UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA FACULDADE DE ENGENHARIAS, ARQUITETURA E URBANISMO ENGENHARIA CIVIL

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1 UNIVERSIDADE DO VALE DO PARAÍBA FACULDADE DE ENGENHARIAS, ARQUITETURA E URBANISMO ENGENHARIA CIVIL CONCRETO RECICLADO: UTILIZAÇÃO DE RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO CIVIL COMO AGREGADO GRAÚDO. ESTUDO DA DOSAGEM DE CIMENTO PARA A MANUTENÇÃO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS Danilo Costa Trombim Ivan Franco Portela Orientador Interno da FEAU: Profª. Drª. Erika Peterson Gonçalves São José dos Campos SP Dezembro

2 RESUMO Não é de hoje que a preocupação com o meio ambiente é assunto debatido em diversos setores de produção de matéria para a construção civil. Afinal, este é o setor que mais desperdiça na utilização dos recursos naturais. Simultaneamente, construtoras de diversas regiões do país estudam e levantam metodologias para a execução de empreendimentos com o menor nível de desperdício possível, seja no âmbito ambiental ou econômico, adotando um sistema de gerenciamento de resíduos. Partindo dessa premissa, o Trabalho de Graduação busca uma metodologia para o reaproveitamento destes resíduos da construção civil para revelar, hipoteticamente, a necessidade de se aumentar a porcentagem do cimento para a produção de um concreto com agregado graúdo reciclado mais eficiente e traçar um paralelo entre os dois tipos (concreto convencional e concreto reciclado), verificando assim, até quando o concreto reciclado pode ser considerado mais viável, economicamente. Palavras Chave: Agregado graúdo, Resíduo da Construção Civil, Concreto reciclado, Concreto estrutural 2

3 ABSTRACT It is not today that concern for the environment is a subject debated in sectors of production of material for construction. After all, this is the sector that most wasteful use of natural resources. At the same time, construction of several regions of Brazil study and raise methodologies for implementing projects with the lowest possible level of wastage, environmental or economic context, adopting a waste management system. From this premise, the Completion of Course Work search a methodology for reuse of this waste construction to reveal, hypothetically, the need to increase the percentage of cement to produce concrete with coarse aggregate recycled more efficiently and to draw a parallel between the two types (conventional concrete and recycled concrete), checking so even when the recycled concrete can be considered more viable economically. Keywords: Coarse aggregate, Construction waste, Recycled concrete, Structural concrete. 3

4 ÍNDICE DAS TABELAS Tabela 1: Peneiramento do agregado miúdo...17 Tabela 2: Porcentagem retida acumulada...17 Tabela 3: Valores relevantes ao traço...19 Tabela 4: Resultados Concreto Convencional (Tipo I)...22 Tabela 5: Resultados Concreto Reciclado (Tipo II)...23 Tabela 6: Resultados Concreto Reciclado (Tipo III) Dimensões 100 x 100 x 400mm...24 Tabela 7: Resultados Concreto Reciclado (Tipo IV) Dimensões 100 x 100 x 400mm...24 Tabela 8: Resultados Concreto Convencional (Tipo I)...26 Tabela 9: Resultados Concreto Reciclado (Tipo II)...27 Tabela 10: Resultados Concreto Reciclado (Tipo III)...28 Tabela 11: Resultados Concreto Reciclado (Tipo IV)...29 Tabela 12: Resultados Abatimento real encontrado (Slump)...30 Tabela 13: Resultados Aspectos financeiros referentes ao traço e ao volume dos moldes...30 ÍNDICE DAS FIGURAS Figura 1 Agregado graúdo reciclado...9 Figura 2 Agregado graúdo nas peneiras da mesa vibratória...10 Figura 3 Prensa hidráulica para ensaio dos corpos de prova...10 Figura 4 Agregado graúdo reciclado encontrado na região do Vale do Paraíba Figura 5 Peneiras na mesa vibratória para ensaio de Módulo de Finura Figura 6 Determinação da massa específica de agregados miúdos Figura 7 Corpos de prova prismáticos no Laboratório da FEAU/UNIVAP...16 Figura 8 Corpo de prova cilíndrico para ensaio de ruptura...16 Figura 9 Corpo de prova prismático rompido...25 Figura 10 Tipo de ruptura Cônica (corpo de prova cilíndrico)...26 Figura 11 Tipo de ruptura Cisalhada (corpo de prova cilíndrico)...27 Figura 12 Tipo de ruptura Cônica com mais de uma partição (corpo de prova cilíndrico)..28 4

5 ÍNDICE DOS GRÁFICOS Gráfico 1 Resistências à tração na flexão x Identificação (Tipo I e II) Dimensões 150 x 150 x 500 mm...23 Gráfico 2 Resistências à tração na flexão x Identificação (Tipo III e IV) Dimensões 100 x 100 x 400 mm...25 Gráfico 3 Resistências à compressão x Identificação (Tipo I, II, III e IV)

6 SUMÁRIO 1 - INTRODUÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS MATERIAIS MÉTODOS RESULTADOS E DISCUSSÃO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

7 1 INTRODUÇÃO Não é de hoje que a preocupação com o meio ambiente é assunto debatido em diversos setores de produção de matéria para a construção civil. Afinal, este é o setor que mais desperdiça na utilização dos recursos naturais. De acordo com a ABRECON (Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição), o Resíduo da Construção Civil e Demolição (RCD) ou Resíduo da Construção Civil (RCC) é todo resíduo gerado no processo construtivo, de reforma, escavação ou demolição e entulho é o conjunto de fragmentos ou restos de tijolo, concreto, argamassa, aço, madeira, etc., provenientes do desperdício na construção, reforma e/ou demolição de estruturas, como prédios, residências e pontes, materiais capazes de gerar grande impacto ambiental caso não haja destinação correta. [1] Por conta dessa realidade, foi divulgada, em 05 de julho de 2002, a Resolução CONAMA nº 307, onde cita que o Gerenciamento de resíduos sólidos consiste em conjunto de ações exercidas, direta ou indiretamente, nas etapas de coleta, transporte, transbordo, tratamento e destinação final ambientalmente adequada dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos, de acordo com plano municipal de gestão integrada de resíduos sólidos ou com plano de gerenciamento de resíduos sólidos, exigidos na forma da Lei nº , de 2 de agosto de 2010; (nova redação dada pela Resolução 448/12). [2] Simultaneamente, construtoras de diversas regiões do país estudam e levantam metodologias para a execução de empreendimentos com o menor nível de desperdício possível, seja no âmbito ambiental ou econômico, adotando um sistema de gerenciamento de resíduos. No caso de São José dos Campos, no estado de São Paulo, o descarte desses materiais é realizado conforme a Lei Municipal nº 7146, de 31 de julho de 2006, que também determina como responsáveis pela gestão os geradores e transportadores de resíduos da construção civil. Ainda segundo a Lei joseense, o destino dado ao RCC está de acordo com o volume produzido pelo gerador, que está dividido em duas classes: Para os pequenos geradores - que produzem até um metro cúbico (1m³) de resíduos (aproximadamente uma caçamba de um veículo utilitário pequeno) em pequenas reformas - a Prefeitura disponibiliza Pontos de Entrega Voluntária (PEV). [3] Grandes geradores, que produzem acima de um metro cúbico (1m³) de resíduos - devem encaminhar os resíduos de entulho para empresas recicladoras ou aterros privados 7

8 licenciados. Para garantir o controle dos resíduos gerados na cidade e sua destinação, a Prefeitura criou o Sistema Eletrônico de Controle de Resíduos da Construção Civil. [3] Com este intuito, foi criado um elo entre construtoras e empresas recicladoras que tem, por finalidade, encontrar a melhor maneira de reutilização do RCC. À partir dessa especialização das empresas com essa matéria prima, foi possível desenvolver estudos mais aprofundados sobre as características físicas e mecânicas do material podendo, assim, otimizá-lo a ponto de possibilitar o reuso dentro da construção civil. Um segmento desses estudos se dá com a possibilidade de utilização desses agregados para a fabricação de um concreto estrutural, tema que ainda gera preconceito por grande parte das construtoras devido à falta de uma padronização que facilite a segregação dos materiais utilizáveis para o concreto estrutural na demolição, além do fato da legislação brasileira não permitir a utilização de agregados reciclados em peças estruturais. Conforme a NBR 15116/2004, o agregado reciclado se limita, apenas, à produção de concreto classe C15 (não estrutural). [4] Partindo dessa premissa, o Trabalho de Graduação busca uma metodologia para o reaproveitamento destes resíduos da construção civil para revelar, hipoteticamente, a necessidade de se aumentar a porcentagem do cimento para a produção de um concreto com agregado graúdo reciclado mais eficiente e traçar um paralelo entre os dois tipos (concreto convencional e concreto reciclado), verificando assim, até quando o concreto reciclado pode ser considerado mais viável, economicamente. 2 - MATERIAIS E MÉTODOS 2.1 MATERIAIS Segue lista de materiais utilizados para a realização de ensaios no Laboratório de Tecnologia do Concreto da FEAU/UNIVAP: Matérias primas: - Água limpa; - Areia; - Brita 1; - Brita 1 Reciclada; - Cimento Portland tipo CPII-E32. 8

9 Figura 1 Agregado graúdo reciclado. Equipamento do Laboratório: - Agitador de peneiras; - Balança de precisão; - Betoneira de 240 L; - Carrinho de mão; - Colher de pedreiro; - Concha metálica seção U; - Elementos de aplicação de carga; - Estufa; - Frasco de Chapman; - Funil; - Haste metálica de socamento com extremidade semiesférica e diâmetro de 16 mm; - Luva de raspa; - Mesa vibratória; - Moldes cilíndricos (de dimensões 100 x 200 mm); - Molde metálico troco-cônico (de altura 300 mm, diâmetro superior de 100 mm e diâmetro inferior de 200 mm) com complemento tronco-cônico de enchimento; - Moldes prismáticos (de dimensões 150 x 150 x 500 mm); - Moldes prismáticos (de dimensões 100 x 100 x 400 mm); - Óleo desmoldante; - Peneiras para ensaio do agregado graúdo (9,52 mm, 12,7 mm 25,4 mm); 9

10 - Peneiras para ensaio do agregado miúdo (4, 8, 16, 28, 48 e 100); - Pisseta; - Placa metálica (de dimensões 500 x 500 x 3 mm); - Prensa hidráulica; - Régua metálica graduada. Figura 2 Agregado graúdo nas peneiras da mesa vibratória. Figura 3 Prensa hidráulica para ensaio dos corpos de prova. 10

11 2.2 MÉTODOS Obtenção do agregado graúdo reciclado: O material foi obtido a partir de uma visita realizada, em maio de 2016, a uma empresa especializada em reciclagem de materiais, no distrito de Eugênio de Melo, onde foram apresentados os parâmetros e dificuldades burocráticas na aquisição do RCC na região do Vale do Paraíba. A princípio, a expectativa era obter o agregado graúdo reciclado cinza, oriundo de refugos de concreteiras ou até mesmo da segregação de materiais existentes no RCC. Porém, verificou-se que é inviável, economicamente, que essa separação seja feita, pois demanda mais tempo e mão de obra, além de máquinas especializadas, encarecendo o processo e o produto final. No caso das concreteiras, o envio do chamado concreto puro para as usinas de reciclagem ocorre esporadicamente, após a limpeza dos pátios, limitando a disponibilidade no mercado. Por essa razão, o agregado graúdo reciclado encontrado na região do Vale do Paraíba é um material heterogêneo, composto por resíduos de classe A e B, segundo a resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 307, de 5 de julho de [2] Os demais agregados utilizados nos ensaios foram obtidos em depósitos de materiais de construção. Figura 4 Agregado graúdo reciclado encontrado na região do Vale do Paraíba. 11

12 Método de ensaio do Módulo de Finura do agregado miúdo: O ensaio foi realizado conforme NBR 7217/1987, Agregados Determinação da composição granulométrica. [5] Figura 5 Peneiras na mesa vibratória para ensaio de Módulo de Finura. Método de ensaio pelo Método de Chapman: O ensaio foi realizado conforme NBR 9776/1987, Agregados Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco Chapman. [6] A massa específica do agregado miúdo foi calculada à partir da execução do ensaio, onde: - Foi colocada a água no frasco até a marca de 200 cm³, deixando-o em repouso, para que a água aderida às faces internas escorressem totalmente; - Introduziu-se 500 g de agregado miúdo fresco, o qual foi devidamente agitado para eliminação das bolhas de ar; A leitura do nível atingido pela água no gargalo do frasco indicou o volume em cm³ ocupado pelo conjunto água-agregado miúdo, alertando para que as faces internas deveriam estar completamente secas e sem grãos aderentes. 12

13 Figura 6 Determinação da massa específica de agregados miúdos. Para a realização dos cálculos referentes aos agregados graúdos, foram utilizados os procedimentos conforme NBR NM 45/2006, Agregados Determinação da massa unitária e do volume de vazios. [7] Determinação da massa específica dos agregados graúdos: A massa específica do agregado graúdo foi calculada a partir do ensaio, onde: - Em um recipiente de volume de 500 cm³, introduziu-se a Brita 1 seca para determinar a massa de 0,705 kg; - Em seguida, foi adicionada água até o limite de submersão do agregado dentro do recipiente, totalizando um volume de 0,235 cm³ de água. A massa específica do agregado graúdo reciclado foi calculada a partir do ensaio, onde: - Em um recipiente de volume de 500 cm³, introduziu-se a Brita 1 reciclada seca para determinar a massa de 0,525 kg; - Em seguida, foi adicionada água até o limite de submersão do agregado dentro do recipiente, totalizando um volume de 0,265 cm³ de água. Determinação da massa unitária dos agregados graúdos: A massa unitária do agregado graúdo foi calculada a partir do ensaio, onde: - Verificou-se a relação entre a massa do agregado e o volume de um determinado recipiente; 13

14 - Pesou-se, em um recipiente de 7,616 cm³, a massa de 11,740 kg do agregado. A massa unitária do agregado graúdo reciclado foi calculada a partir do ensaio, onde: - Verificou-se a relação entre a massa do agregado e o volume de um determinado recipiente; - Pesou-se, em um recipiente de 7,616 cm³, a massa de 8,895 kg do agregado reciclado. Determinação da formulação (traço) e moldagem dos corpos de prova: Para este estudo comparativo, foram calculados quatro traços para contrastar-se a quantidade de matéria prima em cada caso: - Concreto convencional; - Concreto reciclado (com a utilização da brita 1 proveniente do RCC); - Concreto reciclado com 10% a mais de cimento no traço; - Concreto reciclado com 20% a mais de cimento no traço. Os traços encontrados foram calculados de acordo com o método de dosagem de concreto da ABCP (Associação Brasileira de Cimento Portland), que leva em conta as características físicas dos materiais empregados e a relação água cimento com base na curva de Abrams. Referente à resistência de dosagem, foi levada em consideração a condição A (C10 ao C80), onde se emprega o desvio padrão (Sd) de 4 MPa. Visando o aspecto financeiro e tendo como base estatística que o f ck tem 95% de chance de ser ultrapassado aos 28 dias, seu valor adotado no cálculo do f cj foi de 22 MPa, o que garante uma otimização econômica dos recursos. Para a relação água cimento, foi considerada a classe de agressividade II, isto é, mais expostos a agressões ambientais, porém, com risco de deterioração, da estrutura, considerado pequeno. Em relação a moldagem dos corpos de prova, seguiu-se as etapas conforme NBR 5738/2015 (Versão Corrigida/2016) [8], sendo elas: - Para a produção do concreto, primeiramente, ligou-se a betoneira de 240 litros e foi inserido 70% do volume de água calculado no traço. Em seguida, inseriu-se a brita 1 (e brita 1 reciclada, no caso da produção do concreto reciclado) para uma pré umidificação do agregado afim de otimizar sua aderência à massa de cimento. Passado um minuto, foi inserida a areia seguida do cimento e o restante necessário do volume de água calculado; 14

15 - Cerca de três minutos após o último passo citado, foi realizada a retirada de parte da massa de concreto para a execução do teste de abatimento (Slump test). Os valores obtidos encontram-se na Tabela 12: Resultados Abatimento real encontrado (Slump); - Antes de proceder à moldagem, os moldes foram devidamente revestidos internamente com uma fina camada de óleo mineral para facilitar a desmoldagem; - Com a utilização da concha metálica de seção U, foi distribuído o concreto, simetricamente, ao longo dos moldes prismáticos e cilíndricos; - Para o adensamento dos mesmos, foi utilizada a mesa vibratória, pois o abatimento foi compreendido entre 30 e 150 mm. Foram tomados os devidos cuidados para que não houvesse exsudação; - Foi realizado o capeamento da superfície utilizando o método da retificação, que consiste na remoção de uma fina camada do material do topo a ser preparado para proporcionar uma superfície com alto índice de paralelismo e livre de ondulações; - Com os moldes completamente preenchidos, os mesmos foram levados à câmara úmida para a realização da cura do concreto; - 24 horas depois, os corpos de prova foram retirados dos moldes e retornados à câmara para continuação do processo de cura úmida por 28 dias. Ensaios de resistência à tração na flexão: Para a realização dos ensaios referentes à tração na flexão do concreto, foram utilizados os procedimentos conforme NBR 12142/2010, Concreto Determinação da resistência à tração na flexão de corpos de prova prismáticos. [9] Foram moldados os corpos de prova prismáticos (identificados pelas letras de A a C) para cada traço, conforme NBR 5738/2015 (Versão Corrigida/2016) [8] e inseridos à câmara úmida do Laboratório de Tecnologia do Concreto da FEAU/UNIVAP por 28 dias. Após esse processo, utilizou-se uma prensa hidráulica para ruptura dos corpos, através do método dos terços, para a determinação da resistência à tração na flexão. 15

16 Figura 7 Corpos de prova prismáticos no Laboratório da FEAU/UNIVAP. Ensaios de resistência à compressão: Para a realização dos ensaios referentes à compressão do concreto, foram utilizados os procedimentos conforme NBR 5739/2007, Concreto: Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. [10] Foram moldados os corpos de prova cilíndricos (identificados pelas letras de A a C) para cada traço, conforme NBR 5738/2015 (Versão Corrigida/2016) [8], e inseridos à câmara úmida do Laboratório de Tecnologia do Concreto da FEAU/UNIVAP por 28 dias. Após esse processo, utilizou-se uma prensa hidráulica para ruptura dos corpos e determinar a resistência à compressão. Figura 8 Corpo de prova cilíndrico para ensaio de ruptura. 16

17 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Método de ensaio do Módulo de Finura do agregado miúdo: Tabela 1: Peneiramento do agregado miúdo Nº da Peneira Massa retida (g) 8 6, , , , ,360 Observação: a massa total foi de 500g, porém, a somatória das massas retidas não atinge esse valor, pois a divergência foi encontrada no fundo das peneiras, irrelevante para fins de cálculo. Tabela 2: Porcentagem retida acumulada Nº da Peneira % Retida % Retida Acumulada 8 1,3934 1, ,6424 9, , , , , , ,3168 Para obtenção do Módulo de Finura (MF) foi necessária a somatória de toda porcentagem retida acumulada, divida por 100. MF= % Retida Acumulada / 100 MF= (1,3934+9, , , ,3168) / 100 MF= 227,1706 / 100 MF= 2,27 17

18 Método de ensaio pelo Método de Chapman: A massa específica do agregado miúdo foi calculada mediante a expressão: γ= 500 / Leitura do frasco-200 γ= 500 / γ= 500 / 186 γ= 2,69 g/cm³ = 2690 kg/m³. Cálculos referentes aos agregados graúdos: Levando em consideração os ensaios de massa específica dos agregados graúdos (convencional e reciclado), foi possível identificar uma diminuição de tal massa no agregado reciclado através dos cálculos citado abaixo. A massa específica do agregado graúdo foi calculada mediante a expressão: γ= 0,705 / (0,5-0,235) γ= 2,66 g/cm³ = 2660,40 kg/m³. A massa específica do agregado graúdo reciclado foi calculada mediante a expressão: γ= 0,525 / (0,5-0,265) γ= 2,23 g/cm³ = 2234,04 kg/m³. A massa unitária do agregado graúdo foi calculada mediante a expressão: µ.u.= 11,740 / 7,616 µ.u.= 1,541 kg/cm³ = 1541,49 kg/m³. A massa unitária do agregado graúdo reciclado foi calculada mediante a expressão: µ.u.= 8,895 / 7,616 µ.u.= 1,168 kg/cm³ = 1167,94 kg/m³. Com o fato da massa específica do agregado e a proporção de cimento estar diretamente relacionadas com as propriedades mecânicas do concreto, os estudos iniciais, teoricamente, revelam a necessidade do aumento da proporção de cimento para a produção do concreto estrutural, ratificando assim, o objetivo de estudo inicial. 18

19 Dosagem de concreto pelo método ABCP: Tabela 3: Valores relevantes ao traço Abatimento do tronco de cone Slump Test" 60 à 80 mm Classe de agressividade II Desvio padrão (Sd) 4 MPa Diâmetro máximo do agregado graúdo 19 mm Massa específica do agregado graúdo 2660,40 kg/m³ Massa específica do agregado graúdo reciclado 2234,04 kg/m³ Massa específica do cimento 3110 kg/m³ Massa específica real do agregado miúdo 2690 kg/m³ Massa unitária compactada do agregado graúdo 1541,49 kg/m³ Massa unitária compactada do agregado graúdo reciclado 1167,94 kg/m³ Módulo de finura do agregado miúdo 2,27 Resistência do cimento aos 28 dias (teórico) 32 MPa Concreto convencional (Tipo I), passos: 1 Resistência de dosagem determinada pela fórmula: f cj = f ck + 1,65 x Sd f cj = ,65 x 4 f cj = 28,6 29 MPa 2 Fator água/cimento: 0,49, determinado pela relação entre o Fcj e a resistência do cimento aos 28 dias (através curva de Abrams). 3 Consumo de água: 200 kg/m³; determinado pela relação ente o diâmetro máximo do agregado graúdo e o abatimento do tronco de cone. 4 Consumo de cimento: Cc= Ca / (a/c) Cc= 200 / 0,49 Cc= 408,16 kg/m³. 5 Consumo de agregado graúdo: Cb= Vcs x µ.u. Cb= 0,73 x 1541,5 19

20 Cb= 1125,3 kg/m³. 6 Volume de areia: V areia = 1 - (Cc / γc + Cb / γb + Cw / γw) V areia = 1 - (408,16 / ,30 / 2660, /1000) V areia = 0,2457 m³ areia / m³ concreto. 7 Consumo de areia: Ca= V areia x γa Ca= 0,2457 x 2690 Ca= 660,9 kg/m³. Traço do concreto convencional (Tipo I): 1 : 660,9 / 408,16 : 1125,3 / 408,16 : 0,49 Concreto reciclado (Tipo II, III e IV), passos: Para a dosagem do concreto reciclado considera-se os mesmos resultados dos passos 1, 2 e 3, sendo calculado somente a partir do passo 4. 4 Consumo de agregado graúdo: Cb= Vcs x µ.u. Cb= 0,73 x 1168,0 Cb= 852,64 kg/m³. 5 Volume de areia: V areia = 1 - (Cc / γc + Cb / γb + Cw / γw) V areia = 1 - (408,16 / ,64 / 2234, /1000) V areia = 0,2871 m³ areia / m³ concreto. 6 Consumo de areia: Ca= V areia x γa Ca= 0,2871 x 2690 Ca= 772,3 kg/m³. Traço do concreto reciclado: 1 : 772,3 / 408,16 : 852,64 / 408,16 : 0,49 20

21 Dosagens calculadas pelo método ABCP para concreto convencional (Tipo I) e concreto reciclado (Tipo II, III e IV): Cc / Cc : Ca / Cc : Cb / Cc : a / c Tipo I 1 : 1,62 : 2,76 : 0,49; Tipo II, III e IV 1 : 1,89 : 2,09 : 0,49. Para o concreto III e IV foram adicionados, respectivamente, 10% e 20% a mais de cimento no traço, respeitando a proporção água / cimento. Os volumes dos demais componentes não foram alterados. Para encontrar os valores das resistências dos concretos não houve a necessidade de se aplicar a fórmula de tensão, pois a prensa hidráulica do Laboratório de Tecnologia do Concreto da FEAU/UNIVAP já expressa tal valor em MPa, exceto para três tipos de corpos de prova prismáticos, que apresentaram ruptura fora do terço médio dos mesmos, havendo, assim, a necessidade do cálculo para compensar tal ocorrência. Conforme equações abaixo, seguem os valores encontrados: f ct,f = F x l / b x d², para encontrar a resistência à tração na flexão. f ct,f = 3 x F x a / b x d², para encontrar a resistência à tração na flexão quando a ruptura ocorreu fora do terço médio. Para o Tipo I, identificação C: 2,5 = F x 450 / 150 x 150² F = N f ct,f = 3 x x 125 / 150 x 150² f ct,f = 2,08 MPa Para o Tipo II, identificação E: 1,9 = F x 450 / 150 x 150² F = N f ct,f = 3 x x 135 / 150 x 150² 21

22 f ct,f = 1,71 MPa Para o Tipo III, identificação A: 1,0 = F x 350 / 100 x 100² F = 2857,14 N f ct,f = 3 x 2857,143 x 75 / 100 x 100² f ct,f = 0,64 MPa Ensaios mecânicos: Os resultados dos ensaios dos corpos de prova prismáticos para a determinação da resistência à tração na flexão, conforme NBR 12142/2010, Concreto Determinação da resistência à tração na flexão de corpos de prova prismáticos [9] encontram-se nas tabelas 4, 5, 6 e 7 apresentadas abaixo: Tabela 4: Resultados Concreto Convencional (Tipo I) Dimensões 150 x 150 x 500mm Identificação Largura Altura méd. Vão entre Resistência Idade (dias) méd. (mm) (mm) apoios (mm) à tração na flexão (MPa) A ,60 28 B ,80 28 C ,08 28 D ,50 28 E ,

23 Tabela 5: Resultados Concreto Reciclado (Tipo II) Dimensões 150 x 150 x 500mm Identificação Largura Altura méd. Vão entre Resistência Idade (dias) méd. (mm) (mm) apoios (mm) à tração na flexão (MPa) A ,20 28 B ,10 28 C ,90 28 D ,00 28 E ,71 28 Gráfico 1 Resistências à tração na flexão x Identificação (Tipo I e II) Dimensões 150 x 3, x 500 mm 2,50 2,00 1,50 Tipo I (MPa) Tipo II (MPa) 1,00 0,50 0,00 A B C D E 23

24 Tabela 6: Resultados Concreto Reciclado (Tipo III) Dimensões 100 x 100 x 400mm Identificação Largura Altura méd. Vão entre Resistência Idade (dias) méd. (mm) (mm) apoios (mm) à tração na flexão (MPa) A ,64 28 B ,00 28 C ,10 28 D ,20 28 E ,10 28 Tabela 7: Resultados Concreto Reciclado (Tipo IV) Dimensões 100 x 100 x 400mm Identificação Largura Altura méd. Vão entre Resistência Idade (dias) méd. (mm) (mm) apoios (mm) à tração na flexão (MPa) A ,20 28 B ,30 28 C ,20 28 D ,20 28 E ,

25 Gráfico 2 Resistências à tração na flexão x Identificação (Tipo III e IV) Dimensões 100 x 1, x 400 mm 1,20 1,00 0,80 0,60 Tipo III (MPa) Tipo IV (MPa) 0,40 0,20 0,00 A B C D E Os gráficos 1 e 2 demonstram uma resistência do concreto convencional (Tipo I) superior às resistências encontradas nos concretos reciclados (Tipo II, III e IV). Figura 9 Corpo de prova prismático rompido. 25

26 Os resultados dos ensaios dos corpos de prova cilíndricos para a determinação da resistência à compressão, conforme NBR 5739/2007, Concreto Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos [10] encontram-se nas tabelas 8, 9, 10 e 11 citadas abaixo: Tabela 8: Resultados Concreto Convencional (Tipo I) Identificação Data da moldagem Idade (dias) Dimensões (mm) Capeamento Resultado (MPa) Tipo de Ruptura A 18/08/ X200 Retificação 21,4 Cônica B 18/08/ X200 Retificação 23,9 Cônica e cisalhada C 18/08/ X200 Retificação 11,9 Cônica e cisalhada Figura 10 Tipo de ruptura Tipo A: Cônica (corpo de prova cilíndrico). 26

27 Tabela 9: Resultados Concreto Reciclado (Tipo II) Identificação Data da moldagem Idade (dias) Dimensões (mm) Capeamento Resultado (MPa) Tipo de Ruptura A 20/08/ X200 Retificação 18,4 Colunar com formação de cones B 20/08/ X200 Retificação 15,0 Cônica e bipartida C 20/08/ X200 Retificação 11,2 Cisalhada Figura 11 Tipo de ruptura Tipo E: Cisalhada (corpo de prova cilíndrico). 27

28 Tabela 10: Resultados Concreto Reciclado (Tipo III) Identificação Data da moldagem Idade (dias) Dimensões (mm) Capeamento Resultado (MPa) Tipo de Ruptura A 20/08/ X200 Retificação 19,3 Cisalhada B 20/08/ X200 Retificação 20,3 Cônica com mais de uma partição C 20/08/ X200 Retificação 20,1 Cisalhada Figura 12 Tipo de ruptura Tipo B: Cônica com mais de uma partição (corpo de prova cilíndrico). Tipos de ruptura: Ainda conforme a NBR 5739/2007 [10], os corpos de prova rompidos podem encontrar os seguintes tipos de ruptura: - Tipo A: Cônica e cônica afastada 25 mm do capeamento; - Tipo B: Cônica e bipartida e cônica com mais de uma partição; - Tipo C: Colunar com formação de cones; 28

29 - Tipo D: Cônica e cisalhada; - Tipo E: Cisalhada; - Tipo F: Fraturas no topo e/ou na base do capeamento; - Tipo G: Similar ao tipo F com fraturas próximas ao topo. Dispersões significativas geralmente são representadas pelas rupturas F e G. Os tipos de ruptura apresentados nos ensaios de compressão correspondem aos tipos A, B, C e E, demonstrando, assim, que os mesmos não influenciaram nas divergências obtidas em cada traço, pois nenhum corpo de prova apresentou tipo F ou G. Tabela 11: Resultados Concreto Reciclado (Tipo IV). Identificação Data da moldagem Idade (dias) Dimensões (mm) Capeamento Resultado (MPa) Tipo de Ruptura A 20/08/ X200 Retificação 19,7 Cisalhada B 20/08/ X200 Retificação 18,7 Cisalhada C 20/08/ X200 Retificação 13,2 Cônica com mais de uma partição 30,00 Gráfico 3 Resistências à compressão x Identificação (Tipo I, II, III e IV) 25,00 20,00 15,00 10,00 Tipo I (MPa) Tipo II (MPa) Tipo III (MPa) Tipo IV (MPa) 5,00 0,00 A B C 29

30 Tabela 12: Resultados Abatimento real encontrado (Slump). Tipo Abatimento (mm) I 70 II 80 III 90 IV 80 Ao analisarmos o abatimento (Slump) encontrado para cada traço, foi possível verificar que mesmo o agregado graúdo reciclado possuindo um índice de vazios superior ao natural, não houve uma retenção significativa da água nos capilares devido a uma umidificação realizada antes do início da mistura. Assim, os valores obtidos se encontram dentro da tolerância especificada teoricamente. Aspectos financeiros: Os valores dos agregados graúdos reciclados encontrados na região do Vale do Paraíba giram em torno de R$ 35,00 por m 3, enquanto que o natural varia de R$ 80,00 a R$ 120,00 por m 3, ou seja, para o concreto reciclado houve uma economia direta de 56 a 71% e indireta de 3 a 14%, levando em consideração, também, a variação do uso dos demais componentes na dosagem devido aos parâmetros referentes ao índice de vazios no concreto. Tabela 13: Resultados Aspectos financeiros referentes ao traço e ao volume dos moldes. Tipo Cimento (R$) Areia (R$) Brita 1 Brita 1 reciclada (R$) Total (R$) (R$) I 12,80 10,00 15,00-37,80 II 13,80 12,60-6,20 32,60 III 15,20 12,60-6,20 34,00 IV 16,60 12,60-6,20 35,40 Análise das resistências encontradas: Os resultados obtidos nos ensaios realizados na prensa hidráulica do Laboratório de Tecnologia do Concreto da FEAU/UNIVAP mostram que os corpos de prova moldados com 30

31 brita reciclada apresentaram resistências ainda inferiores ao concreto convencional, mostrando assim, na prática, a notável interferência que o agregado graúdo reciclado exerce na resistência encontrada aos 28 dias. Tais fatores podem ser atribuídos ao fato desse agregado possuir 70% de sua composição em material cerâmico, que não possui uma textura superficial proporcional ao do agregado graúdo natural, gerando baixa aderência entre os componentes, além do fato do agregado graúdo reciclado apresentar alto índice de heterogeneidade em sua composição. A possibilidade da reciclagem do concreto existe, no entanto, os resultados encontrados apontam a necessidade de respeitar as limitações técnicas dos materiais reutilizados para a produção do concreto reciclado. Portanto, o que se encontra hoje, na prática, é a reutilização de agregados reciclados em obras de pavimentação, para aterros e produção de argamassa, apenas. 4 CONCLUSÃO Ao compararmos os aspectos financeiros, o concreto reciclado pode proporcionar uma economia considerável ao ser levado em conta o montante final de concreto usado na construção de uma residência ou até mesmo de grandes empreendimentos. Isso se dá por conta do baixo custo do agregado graúdo reciclado com relação ao natural. Outro fator que pode ser determinante para a viabilidade do uso do agregado reciclado é a logística, tendo em vista o fato de haver poucas usinas de reciclagem de RCC no Brasil, se comparada à grande disponibilidade da brita comum. Portanto, o local da obra também pode influir diretamente para o não uso do agregado reciclado. No entanto, o aspecto que, apesar das vantagens econômicas e ambientais, inviabiliza o uso da brita reciclada é o fato de que as resistências do concreto fabricado com tal agregado mostraram-se inferiores ao recomendável para peças estruturais como vigas e pilares que, em razão da baixa resistência, necessitariam ser construídas com medidas muito superiores, tornando-a uma estrutura sobrecarregada e que afetaria no dimensionamento de todo empreendimento, inclusive na fundação. O estudo visou a busca de uma metodologia adequada para a produção de um concreto com um agregado reciclado mais acessível no Vale do Paraíba, que possui composição de classes A e B. Tal heterogeneidade na composição gerou divergências nos resultados esperados, fazendo com que mesmo com a superposição de 20% de cimento ao traço, o 31

32 concreto não alcançasse a resistência encontrada nos ensaios com agregado natural, como foi provado nos resultados obtidos através de tais ensaios realizados na prensa hidráulica do Laboratório de Tecnologia do Concreto da FEAU/UNIVAP. Como o estudo principal era a viabilidade financeira, foram deixados de lado fatores que auxiliariam para um resultado positivo, como o uso de aditivos que aumentam a resistência, porém, aumentaria, também, o custo do concreto. Apesar do concreto produzido com agregado graúdo reciclado apresentar aspectos negativos, há ainda a necessidade de um estudo mais aprofundado para as técnicas de segregação dos componentes nele encontrado, que hoje é muito dispendioso e precário em sua maioria. Com o êxito desse estudo seria possível o uso exclusivo de materiais de classe A viabilizando uma melhor uniformidade no traço. Como os resultados encontrados apontam, as normas criadas pela ABCP para encontrar o traço do concreto convencional não poderão ser seguidas para a produção do concreto reciclado, pois as matérias primas utilizadas alteram o comportamento do mesmo. Portanto, há, ainda, a necessidade de estudos que deverão ser realizados para a determinação de uma norma própria para a formulação do traço do concreto reciclado. 32

33 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] ASSOCIAÇÃO Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição. Disponível em: < Acesso em: 03 mai [2] CONSELHO Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Resolução Nº 307: Estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil. Brasília [3] PREFEITURA Municipal de São José dos Campos. Disponível em: < Acesso em: 27 mai [4] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 15116: Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural Requisitos. Rio de Janeiro, [5] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 7217: Agregados Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, [6] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 9776: Agregados Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco Chapman. Rio de Janeiro, [7] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR NM 45: Agregados: determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro, 2006b. [8] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 5738: Concreto: procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro, 2003b. [9] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 12142: Concreto Determinação da resistência à tração na flexão de corpos de prova prismáticos. Rio de Janeiro, [10] ASSOCIAÇÃO Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 5739: Concreto: Ensaio de compressão de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro,