RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO: POTENCIAL DE APLICAÇÃO EM ARGAMASSAS E CONCRETOS

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1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO: POTENCIAL DE APLICAÇÃO EM ARGAMASSAS E CONCRETOS Eduardo H. A. da Silva 1 Jefferson Maia Lima 2 Rodrigo Lages Pessoa 3 Ana Amélia Paulino Tinoco Buselli 4 José Antônio Santos Pegado 5 Moacir Kuwahara 6 RESUMO O crescimento exagerado das cidades tem criado diversos problemas para a sociedade, entre eles, os impactos ambientais causados pelo acúmulo de entulhos gerados pelas obras, os quais são despejados em locais impróprios. Um percentual desses materiais, compostos por pedaços de argamassas, concretos, blocos cerâmicos, por exemplo, pode ser reaproveitado na composição de novos componentes para as obras vigentes tornando-se uma alternativa principalmente sustentável, além de poder gerar economia e desenvolvimento social. Transformar resíduos sólidos da construção civil em matéria prima alternativa para ser utilizado na mesma indústria constitui um desafio para toda a sociedade. Nesse contexto, este artigo trata de uma revisão bibliográfica sobre os estudos referentes às características de concretos e argamassas produzidos com a incorporação de resíduos de construção e demolição, realizada a partir de levantamento de dados de pesquisas de estudiosos da área de tecnologia de materiais alternativos. Os resultados apontam para a viabilidade da reciclagem dos resíduos de demolição e construção como materiais alternativos aos agregados naturais como as areias, seixos e britas, apesar de grande variedade na composição desses resíduos em razão do local de obtenção. De forma intrínseca, o reaproveitamento de resíduos está ligado às práticas sustentáveis, podendo garantir um futuro melhor baseado em conservação de recursos naturais e preservação de meio ambiente. PALAVRAS-CHAVE: Resíduo; argamassas; concretos. 1 Aluno de Engenharia Civil FACI DEVRY eaguiarsilva@outlook.com 2 Professor de Engenharia Civil FACI DEVRY jefferson.lima@faculdadeideal.edu.br 3 Professor de Arquitetura e Urbanismo FACI DEVRY rodrigo.pessoa@faculdadeideal.edu.br 4 Professora de Engenharia Civil FACI DEVRY ana.buselli@faculdadeideal.edu.br 5 Professor de Engenharia Civil FACI DEVRY jose.pegado@faculdadeideal.edu.br 6 Professor de Engenharia Civil FACI DEVRY moacir.kuwahara@faculdadeideal.edu.br

2 1 1. INTRODUÇÃO O ramo da construção civil consome durante o seu processo uma grande quantidade de material, o que de certa forma acaba gerando em escalas grandes os Resíduos da Construção e Demolição que são mais conhecidos como RCD s, resíduos que em certos grandes centros alcançam um número de proporções preocupantes e um dos aspectos que podem ajudar a atenuar esse quadro é a utilização de agregados reciclados. Um aspecto que dificulta a utilização de agregados reciclados em concretos é a sua variabilidade, consequência da variabilidade da composição e também do próprio processo de beneficiamento do RCD (equipamentos, a ausência ou presença de uma ou outra operação unitária, o tipo de unidade recicladora etc.) (JUDÁ 2007). A reciclagem dos RCD s pode-se ver também uma alternativa para lugares que estão longe de jazidas de agregados, tomando como base o custo do frete versus o beneficiamento do resíduo. Os agregados reciclados se veem não só como uma alternativa ecológica, mas também econômica. Diante do exposto, este artigo trata-se de uma revisão bibliográfica sobre a aplicação do RCD como agregados em concretos e argamassas e sua viabilidade técnica e econômica realizada a partir do histórico de publicações no Brasil e tem o intuito de levantar as principais informações, características e propriedades de concretos com agregados reciclados. 2. RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD) O RCD é um resíduo oriundo dos processos de construção e demolição muitas vezes compostos por tijolos cerâmicos, argamassas, concretos, vidros dentre outros materiais que podem ser encontrados, alguns deles são classificados como reutilizável e outros como resíduos OBTENÇÃO DOS RESÍDUOS Referente aos processos construtivos fica claro que os resíduos acabam sendo gerados devido a vários ciclos na construção, como (AGOPYAN et al., 1998): - Processo de construção

3 2 - Processo de manutenção e reformas; - Fase de demolição de edifícios; De acordo com a fase de construção da obra citam-se as perdas que de certa forma é decorrente dos processos construtivos, podendo identificar nessa fase que a maioria das determinadas perdas acaba sendo incorporadas nas fases seguintes como é o caso de concretos ou até mesmo argamassas de revestimento (AGOPYAN et al.1998). É indiscutível que a maior parte dos resíduos vem por parte das demolições, porém, o gráfico mostra que mesmo com a grandiosidade dos empreendimentos verticais urbanos, ainda se nota que os construtores formiguinha, ou seja, o civil que faz sua obra em casa gera uma quantidade de entulhos idêntica ao de prédios de grande porte. Isso se dar muitas vezes pela política ambientais que as empresas são obrigadas a adotar enquanto os construtores civis não dão destinação adequada aos seus entulhos. Figura 1- Percentual médio de origem dos RCD nas grandes cidades. Fonte: PINTO (2015) Qualquer material proveniente de atividades de demolição de obras civis, assim como restos de obras, autoconstrução ou reformas, pode ser considerado como resíduo de construção e demolição. Levando em consideração, a Resolução CONAMA nº 357/02 (2002), classifica e denomina os resíduos em quatro categorias, sendo a classe A, classe B, classe C e classe D. Na classe A é o grupo em que se incluem todos os resíduos que posteriormente podem ser usados como agregados, sendo eles originados de material reciclável como concreto, alvenaria. Já na classe B, na sua origem ficam estabelecidos por materiais recicláveis para outro destino sendo citados os plásticos, papéis, metais, madeiras. Na classe C são os resíduos sem tecnologia ou até mesmo com pouca viabilidade econômica para reciclagem que acabam sendo descartados.

4 3 Em relação à classe D são os materiais oriundos do processo da construção mais perigosos como: tintas, solventes ou óleo, que são contaminados. Assim de acordo com a Norma Brasileira Regulamentadora (NBR) os devidos resíduos são enquadrados em classes, que estão explicadas na NBR (2004): Classe A Recicláveis para fins de obra. (Material cerâmico, azulejos, tijolos.) Classe B Recicláveis para outros fins. (Papelão, plástico, madeira, vidro.) Classe C Não recuperáveis. (A resolução no 307 do Conama não traz exemplos de resíduos deste tipo. Nele encaixam-se materiais que não são considerados perigosos) Classe D - considerados perigosos e capazes de causar riscos à saúde humana ou ao meio ambiente 2.2. BENEFICIAMENTO O beneficiamento dos resíduos de construção e demolição envolve desde a sua coleta e transporte, passando por separação, britagem e peneiramento, até a sua estocagem para posterior utilização. Alguns estudos concluíram que o beneficiamento do resíduo de construção e demolição não difere muito do tratamento dado à produção de agregados naturais, e muitos dos equipamentos utilizados para esses se adequam perfeitamente aos primeiros (LEITE, 2001). Figura 2 ABRECON (2017).

5 4 O fluxograma resume todo o processo de transporte até o processo de beneficiamento e separação dos grãos de acordo com a sua granulometria. Figura 3- LEITE (2001) 2.3. COMPOSIÇÃO DOS RESÍDUOS A necessidade de se conhecer os resíduos envolvidos durante o processo, assim como aqueles provenientes de materiais de demolição levou a uma pesquisa aprofundada como em países de primeiro mundo, com isso é possível identificar na Figura 4 que na comunidade europeia, o valor estimado fica em torno de 170 milhões de toneladas/ano e com isso fornece dados percentuais, que pode ser explicado de acordo com o gráfico a seguir mostrando a participação do concreto com 41%, sendo os tijolos e blocos responsáveis por 40%, os materiais asfálticos correspondem 12%, já os materiais cerâmicos ficam com 7% do total (VAN ACKER, 1998).

6 5 Figura 4 - Porcentagem de alguns resíduos da construção civil na comunidade europeia Fonte: VAN ACKER (1998) Observa-se pelo Gráfico da figura 5, que a composição do resíduo variou um pouco de uma pesquisa para outra. Apesar das variações não serem muito grandes, isso confirma a heterogeneidade do resíduo mesmo em amostras coletadas no mesmo local. Figura 5- Porcentagem média dos constituintes do resíduo de construção coletados na Usina de Ribeirão Preto em diferentes períodos ( LATTERZA, 1998) Impurezas nos resíduos Quando se menciona a composição do resíduo de construção, deve ser dada atenção à existência de impurezas ou contaminantes. Este tipo de material pode provocar efeitos negativos, tanto nas propriedades mecânicas do concreto reciclado, quanto na sua durabilidade. Todos os materiais minerais não inertes, ou quaisquer outros que prejudicam a qualidade de concretos e argamassas produzidos com agregados que os contenham, podem ser considerados como impurezas ou contaminantes (LIMA, 1999).

7 Matéria orgânica ou solos argilosos Concretos produzidos com agregados reciclados contaminados com solos argilosos ou matéria orgânica podem sofrer uma redução das resistências mecânicas, ou instabilidade quando expostos a ciclos de gelo/degelo, ou umedecimento/secagem (HANSEN, 1992; LEVY, 1997). Esse é um tipo de contaminação que pode estar presente, indistintamente, tanto no agregado reciclado, quanto no agregado natural. Os limites de teor destes materiais existentes nas normas para agregados naturais podem ser aplicados também para agregados reciclados (HANSEN, 1992; LEVY, 1997). Por exemplo, segundo a NBR 7211 (1983), que especifica agregados para concreto, o material a ser utilizado não deve apresentar solução mais escura que a solução padrão, quando for submetido ao ensaio colorimétrico prescrito pela NBR 7221 (1987). A presença de solos argilosos no resíduo é de difícil remoção. Entretanto, pode ser conseguida com o uso de sprinklers acima das correias transportadoras e peneiras, ou então, com o uso de peneiramentos sucessivos (HANSEN, 1992). Esta prática só é possível devido à pequena densidade apresentada pelo material. A autora chama atenção ainda para a presença mais acentuada deste tipo de impureza na parte mais fina do material reciclado. O ideal seria, portanto, proceder ao descarte dessa fração Pavimentos betuminosos (asfalto) A utilização de agregados reciclados com presença de material betuminoso reduz seriamente a resistência do concreto produzido. Alguns estudos apontam para uma redução de 30 % da resistência à compressão de concretos, quando houve adição de 30% em volume de asfalto no agregado reciclado do concreto (HANSEN, 1992) Gesso Este é um material extremamente danoso ao concreto e muito susceptível na composição de resíduos de construção e demolição. O efeito do gesso, conhecido pela formação de etringita secundaria, que é altamente expansiva, provoca fortes tensões internas que podem fissurar o concreto (HANSEN, 1992).

8 7 O gesso deve ser cuidadosamente eliminado da composição do resíduo antes do se beneficiamento. Ao ser britado, este material, por ser muito friável, transforma-se em pequenas partículas que ficam completamente misturadas ao agregado produzindo, principalmente na fração quantidade de gesso porventura existente nos agregados reciclados produzidos. Todavia, ensaios de qualidade dos agregados devem mesmo assim ser realizados para garantir que não haja nenhum problema decorrente do uso deste material reciclado Vidro A presença de vidro na composição de agregados reciclados para a produção de concretos pode acarretar a existência de reação álcali-sílica em meios aquosos, ainda que cimentos com baixo teor de álcalis sejam utilizados. Com o tempo podem ocorrer expansões, seguidas de fissurações e diminuição da resistência do concreto (HANSEN, 1992) Metais Pequenas quantidades de aço ou pedaços de arame podem causar manchas ou pequenos danos à superfície dos concretos, principalmente em presença de cloretos (LEVY, 1997). Outros metais como peças de zinco e alumínio podem causar desprendimento de hidrogênio no concreto fresco, ou fissurações devido a expansões do concreto endurecido (HANSEN, 1992). A remoção da maior parte dos metais presentes nos resíduos de construção e demolição ocorre antes do seu beneficiamento, seja manual ou mecanicamente. Além disso, HANSEN (1992) ressalta a característica dúctil dos metais, que possibilita a sua não fragmentação e posterior remoção no decorrer do processo de beneficiamento Cloretos Concretos produzidos com agregados reciclados em presença de cloretos podem provocar graves problemas de corrosão de armaduras (HANSEN, 1992) ressalta que os agregados reciclados podem ser contaminados por cloretos de duas formas: Através da penetração dos íons cloreto nas estruturas, principalmente em áreas marinhas, pontes, ou pavimentos submetidos a sais de degelo;

9 8 Através de agregados retirados de zonas marinhas, ou de aditivos aceleradores de pega a base de cloretos nas misturas do concreto. A adoção de cuidados no recebimento do resíduo, com a investigação da sua origem, pode auxiliar no controle da presença de cloretos nos concretos produzidos com agregados reciclados. Além disso, existe a possibilidade da adoção da verificação permanente da qualidade do agregado produzido nas centrais de reciclagem AGREGADOS RECICLADOS DE RCD Observando os agregados com característica reciclável de concreto, no qual se diz possuir em seu teor, uma porcentagem de 40 a 50% do seu volume de argamassa, assim podendo se analisar um mau desempenho do concreto quando o mesmo é produzido com a reutilização do agregado reciclado (CABRAL, 2007). De acordo com Hood (2006), cita fatores importantes em relação à utilização do agregado sendo ele graúdo ou miúdo. No caso de agregados graúdos o mesmo analisou que a sua utilização apresenta resultados satisfatórios, no que se diz respeito ao fator água cimento sendo o valor bastante baixo, podendo apresentar concreto com características mais densas, já a sua utilização como agregado graúdo, ficou claro a sua deficiência principalmente referente à resistência a compressão, a abrasão e a permeabilidade. Deve-se sempre salientar quando se faz a aplicação de materiais, de acordo com sua composição específica, uma vez que em casos de materiais com porosidade elevada proveniente de argamassa, concretos estruturais e cerâmicas vermelhas podem apresentar propriedades mecânicas consideradas menores, afetando de maneira significante a resistência dos agregados e podendo ser bastante percolados pela água devido a sua absorção (AGOPYAN et al., 1998) Propriedades dos agregados reciclados Massa específica A massa especifica de um agregado está ligado e consequentemente é um resultado que depende da porosidade. Observou-se uma considerável variabilidade, quando os agregados

10 9 que apresentam alta taxa de absorção de água, são os mesmo que tendem a apresentar massa especifica com valores menores. Porém o fato dos agregados apresentarem massa especifica com valores menores que os naturais podem ser usados de maneira satisfatória na confecção de artefatos de concreto, uma vez que o fato de exibir uma massa especifica menor, as peças terão seu peso próprio bastante inferior quando comparado com agregados naturais, outra característica bastante relevante seria a esbeltes de peças com seções bastante reduzidas, no qual pode significar uma considerável redução econômica do empreendimento (CABRAL, 2007) Trabalhabilidade Segundo Cabral (2007), quando se compara os agregados reciclados com de origem natural observa-se que a sua trabalhabilidade é afetada chegando a apresentar resultados menores, o que pode ser explicado pelo fato de que os agregados reciclados são considerados mais secos que os normais, ocasionando uma maior absorção de água do que o normal, fazendo com que o resultado final apresente um material com uma mistura mais seca pelo fato dos agregados retirarem a agua do processo que seria usado no cimento o que provoca uma menor trabalhabilidade do conjunto. O mesmo autor destaca que um dos fatores que podem explicar essas características apresentadas nos materiais com agregado reciclado é o fato da britagem do processo que pode causar uma formação de agregados com extremidades angulares, fator que não é característico em materiais naturais que são arredondados e com uma superfície lisa Resistência à compressão Segundo Hansen (1992), em testes realizados com a substituição de agregado natural por reciclado, alcançou grandes resultados em que se pode considerar que o concreto quando submetido a forças de compressão apresentam uma melhoria da resistência em até 33%. Porém dados demonstrados por Cabral (2007), a resistência de concretos naturais chega a superar os produzidos com matéria prima reciclável em até 45%, então pode-se dizer que em relação a esta diferença de dados está relacionado ao processo de britagem, assim como a origem do material, além da qualidade do material principalmente o cimento, pois originar o surgimento de vazios que consequentemente comprometem a sua resistência.

11 10 Carrijo (2005), determinou em um processo de análise de resistência à compressão em concretos com agregados reciclados, em que os resultados podem ser definidos de acordo com a aplicação e medição de forças e anotando os dados referentes ao desempenho do concreto e avaliando como o mesmo está comportando com a aplicação das forças. Com isso ao se identificar artefatos de concerto que rompem e consequentemente se desagregam após a ruptura do corpo de prova, pode se dizer que os mesmos têm valores inferiores aos do que é estabelecido para o concreto propriamente dito com agregados naturais Atividade pozolânica no material cerâmico presente no RCD Neste ensaio são realizadas duas misturas de argamassas, uma mistura de referência e outra mistura que substitui 35% do volume absoluto do cimento Portland pelo material a ser avaliado. A atividade pozolânica é dada pela relação entre a resistência a compressão da argamassa com o material em estudo e a resistência a compressão da argamassa de referência. Também para este ensaio é necessário à determinação da massa específica dos materiais para realização do cálculo da quantidade material necessária a casa mistura. Foi determinada a quantidade de água necessária para que cada uma das misturas alcançasse o índice de consistência de (225 + ou 5) mm, determinado de acordo com a NBR 7215 (1996). Neste ensaio também foram moldados seis corpos-de-prova por traço, com os quais foi determinada a resistência à compressão das argamassas após 28 dias de cura, de acordo com a prescrição da NBR 5752 (1992). Os resultados apontam maior incidência na amostra de argamassas e materiais cerâmicos. Este resultado pode estar relacionado à tipologia construtiva mais utilizada no Brasil, que é a alvenaria com revestimento argamassado. Os resultados do ensaio de determinação do índice de consistência bem como da resistência à compressão, estão apresentados mostram que ouve uma melhora na trabalhabilidade do concreto (LEITE, 2001). O índice de atividade pozolânica com cimento aos 28 dias, em relação à argamassa de referência, é de 87%, conforme demonstrado na Tabela 1. De acordo com a NBR (1992), este índice deve ser no mínimo de 75%, ou seja, o material avaliado atende a esta exigência da norma para um material considerado pozolânico. Bem como o percentual de água requerida para que a argamassa com material cerâmico alcançasse o índice de consistência de (225 + ou -5) mm foi 103%, o que é menor que o valor máximo de 115 ou

12 110 % especificado pela NBR (1992). O valor máximo de água requerida depende da classe na qual se encontra o material estudado. 11 Tabela 1: Resultados do ensaio de atividade pozolânica do material cerâmico com cimento Portland. Fonte: LEITE (2001) 3. CONCLUSÕES É possível afirmar, contudo, que é necessário ampliar ainda mais o conhecimento sobre o comportamento do resíduo de construção e demolição para produção de novos concretos. A falta de uma metodologia padronizada nos estudos já realizados até agora pelos pesquisadores que estudaram o assunto levam a conclusões muito variadas e até divergentes sobre este assunto. A maior parte dos estudos realizados levaram em consideração o uso de um componente específico do resíduo de construção e demolição, ou seja, ou se estudou o efeito do resíduo de concreto, ou do resíduo de materiais cerâmicos, ou do resíduo de argamassas, sobre algumas propriedades de concretos e argamassas produzidos com o material reciclado, o que pode induzir ao pensamento da obrigatoriedade da separação do material para sua utilização. Entretanto, pelo que foi visto, tal aspecto se apresenta, pelo menos por enquanto, inviável prática e economicamente, dentro da realidade brasileira. Antes que o resíduo de construção e demolição possa se consagrar como subproduto da construção civil seria interessante mostrar

13 12 a viabilidade na utilização do material, dirimir todas as incertezas sobre o seu comportamento quando incorporado à produção de novos materiais, e depois, tentar implantar técnicas de manuseio diferentes das existentes atualmente. 4. REFERÊNCIAS AGOPYAN.et.al. Reciclagem de resíduos da construção. Departamento de Engenharia de Construção Civil, Escola Politécnica da USP, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Resíduos Sólidos. NBR NM 4, Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Resíduos Sólidos. NBR NM 4, 1992.Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Resíduos Sólidos. NBR 5752 NM 4, Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Resíduos Sólidos. NBR 7215 NM 4, Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Resíduos Sólidos. NBR 7211 NM 4, Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIDA PARA RECICLAGEM DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO. (ABRECON) Disponível em/: < CABRAL, A. E. B. Modelagem de propriedades mecânicas e de durabilidade de concretos produzidos com agregados reciclados, considerando-se a variabilidade da composição do rcd. Tese (Doutorado). Escola de Engenharia de São Carlos (USP). São Paulo, CARRIJO, P. M. Análise da influência da massa específica de agregados graúdos provenientes de resíduos de construção e demolição no desempenho mecânico do concreto. São Paulo: USP, Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Escola Politécnica da USP, Universidade de São Paulo, 2005 CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE, Resolução Brasília. Disponível em: < Acesso em: Março de HANSEN, T.C. Recycled of demolished concrete and mansory. London: Chapman & Hall, p. Part One: Recycled aggregates and recycled aggregate concrete, p (RILEM TC Report 6). HOOD, S. R. D. S. Analise da viabilidade técnica da utilização de resíduos de construção e demolição como agregado miúdo reciclado na confecção de blocos de concreto para

14 pavimentação. Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul. Engenharia. Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil JUDÁ, J.L.T. Avaliação de propriedades do concreto produzido com agregados reciclados de resíduos de construção e demolição visando aplicações estruturais. Maceió, Dissertação (mestrado) Universidade Federal de Alagoas. LATTERZA, L. M. Concreto com agregado graúdo proveniente da reciclagem de resíduos de construção e demolição: um novo material para fabricação de painéis leves de vedação. São Carlos, p. Dissertação (Mestrado) Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. LEITE, M. B. avaliação de propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregados reciclados de resíduos de construção e demolição. Tese (Doutorado). Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, LEVY, S. M. Reciclagem do entulho de construção civil, para utilização como agregado de argamassas e concretos. São Paulo, p. Dissertação (Mestrado) Escola Politécnica Universidade de São Paulo. LIMA, J. A. R. Proposição de diretrizes para produção e normalização de resíduo de construção reciclado e de suas aplicações em argamassas e concretos. São Carlos, p. Dissertação (mestrado). Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo. PINTO, T. P. Resíduos da construção civil nova legislação permite rápido avanço para normas técnicas e novas soluções. São Paulo, Artigos Técnicos. I & T GESTÃO DE RESÍDUOS. Disponível em: < Acesso em: Março de VAN ACKER, A. Recycling of concrete at a precast concrete plant. In: DHIR, R. K.; HENDERSON, N. A.; LIMBACHIYA, M. C. (Eds.). Sustainable Construction: Use of Recycled Concrete Aggregate. London: Thomas Telford Pub., p