AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUOS DE TIJOLOS CERÂMICOS EM SINOP - MT

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1 AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DE TIJOLOS DE SOLO-CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUOS DE TIJOLOS CERÂMICOS EM SINOP - MT Bruno de Almeida Arvani¹, André Luiz Nonato Ferraz², Bruno Dias Ferreira³ 1 Graduando em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, brunoarvani@gmail.com 2 Professor Doutor em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, andreferraz77@hotmail.com 3 Graduando em Engenharia Civil, Universidade do Estado de Mato Grosso, eng.brunodf@outlook.com Resumo: A presente pesquisa teve por finalidade analisar o desempenho do tijolo de solocimento com adição de resíduo de tijolos cerâmicos em Sinop - MT quanto a resistência à compressão simples, visando a obtenção de traços de solo-cimento-resíduo que apresentem potencial como material alternativo na construção civil. Foram caracterizados o solo, o resíduo e a combinação entre eles. Foram confeccionados tijolos combinando porcentagens diferentes de solo, cimento e resíduo, sendo testados mecanicamente e quanto à absorção, aos 7 dias. Os resultados obtidos mostraram que o uso deste resíduo nos tijolos não atingiu a resistência mínima necessária para atender as normas brasileiras de solo-cimento. Palavras chave: material alternativo, resíduo de construção, solo-cimento, tijolos. ABSTRACT: The present research had the purpose of analyzing the performance of the soilcement brick with addition of ceramic brick residue in Sinop - MT as the resistance to simple compression, aiming at obtaining traces of soil-cement-residue that have potential as an alternative material in construction. The soil, the residue and the combination between them were characterized. Bricks were made combining different percentages of soil, cement and residue, being mechanically tested and absorption at 7 days. The results showed that the use of this residue in the bricks did not reach the minimum resistance required to meet the Brazilian soil-cement standards. Keywords: Alternative material, bricks, building residue, soil-cement.

2 Introdução O tijolo de solo-cimento é uma alternativa para o setor da construção civil, porque contribui para uma menor exploração de recursos naturais, visto que em sua confecção são usados basicamente solo, cimento e água, podendo ser considerada uma possibilidade sustentável e economicamente viável frente aos métodos convencionais. Do ponto de vista ecológico, já que para a produção do tijolo de solo-cimento não há necessidade de cozimento, diferentemente dos tijolos cerâmicos tradicionais feitos em olarias, que consomem quantidades consideráveis de madeira e óleos combustíveis, diminuindo a emissão de poluentes (FERRAZ, 2004). A necessidade de uma produção sustentável e mais inteligente tem motivado buscas por novos materiais, e a reciclagem é uma vertente positiva, visto que diminui os custos com materiais nobres e possibilita alternativa na destinação de resíduos. Souza (2006) afirma que a construção civil tem buscado novas alternativas alinhadas a novos conceitos sustentáveis, pois, atualmente, a sustentabilidade das atividades econômicas é considerada um dos principais desafios enfrentados pela sociedade. Nesse âmbito, o tijolo de solo-cimento com resíduo de construção e demolição apresenta ser uma solução viável, possuindo notável potencial construtivo e econômico. O presente trabalho teve como objetivo analisar o desempenho do tijolo de solocimento com adição de resíduo de tijolos cerâmicos em Sinop - MT quanto a resistência à compressão simples. O setor da construção civil se consolidou com o passar dos anos, devido ao aumento populacional nas cidades que vem acontecendo há décadas. O crescimento populacional urbano gerou uma necessidade de produção de construções que foi responsável pelo avanço apresentado pela indústria construtiva. Segundo França e Quelhas (2004), o elevado número de processos e produtos relacionados à construção civil faz com que esta seja um dos maiores setores econômicos em grande parte dos países, especialmente nos países em desenvolvimento. O crescimento da indústria da construção foi acompanhado de problemas ambientais originados de uma gestão ineficiente para a demanda exigida, além da falta de investimento na qualificação de mão-de-obra e o lento avanço tecnológico dos processos construtivos que resultaram na exploração indevida de recursos naturais e na elevada produção de resíduos sólidos. Segundo Brasileiro e Matos (2015), a construção civil é uma das atividades mais antigas que se tem conhecimento, e desde o início da civilização foi executada de forma artesanal, gerando por consequência disso um subproduto, que é uma significativa quantidade de resíduos de diversas naturezas. Diversas áreas de produção têm procurado apresentar números mais expressivos em relação à sustentabilidade, utilizando tecnologias mais limpas e fontes de energia renováveis, a fim de proteger o meio ambiente. De acordo com Souza (2006) a construção civil tem buscado novas alternativas alinhadas a novos conceitos sustentáveis, pois, atualmente, a sustentabilidade das atividades econômicas é considerada um dos principais desafios enfrentados pela sociedade. Os resíduos da construção civil recentemente despertaram a preocupação de várias empresas e entidades atualmente, tanto devido à alta quantidade produzida por falta de mão-

3 de-obra qualificada quanto por técnicas ultrapassadas, isto é, pela falta de iniciativa no que se refere à reutilização desse tipo de material. Conforme Baptista Jr e Romanel (2013), do total de resíduos gerados pelo setor de construção, aproximadamente 48% são referentes a demolições, 44% devido a reformas e apenas 8% de novas construções, nos quais apenas 20% a 30% do total desses resíduos são recuperados ou reciclados. O estudo feito por Cândido (2013) classificou os resíduos de construção e demolição da cidade de Sinop MT, em que aproximadamente 89% do total de resíduos produzidos diariamente são passíveis de reciclagem, verificando uma geração diária de 110 toneladas. O tijolo cerâmico é o produto mais utilizado nas construções em alvenaria, que consiste em uma técnica construtiva bastante difundida no Brasil. A alvenaria é confeccionada de maneira excessivamente artesanal, produzindo uma quantidade expressiva de resíduos. De acordo com Cândido (2013) que quantificou os resíduos provenientes de materiais cerâmicos em Sinop MT, este tipo de resíduo foi responsável por 25% do total de resíduos produzidos nas obras locais. Novos materiais e sistemas construtivos mais eficientes são os principais objetivos na tentativa de estabelecer uma relação saudável entre baixo custo e qualidade, sem desprezar a cultura, o consumo e os limites da mão-de-obra. Grande (2003) assegura que solo é um material apropriado para as mais diversas aplicações em construções devido à sua abundância, facilidade de obtenção e baixo custo, permitindo um amplo emprego em soluções construtivas. De acordo com a Associação Brasileira de Cimento Portland ABCP (1986), o solo-cimento é um produto endurecido resultante da mistura íntima compactada de solo, cimento e água, em proporções estabelecidas através de dosagem racional, executada de acordo com as normas direcionadas ao solo em estudo. Ferraz (2004) afirma que, de maneira geral, para otimizar a qualidade de um solo-cimento o solo deve apresentar as seguintes características: Grãos passando na peneira ABNT 4,8 mm (nº 4): 100%; Grãos passando na peneira ABNT 0,42 mm (nº 40): 15% a 100%; Grãos passando na peneira ABNT 0,075 mm (nº 200): 10% a 50%; Limite de Liquidez < 45%; Limite de Plasticidade < 18%. De acordo com Souza (2006) os tijolos de solo-cimento constituem uma das alternativas para a construção da alvenaria em habitações e outros tipos de edificações, utilizando como matéria-prima o solo, cimento e água, sendo produzido por prensagem manual ou hidráulica, e sua viabilidade depende basicamente da existência de solos adequados para sua fabricação. Souza (2006) ainda afirma que as quantidades de solo, cimento e água a serem misturadas podem ser mensuradas em massa, e a relação entre essas quantidades deve propiciar tijolos com qualidade satisfatória após os primeiros sete dias de cura. Materiais e Métodos Foi utilizado solo da região de Sinop-MT, comumente vendido nas empresas fornecedoras de solos para aterro, entre outros fins.

4 Utilizou-se o cimento CP II, de uso rotineiro nas construções e de fácil obtenção no comércio local. A água foi proveniente da rede de abastecimento do município de Sinop-MT. Os resíduos utilizados foram de tijolos cerâmicos obtidos em olarias de Sinop MT, que foram triturados, utilizando triturador Permaq, modelo TB-020, até atingir a granulometria necessária para a confecção dos tijolos de solo-cimento. Foram estudadas dosagens compostas por solo natural, solo + 40% de resíduo e solo + 60% de resíduo, utilizando-se um teor de 12% de cimento para ambas. Os ensaios de caracterização do solo, resíduo e mistura entre eles seguiram as determinações das normas NBR-6457, NBR-6459, NBR-6508, NBR-7180 e NBR Os tijolos, medindo 23x12,5x5(cm), foram confeccionados em prensa manual, marca Vimaq, modelo V2, controlando-se a massa do solo e do resíduo e o teor de cimento e de umidade. Foram produzidos 10 tijolos de cada traço para ruptura aos 7 dias, sendo 7 tijolos destinados para o ensaio à compressão simples e 3 tijolos para o ensaio de absorção. A cura dos tijolos foi feita seguindo a NBR Os ensaios de resistência à compressão simples e de absorção seguiram as premissas da NBR Os corpos-de-prova destinados ao ensaio de compressão simples foram produzidos cortando-se os tijolos ao meio, perpendicularmente a maior face e nivelando-os com uma pasta de cimento Portland, sendo deixados submersos em água por 6 horas antes de serem rompidos. Os corpos-de-prova destinados ao ensaio de absorção foram deixados em estufa até atingirem massa constante e após ficarem submersos em água por 24 horas mensurou-se suas massas. Resultados e Discussão Os limites de consistência são apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Limites de consistência Material Limite de Liquidez (%) Limite de Plasticidade (%) Índice de Plasticidade Solo natural 20 NP 20 Solo + 40% resíduo 24 NP 24 Solo + 60% resíduo 26 NP 26 Fonte: O Autor De acordo com os dados da Tabela 1 percebe-se que a adição do resíduo aumentou os limites de liquidez dos traços com resíduo em comparação com o solo natural. Apesar de ambos apresentarem limites dentro da classificação para solo-cimento, esse aumento é indesejável, visto que aumenta o fator água/cimento e pode prejudicar a qualidade do produto final. Tabela 2 Granulometria dos materiais Material Argila + Silte (%) Areia (%) Pedregulho (%) Solo natural Resíduo Solo + 40% resíduo Solo + 60% resíduo Fonte: O Autor

5 Porcentagem que passa (%) Porcentagem que passa (%) I CONGRESSO DAS ENGENHARIAS DO ESTADO DE MATO GROSSO Figura 1 Granulometria do solo + 40% de resíduo Silte + Argila = 29 % 20 Areia = 71 % 10 Pedregulho = 0 % 0 0,01 0,1 1 Diâmetro da partícula (mm) Fonte: O autor Figura 2 Granulometria do solo + 60% de resíduo 0 0,01 0,1 1 Diâmetro da partícula (mm) Fonte: O autor Silte + Argila = 27 % Areia = 73 % Pedregulho = 0 % Observa-se na Tabela 2, Figuras 1 e 2, que as composições do solo + 40% de resíduo e solo + 60% de resíduo apresentaram uma distribuição granulométrica bastante pertinente para uso em solo-cimento, aproximando-se de uma granulometria considerada ideal. Tabela 3 Umidade ótima e massa específica aparente máxima Traço Umidade ótima (%) Massa específica aparente máxima (g/m³) Solo natural 13 2,757 Solo + 12% cimento 14,4 2,752 Solo + 12% cimento + 40% resíduo 19,8 2,751 Solo + 12% cimento + 60% resíduo 21 2,753 Fonte: O Autor Percebe-se na Tabela 3 que os traços com adição de resíduo tiveram aumento significativo no teor de umidade ótima, comparados aos traços de solo natural e solo com

6 Peso específico Seco (KN/m 3 ) I CONGRESSO DAS ENGENHARIAS DO ESTADO DE MATO GROSSO cimento sem resíduo, podendo ser negativo para outras propriedades, como os limites de consistência e massa específica. 20 Figura 3 Curvas de compactação Solo + 12% cimento Solo + 12% cimento + 40% resíduo Solo + 12% cimento + 60% resíduo Teor de umidade (%) Fonte: O autor Os dados exibidos na Figura 3 mostram que os traços com adição de resíduo apresentaram queda no peso específico seco comparados com o traço de solo-cimento sem resíduo, o que pode influenciar de forma negativa a resistência à compressão simples e absorção de umidade, por se tratarem de um material mais leve e possivelmente menos compactado. Tabela 4 Resistência a compressão e absorção dos tijolos Traço Resistência a compressão Menor valor individual Absorção (%) média (MPa) (MPa) Solo + 12% cimento 1,62 1,14 17,61 Solo + 12% cimento + 40% resíduo 1,42 1,02 22,07 Solo + 12% cimento + 60% resíduo 1,25 1,00 23,82 Fonte: O Autor Observa-se na Tabela 4 que nenhum dos traços atenderam a NBR 8491 em relação a resistência à compressão simples, cuja mesma indica ser necessário apresentar valores médios maiores ou iguais a 2 MPa. Pode-se perceber que houve um decréscimo gradual entre os traços estudados, já que o traço de solo-cimento sem resíduo apresentou o maior valor médio e este diminuir conforme adicionou-se mais resíduo. Com relação a absorção, apenas o traço de solo-cimento sem resíduo atendeu a NBR 8491, que define um valor máximo de 20% de absorção. Os traços com adição de resíduo apresentaram valores superiores ao estipulado pela norma, sendo nítido o aumento da absorção como consequência da adição de mais resíduo. Conclusão Os resíduos de tijolos cerâmicos apresentaram resultados insatisfatórios para melhoraria das características do solo.

7 Os tijolos confeccionados com resíduo cerâmico não proporcionaram melhoras na resistência à compressão, apresentando decréscimo conforme foi adicionado resíduo. Nenhum dos traços atendeu os requisitos mínimos previstos nas normas brasileiras. Os tijolos produzidos com resíduo cerâmico não apresentaram melhoras quanto à absorção, sendo o tijolo sem adição de resíduo o único traço que atendeu a norma, ficando abaixo de 20% de absorção. Constatou-se que os traços com adição de resíduo de tijolos cerâmicos não atingiram os valores de resistência à compressão e absorção necessários para atender as normas brasileiras, ficando aberta a possibilidade para novos estudos, onde pode-se adicionar uma quantidade menor de resíduo e uma quantidade mais elevada de cimento, realizando-se assim, novos ensaios para verificação.

8 Referências Bibliográficas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND (ABCP). Dosagem das misturas de solo-cimento: normas de dosagem e métodos de ensaios. 3.ed. São Paulo, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 10833: Fabricação de tijolo maciço e bloco de solo-cimento com utilização de prensa manual ou hidráulica - Procedimento. Rio de Janeiro - RJ, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 6457: Amostras de Solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro - RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 6459: Solo Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro - RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 6508: Grãos de solo que passam na peneira 4,8 mm Determinação da massa específica. Rio de janeiro - RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 7180: Solo Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de janeiro - RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 7182: Solo Ensaio de Compactação. Rio de janeiro - RJ, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). 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, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 8491: Tijolo de solo-cimento - Requisitos. Rio de Janeiro - RJ, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS (ABNT). NBR 12023: Solocimento - Ensaio de Compactação. Rio de Janeiro - RJ, BAPTISTA Jr., J. V.; ROMANEL, C. Sustentabilidade na indústria da construção: uma logística para reciclagem dos resíduos de pequenas obras f. Tese (Doutorado) - Revista Brasileira de Gestão Urbana, v. 5, n. 2, Rio de Janeiro - RJ, p BRASILEIRO, L, L.; MATOS, J. M. E. Revisão bibliográfica: reutilização de resíduos da construção e demolição na indústria da construção civil. Revista Cerâmica, v. 61, n. 358, São Paulo SP, p CÂNDIDO, E. S. Viabilidade Técnica de implantação de uma Usina de Reciclagem de Resíduos da Construção Civil na cidade de Sinop - MT. Trabalho de conclusão de curso, Engenharia Civil. Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT. Sinop, p.

9 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, FRANÇA, S., QUELHAS, O. Produção Mais Limpa: Sustentabilidade Para a Construção Civil. Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável, Florianópolis - SC, GRANDE, F. M. Fabricação de tijolos modulares de solo-cimento por prensagem manual com e sem adição de sílica ativa f. Dissertação (Mestrado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SOUZA, M. I. B. Análise da adição de resíduos de concreto em tijolos prensados de solocimento. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Estadual Paulista (Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira). Ilha Solteira - SP, p.