CONCRETO LEVE COM ETHYLENE VINYL ACETATE (EVA)

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1 CONCRETO LEVE COM ETHYLENE VINYL ACETATE (EVA) J. R.ROMERO Eng.º Civil Neomix Concreto/ Prof. UNIP Universidade Paulista São Paulo Ribeirão Preto, Brasil J. M. ZANATO Eng.º Civil Neomix Concreto Ribeirão Preto, Brasil RESUMO O objetivo deste trabalho é apresentar uma proposta para aproveitamento dos resíduos do polímero Ethylene Vinyl Acetate (EVA), material este utilizado na indústria calçadista (solados, palmilhas e outros), bem como na indústria de equipamentos para academias (tatames, colchonetes) e de brinquedos educativos. Estimase o consumo ano de 100 mil ton/ano de EVA. Este material apresenta uma densidade em torno de 120 kg/m³, o que enquadra o material como agregado leve NBR 7213:2013 ABNT Agregados Leves para Concreto[2]. 1. INTRODUÇÃO A construção civil é um setor com potencial para recepção e uso de resíduos sólidos, como RCD Resíduos de Construção e Demolição, Resíduos de Borracha de Pneus e também o E.V.A. O aproveitamento de resíduos polímeros constitui pesquisa recente, apesar de ser citado por Toutanji [10] Em função de uma legislação ambiental (Política Nacional de Resíduos Sólidos Norma NBR10004 da ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas [3] mais rigorosa, torna o gerador do resíduo industrial (estimado de 12 a 20% do consumo de EVA média de 15 mil ton/ano) a dispôlo de maneira correta, sem prejuízo ao meio ambiente. Até a pouco tempo, não havia esta preocupação, inclusive os custos deste gerenciamento, pois o resíduo não poderá ser disposto em aterros clandestinos, pois causa os seguintes problemas ambientais: Poluição visual;possibilidade de combustão com geração de gases tóxicos;não é biodegradável;exaustão de Jazidas Minerais; Criadouros de Animais (Ratos/Baratas/Escorpião). 2. TESTES EM LABORATÓRIOS Iniciamos o estudo para aplicação do EVA no concreto, no laboratório da Neomix Concreto, analisando os materiais que seria incorporado na produção deste concreto, verificando o comportamento, a viabilidade, se atenderia todos os fatores de aplicação. 1

2 J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) Quadro 1 CIMENTO LAFARGE CP II E 40 Quadro 2 3. AGREGADOS Na utilização deste agregado e necessário avaliar o potencial de utilização. CINCOTTO (1998) [17], propôs critérios baseados nos estudos da RILEM [16] Reunion International des Laboratories d Essais ET Materiaux e os principais critérios são: Quantidade disponível em um local, deve ser suficientemente grande para justificar o desenvolvimento do processo (manuseio, processamento e transporte). Distâncias de transporte competitivas com outros agregados (areia, brita) Obs: A região estudada Ribeirão Preto, distante de um polo calçadista Franca em 85 km. AGREGADO E.V.A.: Os retalhos são triturados em um moinho de facas rotativas, onde a granulometria é definida pela abertura da peneira de saída. O material foi classificado conforme ensaio de caracterização, inclusive comparativo com agregado de brita (basalto). Este agregado proporciona boa aderência a pasta de cimento em função da forma, embora aumente a quantidade de água da mistura para obter a trabalhabilidade desejada; e também a penetração da pasta de cimento nos poros, aumentando assim o consumo de cimento/m³. Figura1: Comparativo entre os Agregados Figura2: Corpo de prova retificado de E.V.A. e de Brita 2

3 J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) Agregado graúdo Agregado graúdo 25,0mm / 19,0mm Material: E.V.A. Etileno Vinil Acetato / Brita Pedreira Carrascoza Central: Neomix Concreto Figura 3: Ensaio de Granulometria NBR NM 248 Agregado graúdo Agregado graúdo 9,5mm Material: E.V.A. Etileno Vinil Acetato / Brita Pedreira Carrascoza Central: Neomix Concreto 3

4 Passante (%) J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) GR A N U LOM ETR IA ( N B R N M ) Limites para Agregado Graúdo 4,8mm 12,5mm (B0) PEN EIR A S PESO POR C EN T A GEM Nº A B ER T U R A RETIDO % ( %) ( mm) EV A B A SA LT O PA SSA N T E PA SSA N T E Limites para Agregado Graúdeneirae Inferior Material Ene Superior ,0 100, , , /1/2 (64) 100,0 100, , (50) 100,0 100, ,3 0 1, / ,0 100,0 5 0,6 0 1, /4 (32) 100,0 100, ,2 0 1, (25) 100,0 100, ,4 5 3, / ,0 100, , /2 (12,5) 100,0 100,0 9 6, /8 9,5 5 0,8 95,0 99, , /4 (6,3) 67,5 32,8 27,5 66, ,5 ## 100 ## ,8 12,5 24,3 15,0 42, ## 100 ## ## 8 2, ,8 5,0 3, ## 100 ## ## 16 1,2 5 2,3 0,0 1, ## 100 ## ## 30 0, ,0 1, ## 100 ## ## 50 0, ,0 1, ## 100 ## ## 100 0,15 0 0,3 0,0 1, ## 100 ## ## 200 (0,075) 0 0,3 0,0 0,5 Peneiras (mm) ## 100 ## ## FUNDO 0 0,5 0,0 0,0 SOMA AGREGADOS EVA BASALTO LIMITES FORMA [ R / S ] (HGRS MM) MÓDULO DE FINURA (NBR NM 248) 5,850 5,503 3,500 / 6,000 DIMENSÃO MÁXIMA (NBR NM 248) 9,5mm B0 9,5mm B0 4,8 mmà 9,5 mm MASSA ESPECÍFICA (NBR NM 52) 0,127kg/dm³ 2,898kg/dm³ MASSA UNITÁRIA SÊCA (NBR7251) 0,092kg/dm³ 1,562kg/dm³ UMIDADE DO MATERIAL 0,00 % 0,00 % MAT. PULVERULENTO (NBR NM 46) 0,00% 0,78% < 1,0% TORRÕES DE ARGILA (NBR7218) 0,00% 0,90% < 3,0% ABSORÇÃO (NBR9777) 40% 0,28% < 1,5% Figura 4: Ensaio de Granulometria NBR NM 248 Graduação 0 Graduação 0 Agregado Miúdo Agregado miúdo natural: Areia natural média Porto de Areia Brizolari Central: Neomix Concreto 4

5 Passante (%) J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) GR A N U LOM ETR IA ( N B R N M ) Limites para Agregado Miúdo Zona Utilizável PEN EIR A S PESO POR C EN T A GEM Nº A B ER T U R A R ET ID O ( %) ( mm) ( g ) ( g ) R ETID A PA SSA N TE A C U M U L. 100 Limites para Agregado Meneirate Infeal Ene Superior ,0 2 0,075 7, /1/2 (64) 100, , (50) 100, , / ,0 5 0, /4 (32) 100, , (25) 100, , / , , /2 (12,5) 100,0 9 6,3 100 ## 93 3/8 9,5 100, ,5 100 ## ## 1/4 (6,3) 5 5 0,5 99,5 0, ,5 100 ## ## 4 4, ,8 98,8 1, ## ## 8 2, ,8 97,0 3, ## ## 16 1, ,8 92,3 7, ## ## 30 0, ,0 75,3 24, ## ## 50 0, ,8 24,5 75, ## ## 100 0, ,8 3,8 96, ## ## 200 (0,075) ,8 0,0 100,0 Peneiras (mm) 100 ## ## FUNDO 0,0 100,0 SOMA ,5 AGREGADOS AREIA LIMITES MÓDULO DE FINURA (NBR NM 248) DIMENSÃO MÁXIMA (NBR NM 248) 2,085 2,4 mm 1,55 <= 2,20 < 4,8 mm GRADUAÇÃO FINA [1,55 <= MF < 2,20] AGREGADO MIÚDO MASSA ESPECÍFICA (NBR NM 52) 2,64 kg/dm³ MASSA UNITÁRIA SÊCA (NBR7251) 1,54 kg/dm³ UMIDADE DO MATERIAL 0,00% 0,00% MAT. PULVERULENTO (NBR NM 46) 0,82 % < 3,0% IMPUREZAS ORGÂNICAS (NBR NM 49) < 300 ppm < 300 ppm TORRÕES DE ARGILA (NBR7218) 0,60 % < 3,0% ABSORÇÃO (NBR9777) 0,62 % 1,50% Figura 5:Ensaio de Granulometria NBR NM 248 Outros agregados leves Comparandose a outros agregados leves a nível de densidade temos: Os resultados obtidos demonstraram um concreto leve (densidade < kg/m3) Agregados Media Unid. Brita 2,30 2,50 Ton/m3 Argila 1,20 2,00 Ton/m3 Pomes 0,70 1,20 Ton/m3 Celular 0,50 2,10 Ton/m3 Isopor 0,40 0,80 Ton/m3 Vermiculita 0,30 0,60 Ton/m3 5

6 J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) 4. CONCRETO COM E.V.A. Os concretos executados com E.V.A., basicamente são diferentes dos concretos convencionais, em função das características do agregado em estudo. Este estudo foi executado com cimento, areia, agregado leve e aditivo polifuncional. O método de dosagem levou em conta: Necessidade de projetar um concreto com massa especifica particular. Absorção de água nos agregados. Variação da massa especifica em função de sua dimensão. Figura 6: Dosagem experimental em laboratório Quanto ao aditivo polifuncional (redutor de água), devese levar em conta a saturação prévia do agregado, pois caso contrário o mesmo poderá absorver parte do mesmo. Uma forma de minimizar este efeito e adicionar o aditivo após a mistura dos materiais. Quanto as propriedades deste concreto podemos elencar de acordo com sua aplicação: REGULARIZAÇÃO: contra piso e lajes FABRICAÇÃO: blocos e artefatos não estruturais (molduras de janelas) e outros ISOLAMENTO TÉRMICO/ACÚSTICO: concreto com menor densidade possível, com resistência a pequenos esforços PROTEÇÃO MECÂNICA: impermeabilizações. O concreto com E.V.A., na sua produção deverá ter um cuidado especial quanto à absorção, uma vez que o mesmo tem um teor maior que o agregado comum, e que se não corrigido poderá alterar o fator a/c e a resistência da mistura. Figura7: Ensaio de Absorção 6

7 Mpa J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) O concreto em estudo neste caso foi para a aplicação em uma regularização de laje estrutural, para proteção mecânica da impermeabilização, a qual não poderia ter uma sobrecarga de um concreto convencional. Os traços após estudos laboratoriais que mais se adequaram foi (cimento:areia:eva) 1:2,8:0,15 com agregado de 9,5 mm 1:2,8:0,14 com agregado de 25,0 mm O diferencial do diâmetro máximo foi em função da espessura da regularização, (resistência x consumo x densidade) e segue outros parâmetros do concreto em estudo. ESTUDOS de CONCRETO LEVE MATERIAL CIMENTO CONSUMO Kg/M³ ADITIVO % DATA ESTADO PLASTICO ESTADO ENDURECIDO ABATIMENTO Resistência Característica do Concreto à Compressão (Fck) EVA 9,5mm CPII F kg 0,8% 10/11/14 1,308 kg/m³ 1,242 kg/m³ 120 mm 1,2 2,8 5,5 8,0 EVA 25,0mm CPII F kg 0,8% 10/11/14 1,412 kg/m³ 1,332 kg/m³ 120 mm 1,0 2,4 3,8 6,5 R1 Mpa R3 Mpa R7 Mpa R28 Mpa 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 5,5 3,8 8,0 6,5 EVA 9,5mm EVA 25,0mm TRAÇO UNITÁRIO TRAÇO CIMENTO : AREIA : EVA TRAÇO 9,5mm 1,00 : 2,80 : 0,15 TRAÇO 25,0mm 1,00 : 2,80 : 0,14 3,0 2,0 2,8 2,4 1,0 1,2 1,0 0,0 R1 Mpa R3 Mpa R7 Mpa R28 Mpa Cura do concreto Os procedimentos de cura dos concretos convencionais podem ser iguais aos adotados para os concretos com agregados leves. O agregado leve beneficia o processo de hidratação do cimento, pois parcela da água retida pelos agregados se transfere para a matriz de cimento durante a hidratação, garantindo assim a presença de água necessária para as reações químicas. Esse fenômeno se denomina CURA INTERNA (AlKhaiat&Haque 1998) [18]. Figura 8: Cura do Concreto por cobertura e umedecimento por aspersão 7

8 J. R. Romero, J. M. Zanato, Concreto leve com ethylene vinyl acetate (eva) 5. ANÁLISE E CONCLUSÃO DOS RESULTADOS Analisando e discutindo os resultados obtidos, concluímos que a utilização do EVA no concreto, em relação a legislação ambiental foi de suma importância, pois o resíduo será aproveitado de maneira correta, sem prejuízo ao meio ambiente, não sendo depositado em aterros clandestinos. Em relação a sua aplicação emregularização de contra piso e lajes, obtevese um bom resultado devido a sua densidade, não sobrecarrega as estruturas, e tem a função de isolante térmico acústico. Éum concreto bombeado, o lançamento deste concreto a níveis superiores, pode ser lançado por bombas de concreto. 6. REFERÊNCIAS [1] NORMAS DA ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. [2] NBR 7213 Agregados Leves para Concreto. [3] Norma NBR10004 da ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas). [4] NBR 5738 Concreto procedimento para moldagem e cura de corpos de prova2003a 10 pag. [5] NBR 5739 Concretoensaio de compressão de corpos de prova pag. [6] NBR 7211 Agregados para concreto2005a 15 pag. [7] NBR Concreto de cimento Portland Preparo, controle e recebimento Procedimento pag. [8] NBR NM 248 Agregados Determinação da composição granulométrica 2003a 10 pag. [9] NBR NM 35 Agregados leve para concreto estrutural pag. [10] Toutanji, H. A. (1996), The use of rubber tire particles in concrete to replace mineral aggregates. Journal of Cement & Concrete Composites, ELSEVIER, 18, 139.pag. [11] NEVILLE, A.M. Propriedades do Concreto 2 ed. São Paulo pag. [12] POLARI FILHO, R.S; et al. "A reciclagem de resíduos da indústria de calçados (EVA) na execução de painéis de vedação na construção civil: avaliação de desempenho". In ENCONTRO TEMATICO MEIO AMBIENTE E EDUCAÇÃO AMBIENTAL 2, 2003, João Pessoa Universidade Federal da Paraíba 8 pag. [13] GARLET, G; GREVEN, H.A. Concreto leve usando resíduos de E.V.A. da indústria calçadista I ENCONTRO NACIONAL SOBRE EDIFICAÇÕES E COMUNIDADES SUSTENTAVEIS Canela RS pag. [14] LEONARDO SOUZA PAULA Utilização de resíduos de EVA como agregado graúdo em concretos Centro de Tecnologia Universidade Federal do Ceara pag. [15] ROSSIGNOLO, et al Universidade de São Paulo Concreto leve estrutural Concreto: Ciência e Tecnologia IBRACON pag. [16] RILEM INTERNATIONAL UNION OF TESTING AND RESEARCH LABORATORIES FOR MATERIALS AND STRUCTURES pag. [17] CINCOTTO Utilização de subproduto e resíduos na indústria da construção civil pag. [18] AlKhaiat&Haque 1998 Cement and Concrete Research 866 pag. 8