe-se um aumento na resistência à compressão nos corpos de prova de tijolos com SCR em relação ao tijolo apenas como solo e cimento (SC). Este é um dos principais fatores para uma alvenaria, pois define diretamente a resistência do material que será aplicado na construção. Apesar do aumento, ambos não atingiram o valor mínimo estipulado para 7 dias de 2 MPa, segundo ABNT NBR Quanto aos testes de absorção, verificou-se uma diminuição na absorção do tijolo com resíduo em relação ao tijolo apenas com solo, ficando o SC 21,37% de absorção, enquanto o SCR com 18,92%, índice menor que o máximo estipulado de 20%, segundo a ABNT NBR Conclusão A adição de resíduos de pavers aumentou em cerca de 32% a resistência à compressão, embora não tenha alcançado o mínimo para o traço em estudo. Pode-se projetar uma redução da quantidade de cimento, permitindo-se atingir o mínimo de 2 MPa com uma menor quantidade de cimento devido ao aumento da resistência com a adição do resíduo. Quanto à absorção, verificou-se uma diminuição na porcentagem, ficando abaixo do máximo permitido em norma, fator também positivo para o uso do resíduo em estudo. Há de se determinar a melhor relação entre quantidade de cimento e quantidade de resíduo, afim de gerar economia com cimento e maior utilização do resíduo que seria descartado. Percebe-se, então, que a adição de resíduos de pavers é uma boa alternativa para melhorar uma técnica construtiva já considerada ecológica, diminuindo um volume de entulho que é normalmente descartado. Agradecimentos Aos amigos que auxiliaram, Crysthian Adriano de Souza, Vanderson Del Sent.

7 Referências Bibliográficas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 6457: Amostras de Solo Preparação para Ensaios de Compactação e Ensaios de Caracterização. Rio de Janeiro - RJ, NBR 10833: Fabricação de tijolo maciço e bloco de solo-cimento com utilização de prensa manual ou hidráulica - Procedimento. Rio de Janeiro - RJ, NBR 6459: Solo Determinação do limite de Liquidez. Rio de Janeiro - RJ, NBR 7180: Solo Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro - RJ, NBR 7181: Solo Análise Granulométrica. Rio de Janeiro - RJ, NBR 8492: Tijolo de solo-cimento - Análise dimensional, determinação da resistência à compressão e da absorção de água - Método de ensaio. Rio de Janeiro - RJ, NBR 8491: Tijolo de solo-cimento - Requisitos. Rio de Janeiro - RJ, NBR 12023: Solo-cimento - Ensaio de Compactação. Rio de Janeiro - RJ, CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (CONAMA). Ministério do Meio Ambiente. Resolução 307. Diário Oficial da União, 5 de julho de FERRAZ, A. L. N. Análise da adição de resíduos de argamassa de cimento em tijolos prensados de solo-cimento f. Dissertação (Mestrado) Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Ilha Solteira, GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO; CETESB. Inventário Estadual de Resíduos Sólidos Urbanos. São Paulo, GRANDE, F. M. Fabricação de tijolos modulares de solo-cimento por prensagem manual com e sem adição de sílica ativa. Dissertação (Mestrado em Arquitetura) - Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, USP. São Carlos, p. JOHN, V.M. Reciclagem de resíduos na construção civil contribuição à metodologia de pesquisa e desenvolvimento. Tese-Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo-SP, p. LAMBERTS, R; GHISI, E.; PEREIRA, C. D.; BATISTA, J. O. Casa Eficiente: Bioclimatologia e Desempenho Térmico. Florianópolis/SC, 2010.

8 MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE. Manual para implantação de sistema de gestão de resíduos de construção civil em consórcios públicos. Brasília, SINDUSCON; SÃO PAULO (ESTADO). Resíduos da construção civil e o Estado de São Paulo. São Paulo, 2012.