UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CONCRETOS LEVES PARA USOS NÃO ESTRUTURAIS: USO DE AGREGADOS NATURAIS E DE RESÍDUOS Trabalho apresentado ao departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal de São Carlos como requisito para obtenção do grau de Engenheiro Civil. Jedah Wessel Prado Orientador: Prof. Dr. Almir Sales São Carlos Novembro de 2008

2 2 SUMÁRIO SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS RESUMO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVO JUSTIFICATIVA REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Sustentabilidade Resíduos O Lodo de Estação de Tratamento de Água A Serragem de Madeira A Reciclagem O Concreto Leve Concreto com agregados leves Concreto leve celular Cinasita Vermiculita Materiais e Métodos O consumo de materiais Estudo de caso Resultados Custos do concreto convencional e com CLC Concretos com Vermiculita Concretos Celulares Bloco de concreto celular Concretos sem Finos Concreto com resíduo de borracha Resumo Considerações Finais...31 REFERÊNCIAS...32 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1- IMPACTO AMBIENTAL CAUSADO PELA DEPOSIÇÃO IRREGULAR DO LODO DE ETA FIGURA 2- PLATAFORMA MARÍTIMA SOUTH ARNE- DINAMARCA (FOTO: ROSSIGNOLO) FIGURA 3- RESISTÊNCIA DO CONCRETO PARA DIFERENTES AGREGADOS LEVES FIGURA 4- ARGILA EXPANDIDA CINASITA (FOTO CINASITA, 2008) FIGURA 5- PATOLOGIA DA SOLUÇÃO ANTERIOR FIGURA 6- ARMAZENAGEM DAS PLACAS NA OBRA FIGURA 7- EQUIPAMENTO UTILIZADO PARA O SERVIÇO FIGURA 8- MONTAGEM DAS PLACAS FIGURA 9: PARTICIPAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS NO CUSTO DO CONCRETO ECOLÓGICO... 24

3 3 FIGURA 10: PARTICIPAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS NO CUSTO DO CONCRETO DE 15 MPA LISTA DE TABELAS TABELA 1: CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE CONCRETO CONVENCIONAL DE 15 MPA TABELA 2: CONSUMO DE MATERIAIS POR M³ DE CONCRETO ECOLÓGICO TABELA 3: CUSTOS EM REAIS DOS MATERIAIS UTILIZADOS PARA A CONFECÇÃO DO CONCRETO CONVENCIONAL TABELA 4: PREÇO DA ÁGUA PARA USO INDUSTRIAL EM SÃO CARLOS- SP (JULHO, 2008).23 TABELA 5: CUSTO DO CONCRETO ECOLÓGICO TABELA 6: CUSTO DO CONCRETO CONVENCIONAL DE 15 MPA TABELA 7- CONCRETOS COM VERMICULITA (ISAR, 2008) TABELA 8- TIPOS DE CONCRETO INDICADOS PARA CADA UTILIZAÇÃO TABELA 9- CUSTO CONCRETO ISAR 1:8 SEM CAPA TABELA 10- CUSTO DA CAPA DE 2 CM TABELA 11- CUSTO CONCRETO ISAR 1:8 COM CAPA TABELA 12- CUSTO CONCRETO ISAR 1:6 SEM CAPA TABELA 13- CUSTO CONCRETO ISAR 1:6 COM CAPA TABELA 14- CUSTO CONCRETO ISAR 1:4 SEM CAPA TABELA 15- CUSTO CONCRETO ISAR 1:4 COM CAPA TABELA 16- CONCRETOS TECNOCELL TABELA 17- CONCRETO TECNOCELL TABELA 18- CONCRETO TECNOCELL TABELA 19- CONCRETO TECNOCELL TABELA 20- CONCRETOS NEVILLE TABELA 21- CONCRETO NEVILLE 2020 KG/M³ TABELA 22- CONCRETO NEVILLE 1970 KG/M³ TABELA 23- CONCRETO NEVILLE 1940 KG/M³ TABELA 24- CONCRETO NEVILLE 1870 KG/M³ TABELA 25- CONCRETO COM BORRACHA (MARQUES, NIRSCHL E AKASAKI, 2006) TABELA 26- CUSTO DO CONCRETO COM BORRACHA B4 (MARQUES, NIRSCHL E AKASAKI, 2006) TABELA 27- RESUMO DOS CONCRETOS ESTUDADOS... 30

4 4 RESUMO O destino de resíduos como o lodo proveniente do tratamento da água, rico em substâncias tóxicas (como sulfato de alumínio e cloreto férrico), e a serragem de madeira, usualmente despejada no leito dos rios (provocando assoreamento), é uma preocupação dos autores, os quais são favoráveis à idéia de sustentabilidade na construção civil, uma das áreas produtivas que mais impactam o meio ambiente. O Prof. Dr. Almir Sales e Francis Rodrigues de Souza desenvolveram um invento à base de lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA) e serragem de madeira: o Compósito Leve para Concreto (CLC), agregado utilizado em concretos substituindo totalmente a brita. O concreto ecológico, objeto de estudos anterior dos autores da presente pesquisa, apresenta a massa específica de 1,847 kg/dm³ o que permite classificá-lo como concreto leve. Além da leveza, o concreto apresenta melhor isolamento térmico. O objetivo dessa pesquisa é o de comparar o concreto ecológico com concretos leves sob o ponto de vista econômico. Palavras-chave: concreto leve, concreto ecológico, desenvolvimento sustentável, resíduos.

5 5 1 INTRODUÇÃO Desde a invenção do concreto moderno, em meados do século XIX até o início da década de 80, o concreto continuou sendo uma mistura de agregados, cimento e água (ROSSIGNOLO, 2003). Com o desenvolvimento da tecnologia foram desenvolvidos outros materiais a serem incorporados na mistura entre os quais se destacam os aditivos modificadores de suas propriedades e a substituição de agregados. Através dessas alternativas foram desenvolvidos tipos especiais de concreto como o Concreto de Alto Desempenho (CAD) e o concreto leve. O concreto ecológico desenvolvido pelo Grupo de Estudos em Sustentabilidade e Ecoeficiência em Construção Civil e Urbana (GESEC) apresenta a massa específica seca de 1,847 kg/dm³ enquanto os concretos convencionais apresentam massa específica em torno de 2,500 kg/dm³. A massa específica do concreto ecológico permite classifica-lo como concreto leve (ALMEIDA, SALES e SOUZA, 2008). Numa pesquisa anterior realizada pelos autores, comparou-se economicamente o concreto ecológico e um concreto convencional de 15 MPa observando-se que o concreto convencional apresentava um menor custo em relação aos materiais utilizados. Porém o concreto ecológico apresenta maior leveza e melhor conforto térmico, o que permite uma aplicação distinta entre os materiais. O objetivo dessa pesquisa é o de comparar o concreto com o agregado desenvolvido com outras alternativas de concreto leve e analisar sua viabilidade do ponto de vista econômico.

6 6 2 OBJETIVO O objetivo desta pesquisa é o de avaliar a viabilidade econômica do concreto leve obtido com agregados provenientes de resíduos em comparação com as alternativas utilizadas de concreto leve na construção não estrutural no Brasil. Além da comparação de custos, pretende-se realizar uma estimativa do custo-benefício através da proposição de alguns indicadores.

7 7 3 JUSTIFICATIVA A pedra britada é um recurso natural finito, e sua extração é cara e danosa ao meio ambiente. O destino de resíduos como o lodo de estação de tratamento de água (ETA) e a serragem de madeira é uma preocupação dos pesquisadores que desenvolveram o compósito em questão, os quais são favoráveis à idéia de sustentabilidade na construção civil. (PRADO, SALES e SOUZA, 2008) O lodo de Estação de Tratamento de Água (ETA), gerado nos decantadores e filtros, quando descartado em cursos d água é extremamente nocivo ao meio ambiente. O resíduo causa a redução do oxigênio dissolvido pela decomposição da matéria orgânica e acumulase no fundo dos rios e córregos (BUTLER e SALES, 2000). Além disso, são aplicados produtos químicos durante a etapa de floculação no tratamento da água, com elevadas concentrações de metais pesados que provocam a degradação local (LENZI, 2003). Outro grave problema ambiental está relacionado às indústrias de base florestal que em geral deposita seus resíduos em terrenos e cursos d água próximos às industrias geradoras. A utilização do Compósito Leve para Concreto (CLC) possibilita a mitigação do descarte do lodo de ETA e da serragem de madeira e o desenvolvimento de uma nova alternativa para o agregado natural pedra britada, permitindo ainda a melhora do isolamento térmico das edificações e a redução do peso final das mesmas. O concreto ecológico é uma alternativa de fácil reprodução já que a demanda por água tratada só tende a aumentar com o crescimento da população e com a busca da melhoria do índice de desenvolvimento humano (IDH). A serragem de madeira também está disponível em grande quantidade no Brasil, que tem a maior área reflorestada do planeta e é um grande produtor de móveis e artefatos de madeira. O concreto ecológico é um produto que possui características semelhantes às observadas em concretos leves como o concreto celular e o concreto com argila expandida, não só pela leveza, como pelo isolamento térmico. Para a utilização do concreto ecológico no mercado é de fundamental importância a análise de sua viabilidade econômica.

8 8 4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 4.1 Sustentabilidade Empresas que não adotarem práticas de desenvolvimento sustentável vão desaparecer ao longo da próxima década, prevê ALMEIDA (2002), essa previsão mostra que a exigência do consumidor quanto produtos ecologicamente corretos tem crescido. A Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento, criada pela ONU define desenvolvimento sustentável por: Desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração atual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das futuras gerações (WWF-Brasil). Muitas vezes o desenvolvimento é confundido com o crescimento econômico. Quando os demais aspectos relativos ao desenvolvimento são desprezados, as atividades costumam depender de consumo crescente de energia e recursos naturais. Desses recursos naturais dependem não só a diversidade biológica e a existência humana como o próprio crescimento econômico (WWF-BRASIL). Assim sendo, o desenvolvimento econômico deve ocorrer levando-se em conta a sustentabilidade. Nesse contexto tem-se o conceito de eco-eficiência: Eco-eficiência é a maneira para se produzir mais, melhor, com menor consumo de materiais, água e energia, fazendo que a organização que a adote seja mercadologicamente competitiva, não comprometendo as finanças, contribuindo para a qualidade de vida e, ao mesmo tempo, reduzindo a carga, ônus, danos e impactos ambientais causados por bens e serviços (FURTADO, 2001 apud TEIXEIRA 2005). Um cálculo do impacto ambiental gerado em um processo pode ser calculado analisandose: o consumo de matérias, o consumo de energia, a emissão de resíduos, o potencial de toxidade dos resíduos e produtos e o risco ecológico potencial. (SALING 2002 apud VELLANI 2007) 4.2 Resíduos No processamento de matérias primas ao produto, as indústrias geram também resíduos: Resíduo é todo bem móvel material que em determinado tempo e espaço é abandonado por seu responsável. (SOUZA, 2003) Esses resíduos gerados têm potencial de aplicação como matéria prima de outros produtos. Lixo é matéria-prima fora do lugar (SOUZA, 2003).

9 9 Poluição é uma forma de desperdício e ineficiência dos processos produtivos (LERÍPIO 1997, apud FERREIRA) Os resíduos constituem-se de um grave problema urbano. Seu gerenciamento é oneroso e complexo. Os complicadores da administração dos resíduos são: a escassez de áreas de deposição; os problemas de saneamento público; a contaminação ambiental, entre outros (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN). A redução na emissão de resíduos não é simples. Ela é dificultada por: impurezas existentes na matéria prima, custos envolvidos e desenvolvimento tecnológico (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN). Nem todos os resíduos são aproveitados pelas indústrias geradoras. Muitos desses resíduos são dispostos de modo a comprometer a qualidade de vida da população. Em certos casos esses resíduos são dispostos de maneira irregular, em outros casos o poder público não prevê uma destinação adequada aos resíduos. Vantagens do aproveitamento de resíduos: (SOUZA, 2003) Disponibilidade de recursos; Desenvolvimento de materiais alternativos; Resgate do investimento contido no próprio resíduo; Melhora da imagem da empresa perante seu público alvo ou a sociedade Redução da extração de recursos naturais Redução dos impactos ambientais relacionados à sua disposição. A poluição ainda pode acarretar penalidades, multas, paralisação das operações e causar prejuízos aos acionistas. Logo constitui em um risco à empresa. (VELLANI 2007). Os resíduos devem ser classificados para uma destinação adequada. O CONAMA, 2002 (apud SPOSTO 2006) classifica os resíduos quanto à utilização, enquanto a NBR classifica os resíduos quanto à periculosidade: Classificação segundo o CONAMA, 2002: Classe A - resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados (tijolo, concreto, etc); Classe B - resíduos reutilizáveis/recicláveis para outras indústrias (plástico, papel, etc); Classe C - resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias viáveis que permitam sua reciclagem (gesso e outros); Classe D - resíduos perigosos (tintas, solventes, etc) ou contaminados (de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros). Classificação segundo a NBR 10004: Classe I - perigosos Classe II - não perigosos o Classe IIA- não perigosos e não inertes

10 10 o Classe IIB- não perigosos e inertes 4.3 O Lodo de Estação de Tratamento de Água O lodo de estação de tratamento de água (ETA) é um resíduo composto de água e sólidos suspensos contidos na fonte acrescido dos produtos aplicados durante o processo de tratamento da água (RICHTER, 2001). As propriedades dos lodos de estação de tratamento de água variam com a qualidade da água bruta e com o tipo de coagulante e demais produtos químicos auxiliares utilizados durante o processo de tratamento da água (REALI, 1999). Quanto maior o acúmulo do lodo nos tanques de decantação, maior a concentração de metais no resíduo e, portanto, maior o impacto ambiental causado pela deposição irregular do mesmo (CORDEIRO, 2001). O lodo de estação de tratamento de água pode ser aplicado no solo para fins agrícolas, para a recuperação de áreas degradadas por atividades de mineração e até mesmo em aterros sanitários. Entretanto, seja qual for a finalidade da aplicação, ela deve levar em consideração, não só a possibilidade de alterar a capacidade de retenção da água, como também a possibilidade de alterar outras propriedades estruturais do solo (BIDONE; SILVA; MARQUES, 2001). As altas concentrações de alumínio no lodo tendem a fixar o fósforo no solo e dificultar o crescimento das plantas. Além disso, os produtos contaminantes presentes no coagulante contêm geralmente elevadas concentrações de Pb, Cr, Cd e outros metais pesados que provocam a degradação local (LENZI, 2003). Nos EUA, entre as práticas de deposição do lodo, o aterro sanitário é adotado em aproximadamente 20% das cidades com até habitantes (AWWA, 1995). No Japão estes resíduos são comumente incinerados, entretanto, os custos referentes a esta alternativa são bastante altos e as cinzas resultantes necessitam de deposição ou incorporação adequada em outro produto; o que apenas transfere o problema (REALI, 1999). A adição à massa cerâmica de lodo de ETA obtido com coagulante à base de alumínio (sulfato de alumínio) prejudica mais as propriedades tecnológicas da massa do que a adição de lodo obtido com coagulante à base de ferro (cloreto férrico) (TEIXEIRA, et al., 2006). Os blocos cerâmicos de paredes retas nos quais foram incorporados 12.5% do lodo da Estação de Tratamento de Água de Cubatão, São Paulo / BR atenderam as especificações das normas brasileiras (MORITA, et al., 2002) O lodo gerado durante as operações de filtração/limpeza da água também pode ser usado como retardador de pega e regulador da trabalhabilidade de argamassas (RAUPP- PEREIRA, et al., 2007).

11 11 A recuperação do alumínio por acidificação torna o lodo mais concentrado e facilita a sua posterior desidratação. O Al (III) recuperado pode ser utilizado na remoção do fósforo no tratamento de efluentes domésticos, entretanto não pode ser reutilizado como coagulante em estações de tratamento de água. Em condições extremamente ácidas, a matéria orgânica coloidal e alguns metais pesados tais como o cádmio, o cobre e o chumbo são recuperados juntos e a reutilização do alumínio recuperado aumenta a formação de trihalometanos na água tratada (SENGUPTA; SHI, 1992). Apesar das diversas alternativas de aplicação, no Brasil existem cerca de estações de tratamento de água que geram seus resíduos nos tanques de decantação e filtros e os lançam diretamente nos mesmos córregos e rios de onde é retirada a água para o tratamento (CORDEIRO, 2001) (Figura 1). Figura 1- Impacto ambiental causado pela deposição irregular do lodo de ETA. (fonte: SOUZA, 2006) Além de causar grande impacto devido a sua deposição irregular, o lodo também pode ser considerado um resíduo que exige grande desperdício de água. Isso ocorre porque as estações de tratamento de água utilizam muita água para a limpeza dos decantadores e filtros. O desperdício de água é preocupante já que, de acordo com a Agência Nacional de Águas (ANA et al, 2005), a água tem se tornado escassa não somente para as regiões áridas e semi-áridas, já que muitas áreas com recursos hídricos abundantes não conseguem satisfazer a demanda.

12 A Serragem de Madeira As indústrias de base florestal geram um volume significativo de resíduos durante todas as fases operacionais desde a exploração florestal até o produto final. O extinto IBDF (Instituto Brasileiro de Desenvolvimento Florestal) e a Universidade Federal do Paraná classificaram os resíduos em três tipos distintos: a) serragem - resíduo originado da operação de serras, encontrado em todos os tipos de indústria, à exceção das laminadoras; b) cepilho - conhecido também por maravalha, resíduo gerado pelas plainas nas instalações de serraria/beneficiamento e beneficiadora (indústrias que adquirem a madeira já transformada e a processam em componentes para móveis, esquadrias, pisos, forros, etc.); c) lenha - resíduo de maiores dimensões, gerado em todos os tipos de indústria, composto por costaneiras, aparas, refilos, resíduos de topo de tora e restos de lâminas (FONTES, 1994). Transformar resíduos de madeira em energia é uma das alternativas para evitar o destino inadequado deste material no ambiente, aumentar a qualidade do suprimento de energia e reduzir custos. Além dos 160 MW de capacidade já instalada e distribuída em 18 usinas termoelétricas cujo combustível é o resíduo de madeira, o Brasil têm ainda um potencial de geração de energia através de resíduos de madeira da ordem de 250 MW somente na região Sul. Entretanto, o investimento inicial para uma empresa fazer o aproveitamento dos resíduos da madeira é da ordem de mil dólares por KW instalado (JORNAL DIÁRIO DOS CAMPOS, 2004). Em muitas empresas florestais, os resíduos dos processos produtivos, principalmente de serrarias, por serem materiais sólidos e que não sofreram severos tratamentos químicos capazes de causar impacto ambiental no ecossistema, têm a possibilidade de serem aproveitados com sucesso na devolução de parte dos nutrientes retirados do povoamento por ocasião da colheita. Estes irão se decompor e liberar os nutrientes contidos em sua estrutura para o solo, onde poderão ser reabsorvidos pelas raízes das plantas da rotação seguinte (SCHUMACHER; BRUN; KÖNIG, 2004). A utilização do pó de serra como agregado miúdo em substituição parcial ou total do agregado miúdo mineral, possibilita a redução significativa do agregado mineral (areia) na produção de blocos de concreto para vedação e/ou elementos de enchimento em lajes pré moldadas, comportando-se como um material mais leve e termo isolante, em função da baixa condutividade térmica do pó de serra (DANTAS FILHO, 2004). Aproximadamente 50,7 % do volume original das toras tornam-se resíduos e, embora possam ser aproveitados, acabam sendo retirados dos pátios das serrarias e lançados de forma irregular em terrenos baldios e na margem de rios e córregos (DANTAS FILHO, 2004).

13 A Reciclagem Reciclagem é uma alternativa que atua em favor da sustentabilidade. Produtos reciclados costumam atenuar o impacto ambiental e apresentam ainda a possibilidade de reduzir os custos dos produtos. (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN). A reciclagem apresenta vantagens como: a redução no consumo de materiais não renováveis; redução das áreas de aterro, redução de energia (potencial), e redução da poluição. (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN). A reciclagem de resíduos apresenta várias vantagens potenciais, entre as quais, JOHN (2000 apud SOUZA 2006) destaca: A preservação de recursos naturais pela substituição por resíduos, prolongando a vida útil das reservas naturais e reduzindo a destruição da paisagem, flora e fauna. A redução do volume de aterros e da prática de incineração, especialmente dos aterros com resíduos perigosos ou não- inertes, que concentram substâncias químicas em teores que se tornam perigosos e podem contaminar o lençol freático. A redução do consumo energético para a produção de um determinado bem. O aumento da durabilidade da construção em determinadas situações, como já comprovado por inúmeros estudos na área de adições de escórias de alto forno e pozolanas ao cimento. A redução da poluição emitida para a fabricação de um mesmo produto. A redução dos custos da proteção ambiental, pois a reciclagem permite gerar valor a partir de um produto que antes constituía em despesas. O aumento da geração de empregos e da competitividade da economia. A economia de divisas, na eventualidade da importação de alguma das matériasprimas recicladas. Para a reciclagem ser implantada, devem ser analisadas algumas variáveis como: o tipo de resíduo, a tecnologia empregada e a utilização proposta. Essa análise pode identificar a viabilidade da reciclagem, as vezes essa não é vantajosa nem do ponto de vista ambiental, fornecendo um produto ainda mais impactante devido: a energia utilizada; ao consumo de outras matérias primas; a geração de novos resíduos e ao risco à saúde do usuário e trabalhadores. (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN). Um parâmetro que geralmente é desprezado na avaliação de produtos reciclados é o risco à saúde dos usuários e dos trabalhadores da indústria recicladora, devido à lixiviação de frações solúveis ou pela evaporação de frações voláteis. Os resíduos frequentemente são compostos por metais pesados (Cd, Pb) ou compostos orgânicos voláteis. (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN). Para se propor um novo material, constituído por resíduos deve-se ter a preocupação, dentre outras com os seguintes quesitos: (ÂNGULO, ZORDAN & JOHN).

14 14 Identificação e quantificação dos resíduos disponíveis Caracterização do resíduo Custos associados aos resíduos Seleção das aplicações a serem desenvolvidas Avaliação do produto Análise de desempenho ambiental Desenvolvimento do produto Transferência de tecnologia 4.6 O Concreto Leve Desde a invenção do concreto moderno, em meados do século XIX até o início da década de 80, o concreto continuou sendo uma mistura de agregados, cimento e água (ROSSIGNOLO, 2003). Com o desenvolvimento da tecnologia foram desenvolvidos outros materiais a serem incorporados na mistura entre os quais se destacam os aditivos modificadores de suas propriedades e a substituição de agregados. Através dessas alternativas foram desenvolvidos tipos especiais como o concreto leve. Os concretos leves são concretos com massa específica reduzida, abaixo de 2200 kg/m³ (CEB-FIB apud ROSSIGNOLO, 2003). Os concretos leves apresentam estrutura porosa, e o aprisionamento do ar nesses poros favorece a leveza e o isolamento térmico do material. Devido também à porosidade, geralmente os concretos leves são mais permeáveis que os concretos tradicionais, excluindo-se os que não apresentam os poros interligados. (ROSSIGNOLO, 2003). De acordo com ROSSIGNOLO (2003) as primeiras aplicações do concreto leve são de 1100 a.c. em El Tajin (México), com a utilização de uma mistura de pedra pomes com um ligante à base de cinzas vulcânicas e cal. Os concretos leves são aplicados em concretos de alto desempenho, enchimento de lajes, regularização de superfícies, envelopamento de tubulações, entre outras. (UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS, 2008). ROSSIGNOLO (2003) destaca que a utilização de concreto leve em vedações e enchimento é vantajosa não só pela leveza, mas também pelas características de isolamento térmico desse material. ROSSIGNOLO ainda cita que o material apresenta vantagens para ambiente marinho (Figura 2).

15 15 Figura 2- Plataforma marítima South Arne- Dinamarca (foto: ROSSIGNOLO). Destaca-se a utilização do concreto leve em elementos pré-fabricados, já que a leveza do material possibilita economias nas etapas de manuseio, transporte e montagem do sistema construtivo. (ROSSIGNOLO, 2003) Os concretos leves apresentam em geral maior possibilidade de segregação do agregado, redução da resistência mecânica e aumento da retração (ROSSIGNOLO, 2003). Os concretos leves podem ser obtidos com a utilização de agregados leves, com a incorporação de ar (concretos celulares) ou sem a utilização de finos. (ROSSIGNOLO, 2003) Concretos sem finos são concretos produzidos sem a utilização do agregado miúdo (areia) (CORTESIA CONCRETO) Concreto com agregados leves Segundo Almeida, Sales e Souza (2008), o concreto com agregado leve caracteriza-se pela substituição total ou parcial dos agregados tradicionais por agregados leves e pelo valor de sua massa específica, que deve ser inferior a 2000 kg/m³. Uma grande variedade de produtos podem ser utilizados como agregados leves: agregados naturais, sintéticos, subprodutos e rejeitos industriais (SACHT, 2007). Os agregados leves naturais são obtidos por extração direta em jazidas como a pedrapomes. Os agregados leves artificiais são obtidos industrialmente. O agregado artificial mais utilizado no Brasil é a argila expandida, que pode ser produzida pelo processo de sinterização ou fornos rotativos (SACHT, 2007). Segundo a ROSSIGNOLO (2003), os agregados leves não devem apresentar massa unitária no estado seco e solto acima de 1120 kg/m³ para os agregados miúdos e 880 kg/m³ para os agregados graúdos. Os concretos com agregados leves têm sido utilizados desde o início do século passado, para fins estruturais e de vedação. A partir de 1980, foram realizadas rigorosas pesquisas sobre os concretos leves, em todo o mundo, demonstrando o grande potencial do uso desse material, nas mais diversas áreas da construção civil. A redução da massa específica do concreto propicia a redução do peso próprio e das cargas na fundação, com

16 16 conseqüente redução do custo final da obra (ROSSIGNOLO, 2003). Os concretos leves apresentam características de acordo com os agregados utilizados. A natureza da interação entre o agregado e a matriz do cimento depende do teor de umidade e da porosidade do agregado (ROSSIGNOLO). Rossignolo e Agnesini (2005 apud ALMEIDA, SALES & SOUZA, 2008) classificaram os agregados leves de acordo com sua massa específica em concretos isolantes, concretos com resistência moderada e concretos estruturais (Figura 3). Figura 3- Resistência do concreto para diferentes agregados leves. (fonte: SACHT, 2007) Concreto leve celular O concreto leve celular é definido segundo a norma NBR (ABNT 92, apud SACHT, 2007): concreto leve obtido pela introdução de argamassa de bolhas de ar, com dimensões milimétricas, homogêneas, uniformemente distribuídas, estáveis, incomunicáveis e indeformadas ao fim do processo. Bolhas de ar são adicionadas a massa de concreto, sendo estas geradas por espuma ou agentes incorporadores de ar (SACHT, 2007). O ar incorporado aumenta a permeabilidade do concreto e reduz sua resistência. Esse tipo de concreto leve é bastante aplicado para vedações.

17 Cinasita A argila expandida Cinasita (Figura 4) é um agregado leve que se apresenta em forma de esferas cerâmicas leves e resistentes. É obtida com argilas especiais aquecidas à altas temperaturas (aproximadamente 1100ºC). A cinasita é apropriada para a confecção de concretos com alta resistência, inclusive os concretos de alto desempenho. Também pode ser aplicada em enchimentos de laje, blocos de concreto leve, drenagem e jardinagem, nivelamento de pisos, entre outros. (CINASITA, 2008) Figura 4- Argila expandida Cinasita (foto cinasita, 2008) Vermiculita O mineral vermiculita é um aluminossilicato básico hidratado de magnésio, ferro, e alumínio (Mg, Fe, Al)3(Al, Si)4O10 (OH)2.4H2O[2], pertencente à família das micas cujos cristais são formados por finíssimas lamínulas superpostas que se expandem quando submetidas à temperatura de 1000±50ºC. (ANDRADE, GÓES & OLIVEIRA). O aquecimento do mineral expande o grão de 8 a 12 vezes, sendo os espaços vazios dessa expansão preenchidos com ar. (TMATER 2008). Um produto com inúmeras aplicações: isolante térmico e acústico, condicionador e corretivo de solos, agregado para concreto ultraleve, pré-misturado para argamassa termoisolante e outras aplicações na construção civil e naval. As reservas brasileiras representam 5,7% das reservas mundiais, sendo que 90% estão situadas nos Estados Unidos e África do Sul. No Brasil, as reservas localizam-se nos Estados de Goiás, Paraíba, Bahia e Piauí. (COELHO et al, 2005). O concreto leve de Vermiculita Expandida é indicado para usos não estruturais. O concreto é aplicado em caixão perdido, rebaixos, contra pisos, regularização, rebocos acústicos e em material de enchimento. (ISAR, 2008)

18 18 5 Materiais e Métodos A presente pesquisa é uma continuação da iniciação científica dos autores: PRADO, SALES e SOUZA, Durante essa atividade, os autores estudaram a análise da viabilidade do agregado ecológico, levando-se em conta a viabilidade ambiental, a viabilidade técnica e viabilidade econômica do concreto ecológico em comparação ao concreto convencional de resistência próxima. No estudo atual, extrapolou-se essa comparação, incluindo as alternativas de concreto leve verificadas no mercado e na literatura. A descrição da metodologia para a produção do agregado leve e dos concretos ecológico e convencional foram descritas no relatório de iniciação científicas e não serão aqui repetidas. Contudo utilizar-se-ão seus resultados e conclusões. Além da análise da viabilidade econômica realizou-se um estudo de caso de uma aplicação do concreto leve no mercado brasileiro, para identificar como o concreto leve é aplicado na construção civil brasileira, quais os fatores que são levados em consideração para sua opção e características peculiares desse produto. Para o estudo da viabilidade econômica, primeiramente identificou-se o consumo de materiais para a produção de 1 m³ de concreto. Em seguida realizou-se uma cotação das matérias primas utilizadas, e calculou-se assim o custo dos materiais referentes somente aos materiais empregados. Os custos com transporte, mão de obra e equipamentos não foi considerado porque são valores complexos, que dependem do porte da empresa a ser instalada, dos valores da empresa, da mão de obra e dos equipamentos empregados, do capital disponível, da demanda e da estratégia empresarial adotada. 5.1 O consumo de materiais O consumo de materiais nos concretos convencionais foi calculado de acordo com os traços dos mesmos. O consumo de cimento por m³ de concreto produzido é dado por: 1 C = (1) 1 a p w ρc ρa ρ p ρ w sendo: C o consumo de cimento em kg; a, p e w o valor do traço correspondente a areia, pedra e água respectivamente (sem unidade); ρ c ρ a ρ p ρ w a massa específica do cimento, areia, pedra e água respectivamente em kg/m³.

19 19 O consumo dos demais materiais é dado pela multiplicação do consumo de cimento pelo valor correspondente à respectiva posição no traço. Essa equação foi formulada para o concreto convencional, mas para simplificação da pesquisa foi utilizada para os concretos leves e para o concreto ecológico. Almeida, Sales e Souza realizaram um estudo de dosagem do concreto convencional e do concreto ecológico. O consumo de materiais no concreto convencional de 15 MPa é mostrado na Tabela 1. O consumo de materiais no concreto ecológico é mostrado na Tabela 2. Tabela 1: Consumo de materiais por m³ de concreto convencional de 15 MPa Consumo (kg/ m³ Material Traço concreto) Cimento 1,00 202,77 Areia 4,80 973,30 Pedra britada 5, ,07 Água 0,80 162,22 Tabela 2: Consumo de materiais por m³ de concreto ecológico Consumo (kg/ m³ Material Traço concreto) Cimento 1,00 427,14 Areia 2, ,84 Água 1,02 436,53 Serragem 0,09 40,15 Lodo 0,56 240,05 Linhaça 0,06 23,92 6 Estudo de caso Estudou-se a obra de recuperação da fachada do motel Studio A, localizada na rua Coronel Euclides Machado nº 49, Limão, (próximo à ponte Freguesia do Ó), São Paulo-SP, construída por JS Sistemas Construtivos Ltda, que utilizou placas cimentíceas da Useplac. Foi de fundamental importância para esse estudo a assistência do João Souto- administrador da obra. A edificação apresentava patologia no seu acabamento, o revestimento adotado estava descolando da estrutura (Figura 5). Decidiu-se refazer o sistema de revestimento, removendo o revestimento anterior, inserindo as placas cimentíceas e sobre elas um porcelanato fixado.

20 20 Figura 5- Patologia da solução anterior A placa cimetícia delgada de concreto, de dimensões: 2,4 m; 1,2 m e 13 mm, foi montada por parafusos. Lembra-se que, conforme Rossignolo (2005) o concreto leve é indicado para elementos pré-fabricados por favorecer as etapas de transporte e montagem (além das vantagens do concreto leve observada nos sistemas moldados in loco). As placas foram entregues a granel, sem embalagem ou proteção, e foram armazenadas, em pilhas (de aproximadamente 1,5m de altura), em local não coberto, ventilado. (Figura 6). Figura 6- Armazenagem das placas na obra As placas eram movimentadas por dois operários sem esforço. Para o transporte vertical das peças, foi utilizado um equipamento (Figura 7) que ao mesmo tempo armazenava algumas placas, permitia que o operário realizasse o serviço sobre sua plataforma de forma segura (a plataforma apresenta guarda corpo).