CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS - UnilesteMG. Programa de Pós-Graduação. Mestrado em Engenharia Industrial EDSON CARLOS DE ARAÚJO

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS - UnilesteMG Programa de Pós-Graduação Mestrado em Engenharia Industrial EDSON CARLOS DE ARAÚJO CONCRETO MANUFATURADO COM AGREGADOS ALTERNATIVOS: LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA, AREIA ARTIFICIAL E ESCÓRIA DE ACIARIA CORONEL FABRICIANO 2010

2 EDSON CARLOS DE ARAÚJO CONCRETO MANUFATURADO COM AGREGADOS ALTERNATIVOS: LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA, AREIA ARTIFICIAL E ESCÓRIA DE ACIARIA Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Industrial do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Industrial. Orientador: Prof. Dr Fabrício Moura Dias CORONEL FABRICIANO 2010

3 EDSON CARLOS DE ARAUJO CONCRETO MANUFATURADO COM AGREGADOS ALTERNATIVOS: LODO DE ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ÁGUA, AREIA ARTIFICIAL E ESCÓRIA DE ACIARIA Dissertação de Mestrado submetida à banca examinadora designada pelo conselho do Curso do Programa de Pós Graduação em Engenharia, Mestrado em Engenharia Industrial, do Centro Universitário do Leste de Minas Gerais, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de mestre em Engenharia Industrial Aprovado em 16 de dezembro de 2010, por: Presidente: Prof. Dr Fabrício Moura Dias - Orientador Centro Universitário do Leste de Minas Gerais Membro: Profa.Dra Cláudia Nazaré dos Santos Centro Universitário do Leste de Minas Gerais Membro: Prof. Dr Mário Godinho Junior Universidade Federal de Goiás Coronel Fabriciano, de de 2010.

4 A minha família, aos meus professores, amigos e colegas que se dedicaram, compartilharam e participaram de todos os momentos desta etapa da minha vida.

5 AGRADECIMENTOS A Deus por permitir cumprir mais este objetivo. Ao Prof. Dr. Fabrício Moura Dias, pela paciência, dedicação e orientação. Ao Sr. Roberto Carlos de Oliveira da empresa RECICLOS, colegas da COPASA e VALEMIX pela disponibilidade de recursos materiais para elaboração da pesquisa. Ao companheiro Thiago, pela disponibilidade na elaboração e confecção dos traços e análises dos resultados, ao Sr Luiz Eugênio, pela paciência e pela disponibilidade do laboratório de sua empresa (Solução Engenharia). A minha amada esposa Cíntia, e meus preciosos filhos Matheus e Isabela que com sua compreensão se abdicaram de muitos compromissos para que pudesse cumprir esta tarefa. A minha família que em muitos momentos de fraqueza me deu força. Ao professor José Geraldo de Araujo Silva pelo apoio, e informações disponibilizadas. A todos os amigos, professores, colegas e companheiros que de alguma forma me ajudaram e colaboraram para elaborar este trabalho.

6 A natureza deu-nos a semente do conhecimento e não o próprio conhecimento (Sêneca)

7 RESUMO O concreto é o segundo material mais utilizado no planeta. Devido ao crescimento acentuado das economias emergentes, existe uma expectativa de consumo deste material ainda maior nos próximos anos. Em função deste crescimento, pode-se observar que o meio ambiente está sendo extremamente prejudicado com a geração de resíduos estimulada por este desenvolvimento. Vários são os setores que geram estes resíduos, dentre estes, destacam-se os siderúrgicos, os de tratamento de água e o de extração de brita para matéria prima para as concreteiras. Sendo assim, este trabalho apresenta um estudo sobre a utilização de resíduos sólidos como agregados alternativos para a manufatura de concreto. Os resíduos utilizados são: Lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA), Areia Artificial e Escória de Aciaria. Foram adotados traços de concreto com substituição total ou parcial das frações volumétricas dos agregados graúdos (brita) e miúdo (areia). Esta substituição foi realizada por classificação granulométrica destes resíduos. Para parâmetro de comparação adotou-se um traço padrão com a utilização de 100% dos constituintes do concreto adotados pelas concreteiras da região. O traço padrão adotado corresponde a uma resistência característica a compressão de 25 MPa e uma relação de água/cimento de 0,61. Os concretos foram caracterizados quanto à propriedades físicas e mecânicas segundo os documentos da ABNT, em seus textos normativos. Os resultados dos resíduos, areia artificial e escória de aciaria apresentaram-se eficientes para aplicações estruturais, porém, a adição de LETA é indicada para concreto em aplicações não estruturais, tal como, elemento de enchimento em projetos que exijam baixa resistência à compressão. Os resultados indicam que, com a utilização criteriosa, os resíduos aqui estudados, podem ser alternativos à utilização dos agregados tradicionais para manufatura de concretos. Palavras-chave: Concreto, Lodo de Estação de Tratamento de Água, Escória de Aciaria, Areia Artificial.

8 ABSTRACT Concrete is the second most used material on the planet. Due to the rapid growth of emerging economies, there is an expectation of greater consumption of material in the coming years. Due to this growth, we can observe that the environment is being greatly harmed by the waste generation stimulated by this development. There are several sectors that generate these wastes, among these, are the steel, the water treatment and the extraction of gravel as raw material for concrete producers. Thus, this work presents a study on the use of alternative solid waste as aggregates for manufacture of concrete. The residues used are: Sludge from Water Treatment Plant, Artificial Sand and Steel Slag. For such concrete mixtures were used to replace all or part of the volume fraction of coarse aggregate (gravel) and kid (sand). This replacement was performed by particle size classification of this waste. For comparison parameter we adopted a standard feature with the use of 100% of the constituents of concrete adopted by concrete producers in the region. The trace corresponds to the standard adopted a characteristic compression strength of 25 MPa and a ratio of water/cement ratio of 0,61. The concretes were characterized for physical and mechanical properties according to the documents of ABNT, in its normative texts. The results of the performance of the waste, artificial sand and steel slag as efficient for structural applications. However, the addition of WTS indicates the concrete for non-structural applications, such as filling element in situations that require low resistance to compression. The results indicate that, with judicious use, waste here studied can be alternative to the use of traditional aggregate to manufacture concrete. Keywords: Concrete, Sludge from Water Treatment Plant, Artificial Sand, Steel Slag.

9 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Processo convencional de tratamento de água Figura 2: Fluxo simplificado de produção Figura 3: Esquema simplificado da geração de escórias na aciaria elétrica e à oxigênio Figura 4: Esquema do processo de produção do aço em conversor a oxigênio Figura 5: Resíduos e Co-produtos na produção do Aço Figura 6: Usos correntes e usos potenciais da escoria de aciaria Figura 7: Processo para beneficiamento de agregados para concretos Figura 8: Curva granulométrica Figura 9: Areia Artificial Figura 10: Pilha de brita Figura 11: Exemplo fornecido pelo Minitab do gráfico quatro em um dos resíduos Figura 12: LETA na ETA de Santana do Paraíso Figura 13: Secagem Natural do LETA Figura 14: Secagem em Estufa Figura 15: Armazenagem em laboratório Figura 16: Moagem em Moinho de martelos Figura 17: Retificação dos corpos de prova Figura 18: Ensaio de Resistência a Compressão Figura 19: Curva Granulométrica da Areia Natural Figura 20 : Curva Granulométrica da Areia Artificial Figura 21 : Curva Granulométrica da Brita Figura 22 : Curva Granulométrica da Escória Figura 23 : Gráficos de resíduos para a media de massa específica Figura 24 : Gráficos de resíduos para a Resistência a Ruptura aos 3 dias Figura 25: Gráficos de resíduos para a Resistência a Ruptura aos 7 dias Figura 26: Gráficos de resíduos para a Resistência a Ruptura aos 28 dias Figura 27 : Gráficos de resíduos para a Absorção de água... 96

10 LISTA DE TABELAS TABELA 1 - Densidade do lodo TABELA 2 - Parâmetros de caracterização de lodos de Etas para utilização benéfica TABELA 3 - Principais produtos e resíduos de uma siderúrgica TABELA 4 - Balanço de Massa para o Aço TABELA 5 - Composição típica de escória de aciaria elétrica TABELA 6 - Composição química típica das escórias de refino oxidante (EAF e LD), TABELA 7 - Características das espécies químicas isoladas antes e após hidratação TABELA 8 - Balanço Consumo-Produção de Agregados para Construção Civil TABELA 9 - Proporções típicas de materiais em dosagens de diferentes resistências TABELA 10 Limites da distribuição granulométrica do agregado miúdo TABELA 11 - Resultados de ensaio de granulometria de areia natural TABELA 12 - Abatimento do Tronco de Cone para vários tipos de construção TABELA 13 Consumo de água, em kg/m³ de concreto para as dimensões máximas de agregado TABELA 14 - Volume de agregado graúdo por unidade de volume de concreto TABELA 15 Estimativa da massa específica de Concreto fresco TABELA 16 Traços utilizados na pesquisa TABELA 17 Traços em faixa volumétrica TABELA 18 Caracterização física da Areia Natural TABELA 19 - Caracterização granulométrica da Areia Natural TABELA 20 - Caracterização física da Areia Artificial TABELA 21 Caracterização granulometria da Areia Artificial TABELA 22 - Caracterização física da Brita TABELA 23 - Caracterização Granulométrica da Brita TABELA 24 - Caracterização física da Escória TABELA 25 - Caracterização Granulométrica da Escória TABELA 26 - Composição Química da Areia Artificial TABELA 27 - Composição Química da Escoria de Aciaria TABELA 28 - Composição Química do LETA TABELA 29 - Valores do Abatimento de tronco de cone (mm) TABELA 30 - Valores de Massa específica TABELA 31 - Análise de Variância para Massa Específica versus Referência TABELA 32 - Resistência à compressão axial para o concreto aos 3 dias TABELA 33 - Resistência à compressão axial para o concreto aos 7 dias TABELA 34 - Resistência à compressão axial para o concreto aos 28 dias... 90

11 TABELA 35 - Análise de Variância para Resistência a Ruptura aos 3 dias TABELA 36 - Análise de Variância para Resistência a Ruptura aos 7 dias TABELA 37 - Análise de Variância para Resistência a Ruptura aos 28 dias TABELA 32 - Tabela de absorção dos concretos TABELA 33 - Análise de Variância para Absorção de água X Referência... 96

12 LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURAS E ABREVIAÇÕES ABM ABNT a/c ACERITA ANEPAC Associação Brasileira de Metalurgia Associação Brasileira de Normas Técnicas Relação água/cimento Escória Estabilizada de Aciaria Associação Nacional de Entidades de Produtores de Agregados para Construção Civil ASTM Amerian Society for Testing and Materials (Sociedade Americana para testes e materiais) AWWA AWWARF American Water Works Association Americam Water Works Association Research Foundation (Fundação de Pesquisa Associada a trabalhos em Águas Americanas ) CETESB CONAMA COPASA C-S-H Companhia Ambiental do Estado de São Paulo Conselho Nacional de Meio Ambiente Companhia de Saneamento de Minas Gerais Sulfoaluminatos de cálcio hidratados e Aluminatos de Cálcio Hidratados Hexagonais DBO DQO Dmax ETA EUA EAF Demanda Bioquímica de Oxigênio Demanda Química de Oxigênio Diâmetro máximo Estação de Tratamento de Água Estados Unidos da America Eletric Arc Furnace (Aciaria Elétrica)

13 Fck FP IAB IPT ISO LD LERE(n) LETA MF NBR NOx OMS PET ph Resistência Característica do Concreto Forno Panela Insituto Aço Brasil Instituto de Pesquisas Tecnológica. Organização Internacional para Padronização Conversor LD (Linz-Donawitz) Concreto manufaturado com adição de LETA, Areia Artificial e Escória de Aciaria Lodo de Estação de Tratamento de Água Módulo de Finura Norma da Associação Brasileira de Normas Técnicas Óxidos de Nitrogênio Organização Mundial de Saúde Politereftalato de etileno Potencial Hidrogeniônico, (indicador de acidez, neutralidade ou alcalinidade). Psi RC RGT RMT t VHSC Pound per square inch (medida de pressão) Resíduo Cerâmico Rochas de Gnaisse Triturado Rejeitos de Mármore Triturado Tonelada Very high strength concrete (Concreto de alta resistência mecânica) VOC s VSI Compostos Orgânicos Voláteis Britador de Impacto de Eixo Vertical

14 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivos Gerais Objetivos Específicos REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Resíduos Sólidos Exemplos de Resíduos Sólidos utilizados na Construção Civil Lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA) Caracterização de Lodos de ETAs Geração Disposição no meio Ambiente Escória de Aciaria Geração da Escória de Aciaria Caracterização e Especificação da Escória de Aciaria Histórico de utilização da Escória Pó de Pedra Areia Artificial Geração Caracterização Aplicação do Pó de Pedra Concreto Classificação do Concreto Propriedade do concreto Composição do Concreto Agregados Classificação quanto à dimensão dos grãos Agregado Miúdo Areia Natural e Artificial Agregado Graúdo Água Cimento Planejamento Estatístico Considerações sobre a Revisão Bibliográfica MATERIAIS E MÉTODOS Etapa 01: Seleção de Materiais Cimento Portland Agregado Miúdo Agregado Graúdo Etapa 02: Dosagem dos Materiais...64

15 4.2.1 Escolha do Abatimento do Tronco de Cone Escolha da Dimensão Máxima Característica dos Agregados Estimativa da Água Escolha da relação Água/Cimento Estimativa do consumo de Cimento Estimativa do consumo do Agregado Graúdo Estimativa do consumo do Agregado Miúdo Ajustes devido à umidade dos Agregados Ajuste nas Misturas Experimentais Etapa 03: Produção e Preparo dos Corpos de Prova Equipamentos Utilizados RESULTADOS E DISCUSSÕES Caracterização Granulométrica e Física dos Agregados Caracterização Química dos Agregados Alternativos Caracterização Física dos Concretos CONCLUSÕES...97 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS ANEXOS...106

16 16 1 INTRODUÇÃO Grande parte do que se produz e é consumido ainda nos dias de hoje são extraídos da natureza: desde vestuário, indústria metalúrgica, de bens e consumo, indústria da construção civil e demais indústrias dos mais diversos setores. É sabido que, muitos dos recursos naturais podem enfrentar em algum momento uma escassez e isto tem estimulado aos órgãos governamentais em estabelecerem limites de retiradas destes elementos da natureza, por meio de leis. Dentre os setores geradores de resíduos tem-se a indústria metalúrgica que gera uma quantidade significativa de resíduos, com as mais variadas características, em todas as etapas de seu processo. Estes resíduos, conhecidos como resíduos de aciaria, apresentam as mais diversas características granulométricas, desde resíduos pulverulentos até resíduos de maiores granulometrias, em forma de partículas. Outro setor, a Estação de Tratamento de Água (ETA), gera um resíduo classificado como lodo que após seco assume uma aparência de material argiloso. Já as concreteiras, utilizam como matéria prima básica areias, extraídas de rios e córregos; britas oriundas de explosões de rochas, entre outros insumos constituintes dos concretos, como cimento. Na extração de britas são gerados pós de pedra com granulometrias variadas. Pesquisas têm sido estimuladas para a utilização de resíduos como subprodutos para os diversos setores. Este estímulo se deve principalmente para diminuir o impacto ambiental causado com a retirada de recursos naturais não renováveis da natureza. Os resíduos sólidos, dos setores mencionados são gerados em grandes quantidades como apresentado a seguir:

17 17 - Areia Artificial : A quantidade de material gerado pode chegar até 20% do material britado. (PRUDÊNCIO; COELHO; GUTSTEIN, 1995). - Lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA) : Segundo Hoppen (2005), uma ETA convencional com capacidade de tratar L/s produz cerca de 1,8 t/dia de lodo. Vale salientar que, no Brasil, a quantidade de lodo produzido em estações de tratamento de água não é comumente mensurada devido ao não-gerenciamento dos resíduos produzidos. - Escória de Aciaria: A produção brasileira de aço bruto por processo de aciaria e lingotamento foi de 33,7 milhões de toneladas no ano A cada tonelada de aço produzido, gera-se de 70 a 170 kg de escória. No caso de fornos de arco elétrico produz-se em média 130 kg de escória/t. Por esta média, gera-se aproximadamente 172,393 milhões de toneladas por ano de escória de forno de arco elétrico. Considerando a mesma produção média de escória de 130 kg, produz-se no Brasil um total de 4,381 milhões de toneladas de escória de aciaria por ano. (FILEV, 2009). Na indústria da construção civil brasileira, o material mais utilizado é o concreto, produto que usa em sua composição recursos naturais, tais como, areia e brita. Pesquisas tem sido desenvolvidas com o objetivo de minimização da retirada destes recursos da natureza. Sendo assim verifica-se que existe uma grande necessidade de promover o tratamento de resíduos, agregando valor aos mesmos, de modo que eles sejam transformados em matérias-primas na produção de concreto. (ISAIA, 2008).

18 18 2 OBJETIVOS 2.1 Objetivos Gerais Caracterizar resíduos sólidos de Estação de tratamento de Água, Escória de Aciaria e Areia Artificial. Utilizar como insumos na fabricação de concreto possibilitando uma utilização viável para minimizar a destinação indevida no meio ambiente. 2.2 Objetivos Específicos a) Utilizar resíduos sólidos, Areia artificial (pó de pedra), LETA ( Lodo da Estação de Tratamento de Água) e Escória de Aciaria, como matéria prima alternativa na confecção de concretos, obedecendo traços pré-estabelecidos, tendo como padrão um traço com materiais convencionais. b) Confeccionar corpos de prova e através de ensaios normativos, da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, estabelecer a resistência à compressão axial, abatimento de cone, tração indireta e resistência a tração diametral destes concretos. c) Comparar os resultados do concreto com materiais reciclados e o concreto padrão definindo uma utilização adequada para estes concretos. d) Incentivar e disponibilizar para as empresas de tratamento de água, beneficiamento de britas e escória de aciaria os resultados desta pesquisa, como alternativa a agregar valores aos resíduos sólidos gerados e destiná-los de forma a minimizar o impacto ambiental.

19 19 3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 3.1 Resíduos Sólidos De acordo com a NBR (1987) os materiais no estado sólido e semi-sólido resultantes das atividades da comunidade de origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços de varrição e os lodos provenientes de sistema de tratamento de água, são denominados resíduos sólidos. São materiais heterogêneos, se devidamente destinado, podem auxiliar na economia de recursos naturais e proteção à saúde pública, entretanto se disponibilizados de maneira indevida constituem uma grande fonte de problemas sanitário, ambiental, econômico e estético. Os resíduos sólidos industriais NBR (1987) são classificados em três classes: a) resíduos classe I Perigosos. São aqueles que apresentam periculosidade ou uma das seguintes características: inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade. Cada característica é estabelecida com critérios dentro da norma, na qual podemos identificar e caracterizar o resíduo. b) resíduo classe II não-inertes. Estes resíduos podem ter propriedades como: combustibilidade, biodegrabilidade ou solubilidade em água. Não se enquadram nas classificações de resíduos classe I- perigosos ou de resíduos classe III inertes. c) resíduos classe III inertes. São resíduos que não tiveram nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se os padrões de aspecto, cor, turbidez e sabor. Resíduos estes, submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente, conforme teste de solubilização.

20 Exemplos de Resíduos Sólidos utilizados na Construção Civil Os materiais utilizados comumente como agregados para concreto de cimento Portland são fontes naturais não renováveis e, a exemplo do cimento Portland, possuem uma utilização mundial em volumes extremamente elevados. Com a crescente escassez dos agregados naturais nas regiões das grandes cidades e consequentemente elevação do seu custo, estão sendo desenvolvidos os chamados agregados artificiais, que são fabricados, de preferência, de resíduos industriais. Segundo John (2000), a utilização de resíduos na produção de materiais compósitos a base de cimento pode ajudar consideravelmente o meio ambiente, dentre muitos benefícios podemos citar redução da emissão de CO 2, consumo de energia, redução do impacto ambiental diminuindo a extração de materiais utilizados como insumos na natureza, redução do impacto ambiental relacionado com a sua destinação, bem como pode proporcionar ganhos nas propriedades mecânicas e de durabilidade de concretos. Gonçalves (2007) utilizou resíduo cerâmico (RC) proveniente de uma indústria de produção de tijolos furados. Os resíduos foram fornecidos em fragmentos inferiores a 6,3 mm. O RC foi moído até que ficasse com uma granulometria que atendesse aos requisitos da NBR para uso como material pozolânico. Foi observado que a substituição de 20% de cimento por RC promoveu uma redução do módulo de elasticidade dos concretos, não influenciou significativamente na resistência à compressão, na resistência à tração por compressão diametral e na resistência à tração na flexão dos concretos aos 28 dias, independentemente da relação água/cimento (a/c). O que indica o concreto como uma alternativa para incorporar os resíduos da indústria cerâmica com benefícios ambientais. Já Pimentel, et al (2006) utilizou o resíduo de Pinus caribaea, fornecido pela indústria Faber Castell, proveniente da unidade de Prata - MG, onde está localizada a unidade florestal e a serraria, na qual é realizado o primeiro desdobro da madeira para a produção de lápis. O resíduo foi utilizado no experimento tal como fornecido

21 21 pela indústria. Foram utilizadas proporções de 1%; 5% e 10% de polímero seco em relação à massa de cimento. A adição de polímero promoveu significativa redução da capacidade de absorção de água e aumento da resistência à tração na flexão, denotando sua adequação para aumentar a durabilidade do compósito. Segundo o autor a adição do polímero tornou o compósito menos sensível ao envelhecimento acelerado, sendo que com a inserção de 5% seria mais adequada. Mesmo em concretos de alta resistência mecânica (VHSC- Very high strength concrete), em pesquisa realizada por Blandine, et al (2008), substituindo 15% do cimento por resíduo de sílica não condensada, foi observado um ganho na a compressão e também na durabilidade. O autor atribui este ganho à baixa porosidade do concreto e a densificação da zona interfacial entre a pasta de cimento e os agregados. Hoppen, (2005) propôs a adição de Lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA) com teores de 3, 5, 7 e 10% em relação ao peso de areia e em substituição à mesma, apresentando resultados satisfatórios sendo que as dosagens até 5% apresentaram um Fck 28 maior que 25 MPa e para dosagens superiores a 5% a resistência foi menor, principalmente para dosagem de 10%. Os resultados mostraram que os concretos com adição destes resíduos podem ser aplicados em situações que vão desde a fabricação de artefatos e blocos até a construção de pavimentos em concreto de cimento Portland. Para misturas com teores acima de 5% a sua utilização é restrita a aplicações em que a trabalhabilidade não é um parâmetro primordial, como contrapisos, calçadas e pavimentos residenciais. Em algumas situações onde é necessário concreto com finalidades específicas, Coimbra, et al (2004), observou que pode-se alcançar melhorias na resistência mecânica à compressão e diminuição da deformabilidade, adicionando ao concreto rejeito de pilha zinco-carvão, variando as quantidades adicionadas de pilhas, estabelecendo assim um melhor controle microestrutural. Segundo Lima, (2007), a adição de fibras de sisal em substituição ao uso de fibras de amianto, que está sendo proibida a sua utilização para a fabricação de laminados à base de cimento, proporcionou um compósito resistente e até 20 vezes mais tenaz

22 22 que a placa matriz reduzindo a fragilidade, o que pode melhorar o comportamento sob impacto ou cargas dinâmicas. Os resultados apresentados indicam, portanto, que é possível se obter compósitos laminados com elevadas resistência à flexão, deformação de ruptura e tenacidade utilizando-se fibras longas de sisal como elemento de reforço. Existem inúmeros estudos em vários países, para a utilização de resíduos de construção e demolição (RCD). Souza (2006), apresenta várias vantagens potenciais, dentre elas, a preservação de recursos naturais pela substituição por resíduos, que promove uma redução na exploração de recursos naturais prolongando a vida útil das reservas e reduzindo a destruição da paisagem, flora e fauna. O custo da britagem, graduação, controle do pó e separação dos constituintes indesejáveis seria o principal obstáculo para o uso de entulho da construção como agregado, mas pode ser economicamente viável onde há escassez de agregado de boa qualidade e quando o custo de disposição do entulho de concreto é elevado. Em 1983, a auto estrada Interstate 94 (I-94 Freway) tornou-se a primeira e mais importante auto estrada nos Estados Unidos a reciclar concreto, (MEHTA E MONTEIRO, 2008). O percentual de participação de resíduos de construção e demolição (RCD) é bastante variável, (ÂNGULO, 2000), indica que provavelmente este fato se deve ao sistema de informação da geração de resíduo, bem como às tecnologias e materiais empregados em cada país, a idade das cidades, as atividades de construção e demolição. De acordo com Pinto (1999) um índice estimado e não muito preciso é a produção de RCD de 0,50 tonelada/habitante x ano. Modro (2009) utilizou resíduos de PET pós-consumo, como substituto de agregados minerais em concreto de cimento Portland. O autor apresenta esta alternativa viável para dar uma destinação mais nobre aos mesmos, agregando valor e reduzindo impactos ambientais para a obtenção de concretos com propriedades otimizadas para uma aplicação específica. O autor constatou a diminuição da resistência à compressão dos traços obtidos com a substituição por resíduos de PET em relação ao padrão, isso está relacionado a menor interação química entre o polímero e a

23 23 matriz cimentícia e a porosidade residual gerada, mas principalmente devido a menor resistência mecânica intrínseca dos polímeros com respeito aos agregados minerais que são muito mais resistentes mecanicamente. No Brasil, de acordo com o Instituto Aço Brasil-IAB (2009) a produção de aço em 2008 chegou a 33,7 milhões de toneladas, sendo que, em média produz 120 kg de escória de aciaria por tonelada de aço bruto, foi gerado um total de 4 milhões de toneladas de escórias, o que torna este produto um dos resíduos de maior volume, entre os gerados na siderurgia. A construção civil, por ser um grande consumidor de recursos minerais e de seus próprios resíduos, também constitui um potencial consumidor de sub-produtos e de resíduos provenientes de outras indústrias. De acordo com Moura (2009) a adição de diferentes teores de escória como agregado graúdo, tendo como limite 40% de substituição em volume, melhora o desempenho nas propriedades mecânicas (compressão e tração) do concreto, possibilitando a substituição parcial do agregado graúdo natural. Existem alguns tipos de areia artificial, tais como, areias produzidas a partir de rejeitos de mármore triturado (RMT) e de rochas de gnaisse triturado (RGT), todas vulgarmente chamadas como pó de pedra. Barbosa, et al (2008) apresentou estudo utilizando os dois resíduos RMT e RGT. A adição de RMT apresentou um incremento na trabalhabilidade, devido a baixa porosidade e absorção de água fazendo com que a consistência seja mais fluida. O emprego do RGT implica numa diminuição da trabalhabilidade da mistura, devido ao efeito das pequenas partículas do agregado miúdo artificial possuindo maior teor de material pulverulento do que os demais agregados. Houve variação na absorção de água com a inserção dos resíduos mas os valores da resistência à compressão axial tendem a aumentar. Quanto aos módulos de elasticidade não apresentaram aumentos significativos. Um grande número de outros resíduos vem sendo estudados. A seguir apresenta-se estudo sobre os resíduos a partir do LETA, escória de aciaria e pó de pedra.

24 Lodo de Estação de Tratamento de Água (LETA) Nas Estações de Tratamento de Água (ETA) são utilizadas várias etapas no processo de purificação da água poluída/bruta em água potável. De acordo com Sperling (2005), a água bruta é retirada do rio, lago ou lençol subterrâneo. A figura 1, apresenta todas as etapas do processo. Os lodos gerados nos decantadores das ETAs são resultados dos processos de operação de coagulação/floculação e sedimentação das partículas presentes na água bruta. Essas partículas sofrem ação de reações químicas e operação física de formação de flocos que se tornam propícios para a operação de sedimentação ou de flotação. O material removido da água bruta é retido em tanques por um certo tempo. Durante as etapas de coagulação e floculação são adicionados diversos componentes químicos que serão removidos posteriormente nos decantadores, nos filtros e por adsorção em hidróxidos e óxidos ou carvão ativado. De acordo com Tsutuya e Hirata (2001) estes processos geram resíduos que são denominados lodos de estações de tratamento de água (LETA), apresentam características variadas, dependendo fundamentalmente das condições apresentadas pela água bruta, dosagens e produtos químicos utilizados e forma de limpeza nos decantadores e filtros. De acordo com Andreoli (2001), no Brasil existiam cerca de estações de tratamento de água convencionais.

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