BLOCOS PARA VEDAÇÃO DE CONCRETO E PEÇAS PARA PAVIMENTAÇÃO, UTILIZANDO RESÍDUO DE VIDRO E RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC) COMO AGREGADO

Transcrição

1 5º Encontro em Engenharia da Edificações e Ambiental Cuiabá-MT, 21 e 22 de novembro, Universidade Federal de Mato Grosso BLOCOS PARA VEDAÇÃO DE CONCRETO E PEÇAS PARA PAVIMENTAÇÃO, UTILIZANDO RESÍDUO DE VIDRO E RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC) COMO AGREGADO Juzelia Santos da Costa (juzelia.costa@cba.ifmt.edu.br) Profª. Doutor.ª do IFMT, Campus Cuiabá, orientadora. Laryssa Paula da Conceição Arruda (laryssapaula1@gmail.com) Aluna do IFMT, Campus Cuiabá. RESUMO: Os resíduos oriundos da construção civil podem, em alguns casos, ser reciclados, reutilizados ou reaproveitados contribuindo para a diminuição de material descartado nos aterros e consequentemente para a preservação do meio ambiente. Através desse viés sustentável, o resíduo de vidro e da construção civil, conhecido como RCC, foram reutilizados na confecção de artefatos de cimento, no caso blocos para vedação de concreto e pavers, que são materiais utilizados na substituição dos agregados naturais que junto com o cimento, água, outros agregados naturais, contendo ou não aditivos formam o concreto. Metodologicamente, a pesquisa utilizou o laboratório de materiais do Instituto Federal de Mato Grosso - Campus Cuiabá/MT para, em um primeiro momento, confeccionar os citados artefatos de cimento, utilizando RCC e vidro triturado; e em um segundo momento os artefatos produzidos foram submetidos a ensaios da seguinte forma: 1) pavers - ensaios de absorção de água por imersão, absorção por capilaridade e resistência à compressão simples aos 7, 14 e 28 dias; 2) blocos para vedação de concreto - resistência à compressão simples aos 28 dias. Os resultados dos ensaios confirmaram para o teste de resistência à compressão foram atingidos valores recomendados pelas normas NBR 6136:2014 e NBR 12118:2010, com ótimo desempenho. No teste de absorção de água, não atingiu valores recomendados pela norma, sendo que, quanto maior a quantidade de pó de vidro, maior a absorção de água. Com isso, concluiu-se que, os blocos fabricados com as porcentagens de pó de vidro estipuladas no estudo, são indicados para a utilização de vedação com função estrutural para alvenaria acima do nível do solo. Os pavers deverão ser feitos novos estudos nas peças pois de acordo com NBR 9181:2013 o mínimo para utilização em calçadas e jardins é 15MPa, tráficos leves 35MPa e tráficos pesados 50MPa. Foi obtido no estudo realizado 7,72MPa. Palavras-chave: Bloco de Concreto. Resíduo de Vidro. Resíduo da Construção Civil. ABSTRACT: Waste from the construction industry can in some cases be recycled, reused or reused contributing to the reduction of material discarded in landfills and consequently to the preservation of the environment. Through this sustainable bias, glass waste and civil construction, known as RCC, were reused in the manufacture of cement artifacts, in the case of concrete fence blocks and pavers, which are materials used in the replacement of natural aggregates that together with cement, water, other natural aggregates, containing or not additives form the concrete. Methodologically, the research used the materials laboratory of the Federal Institute of Mato Grosso - Campus Cuiabá / MT to, in the first moment, make the mentioned cement artifacts, using RCC and crushed glass; and in a second moment the artifacts produced were tested as follows: 1) pavers - immersion water absorption, capillary absorption and simple compression strength tests at 7, 14 and 28 days; 2) blocks for concrete fence - simple 28 days compressive strength. The results of the tests confirmed for the compressive strength test were reached values recommended by standards NBR 6136: 2014 and NBR 12118: 2010, with excellent performance. In the water absorption test, it did not reach values recommended by the standard, and the higher the amount of glass powder, the greater the water absorption. Thus, it was concluded that the blocks manufactured with the percentages of glass powder stipulated in the study, are indicated for the use of a structural function seal for masonry above ground level. The pavers will have to be made new studies in the pieces because according to NBR 9181: 2013 the minimum for use in sidewalks and gardens is 15MPa, light traffic 35MPa and heavy traffic 50MPa. 7.72MPa was obtained in the study. Keywords: Concrete Block. Residue of Glass. Construction Waste

2 1. INTRODUÇÃO A utilização dos artefatos de cimento denominados blocos e pavers surgiu no final do século XIX, porém o avanço no uso deste tipo de pavimento ocorreu após Segunda Guerra Mundial. No período de 1980, os pavers que eram comuns na Europa tiveram espaço no Brasil, tanto em via quanto em calçamentos. Já a utilização dos blocos de concreto no país, especialmente com função estrutural iniciou-se na década de 60, com a finalidade de atender ao programa habitacional do extinto Banco Nacional da Habitação (BNH). São crescentes, nas últimas décadas, os estudos científicos acerca da alvenaria estrutural, que foram impulsionados pelas normas técnicas e certificações nacionais e internacionais que padronizam a produção de materiais, e no caso de interesse, dos blocos e pavers, especificando métodos de ensaios e execução. Devido ao citado interesse da agenda de pesquisa e considerando o princípio sustentável que pauta as relações sociais brasileiras, esta pesquisa testa a possibilidade de se reutilizar o resíduo de vidro e o RCC na confecção de artefatos de concreto (blocos e pavers), portanto, utilizar tais materiais na substituição dos agregados naturais que junto com o cimento, água, outros agregados naturais, contendo ou não aditivos formam o concreto. Metodologicamente, a pesquisa utilizou o laboratório de materiais do Instituto Federal de Mato Grosso - Campus Cuiabá/MT para, em um primeiro momento, confeccionar os citados artefatos de cimento, utilizando RCC e vidro triturado; e em um segundo momento os artefatos produzidos foram submetidos a ensaios da seguinte forma: 1) pavers - ensaios de absorção de água por imersão, absorção por capilaridade e resistência à compressão simples aos 7, 14 e 28 dias; 2) blocos para vedação de concreto - resistência à compressão simples aos 28 dias. O presente artigo foi organizado da seguinte forma: Introdução, oito seções e conclusão. A primeira seção tratou dos objetivos. A segunda seção apresenta as justificativas da pesquisa. A terceira seção desenvolve o referencial teórico. A quarta seção delineia a caracterização dos materiais que foram utilizados na confecção e experimento citados anteriormente. A quinta seção aponta os resultados dos ensaios físicos realizados nos agregados. A sexta seção expõe a moldagem dos artefatos. Consta na sétima seção a determinação de massas específicas, absorção por capilaridade e índice de vazios. A oitava seção aponta o resultado da resistência à compressão simples do concreto com agregados recicláveis. 2. OBJETIVO 2.1 Objetivos gerais O objetivo deste trabalho é confeccionar blocos para vedação de concreto e pavers, utilizando Resíduo de Vidro e Resíduo da Construção Civil (RCC) como agregado.

3 2.2 Objetivos específicos Dosar diferentes composições de mistura para confecção de blocos e pavers, contendo; resíduo de vidro e agregado reciclado, levando em conta os efeitos da adição de finos (passantes na peneira 0,15mm) nas propriedades dos aglomerantes e agregados utilizados; Moldar blocos e pavers de concreto produzidos com resíduos de vidro e RCC; Avaliar o comportamento da resistência mecânica de blocos e pavers de concreto contendo adições de resíduos de vidro e RCC (resíduos da Construção Civil); Avaliar o comportamento da absorção, massa específica, índice de vazios dos agregados contendo adições de resíduo (RCC) e resíduos de vidro; Diminuir os resíduos da construção civil e de vidros do meio ambiente; 3. JUSTIFICATIVA Sabemos que a construção civil é responsável por um alto impacto ao meio ambiente, desde extração da matéria prima até o descarte de resíduos sólidos da construção civil. Assim surgiu à necessidade de se buscar alternativas das quais possam minimizar este impacto, visando à reutilização dos materiais descartados. A reciclagem surge como uma forma racional para combater o problema do descarte de material gerado na indústria tornando-o novamente utilizável no setor da construção civil, onde há grande potencialidade de absorção desses resíduos. A reciclagem pode ser entendida como sendo arte de se reaproveitar produtos ou materiais que resultaram de algum processo produtivo, tornando-os novamente úteis. (COSTA, 2006). 4. REFERENCIAL TEÓRICO Até pouco tempo, os agregados eram considerados apenas como material inerte e de enchimento, distribuídos pelo meio da pasta de cimento. Mas hoje, se tem a inversão dessa visão, considerando o agregado não só do ponto de vista econômico, mas também da durabilidade e desempenho estrutural. Os agregados na realidade não são materiais totalmente inertes, e suas propriedades, físicas e químicas, têm muita influência sobre suas largas aplicações segundo estudos de NEVILLE, (1997). O reaproveitamento de resíduos de construção e demolição (RCD) e do resíduo de pó de pedra para uso em construção é praticado desde o Império Romano e Grécia antiga. Há relatos de uso de restos de telhas, tijolos e utensílios de cerâmica como agregado graúdo em concretos rudimentares abordados por SANTOS (1975). Aplicam também estes rejeitos, moídos, como aglomerantes, com aproveitamento das propriedades pozolânicas dos materiais cerâmicos. No século passado, na Alemanha,

4 desenvolveram-se, pesquisas pontuais de reutilização de resíduos de construção segundo LAURITZEN (1998). Neste século as catástrofes naturais e guerras, impulsionaram a prática da reciclagem em locais com grandes volumes de resíduos, carências, e urgência de construção de edificações e infraestrutura. Segundo LAURITZEN (1998), durante a Segunda Guerra e até 1955, foram reciclados aproximadamente 115 milhões de m 3. A reciclagem de resíduos de construção em escala significativa é prática recente no Brasil. Iniciada na década de 80 com o uso de pequenos moinhos para os materiais de construção de edifícios, por meio dos quais reaproveitavam resíduos de alvenaria para a produção de argamassas de emboço, de acordo com analises de reciclagem da parte mineral do resíduo, utilizava-se como agregado na confecção de concreto. Os resultados do trabalho permitiram concluir que o resíduo de construção pode ser utilizado como agregado, na confecção de concreto não estrutural destinado à infraestrutura urbana (COSTA, J. S.; MARTINS, C.A.; Baldo,J. B.,2003). As normativas referentes a resíduos da construção em vigor são: NBR 15112:2004 Resíduos da construção civil e resíduos volumosos Áreas de transbordo e triagem Diretrizes para projeto, implantação e operação. NBR 15113:2004 Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes Aterros Diretrizes para projeto, implantação e operação. NBR 15114:2004 Resíduos sólidos da construção civil Diretrizes civil Áreas de reciclagem Diretrizes para projeto, implantação e operação. NBR 15115:2004 Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil Execução de camadas de pavimentação Procedimentos. NBR 15116:2004 Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural Requisitos. 5. CARACTERIZAÇÕES DOS MATERIAIS O cimento O cimento utilizado para a fabricação dos artefatos (blocos e pavers) foi o cimento CP II-F 32, embalagem 50 kg. As principais características analisadas em laboratório e os valores estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Características físicas do cimento. CARACTERISTICAS E PROPRIEDADES NORMA UNIDADE RESULTADO Massa Específica NBR 23 g/cm³ 2,74 Massa Unitária Solta NBR 7251 g/cm³ 1,37

5 5.1.2 Os agregados O resíduo da construção civil para produção do agregado miúdo utilizado foi o proveniente de descarte e das obras da cidade de Cuiabá e o laboratório do IFMT. O agregado reciclado foi produzido através de britagem em britador de mandíbula e moinho de bolas sendo separado através de peneiramento. O agregado miúdo utilizado foi à areia natural, do rio Cuiabá - MT. Os ensaios visando à caracterização dos agregados foram realizados em conformidade com as normas da ABNT: NBR NM 248 (2003); NBR NM 46 (2003); NBR NM 52 (2009); NBR NM 30 (2001); NBRNM 49 (2001). O agregado graúdo natural utilizado foi pedrisco procedente da empresa Caieira e Mineradora Nossa Senhora da Guia Ltda. Localizada a 30 km da cidade de Cuiabá, na R. São Benedito, 33- Nossa Senhora da Guia MT, a empresa trabalha com extração e britagem de pedras e outros materiais para a construção. A sua caracterização foi feita de acordo com as prescrições das normas: NBRNM 248 (2003); NBRNM 45 (2006); NBRNM 53 (2009); NBR NM30 (2001); NBR 7218 (2010). Na etapa de produção do concreto com resíduos de vidro e resíduo da construção civil, primeiramente, foi realizado um estudo preliminar com o intuito de analisar o comportamento da resistência à compressão quando se alteram os percentuais de resíduos de vidro e de resíduos da construção civil, em relação ao volume. No estudo preliminar, definiu-se a adição de vidro e resíduos da construção civil que se utilizou para a produção dos traços deste estudo. As avaliações serão de acordo com a NBR 6136, da ABNT (2014) e NBR 12118, da ABNT (2014) Granulometria, empacotamento e determinação da massa específica e do índice de vazios A determinação da composição granulométrica dos agregados, isto é, o procedimento de laboratório que estabelece a composição granulométrica dos agregados foi realizado de acordo a NBR NM 248 Agregados Determinação da composição granulométrica (ABNT, 2003). Destaca-se aqui que a determinação da curva granulométrica é importante para a trabalhabilidade do concreto, para o consumo de água de amassamento e traz melhorias na tendência desagregação no lançamento. Já o empacotamento trata-se de ensaio em que se verifica a distribuição granulométrica dos agregados que compõem o concreto. Pode ser composto, a partir de duas ou mais composições, de forma a se obter um produto com alta densidade a partir do empacotamento de suas partículas, tal que os espaços entre as partículas maiores são preenchidos pela classe de partículas imediatamente menores e, assim sucessivamente. O empacotamento foi realizado utilizando-se os seguintes materiais: resíduo de vidro (passante na peneira nº 8 de 2,4mm, retida na peneira nº 16 de 1,2mm e no fundo), RCC retidos nas peneiras de abertura 2,4mm, 4,8mm e 6,3mm. E a determinação da massa unitária e do volume de vazios, ou seja, a relação entre a massa do agregado e o volume do recipiente que o contém seguiu os parâmetros da NBR NM 45 (ABNT, 2006).

6 6. RESULTADO DOS ENSAIOS FÍSICOS REALIZADOS NOS AGREGADOS. 6.1 Composição granulométrica, resíduo de vidro, massa unitária solta e compactada. Quadro 01 Granulometria, Massa Unitária Solta e Compactada, Massa específica e Índice de vazios. Resíduos retidos nas peneiras RCC RCC 6,3 4,8 (mm) (mm) Vidro direto do britador (%) RCC 2,4 (mm) Massa unit. Solta (g/cm 3) Massa unit. Compactada (g/cm 3) Massa específica (g/cm 3) Índice de vazios (%) ,43 1,69 2,51 32, ,49 1,79 2,51 28, ,50 1,85 2,52 27, ,45 1,71 2,51 31,93 Após a caracterização do material, optou-se por trabalhar manualmente com a composição de materiais no traço 1:4,1:4,9 que apresentou a maior massa específica e o menor índice de vazios, qual seja: 35% de resíduo de vidro, 20% de RCC retidos na peneira de 6,3mm, 30% de RCC retidos na peneira de 4,8mm e 15% de RCC retidos na peneira de 2,4mm. 7. MOLDAGEM DOS ARTEFATOS A fabricação de paver de concreto foi moldada manualmente com o uso de formas de plásticas, e os blocos foram prensados conforme a figuras 01 e 02, abaixo: Figura 01: Formas de paver Fonte: Acervo Pessoal, 2017

7 Figura 02: Prensa de blocos. Fonte: Acervo Pessoal, 2017 Com os materiais devidamente pesados, fez-se a mistura dos agregados com auxílio de enxada e pá. Uma vez misturados os agregados, adiciona-se o cimento e conclui a mistura de todos os materiais secos, como apresentado na Figura 03, a seguir: Figura 03: Mistura dos materiais. Fonte: Acervo Pessoal, A quantidade de água é determinada por meio do teste táctil-visual, apertando-o nas mãos, esfregando o e observando o aparecimento do brilho característico de umidade; posteriormente obtém-se a relação água/cimento. O resultado é um concreto de consistência seca visualizado na Figura 04:

8 Figura 04: Concreto de consistência seca obtida. Fonte: Acervo Pessoal, O concreto produzido é depositado na prensa por vibração, de acordo com a Figura 05 e 06: Figura 05: Fabricação na prensa dos blocos Fonte: Acervo Pessoal, Figura 06: Concreto depositado por vibração Fonte: Acervo Pessoal, 2017.

9 As peças de pavers foram desmoldadas no dia posterior a sua fabricação com cuidado devido a sua fragilidade. A cura foi feita nas idades de 7, 14 e 28 dias de idade. O ensaio de resistência à compressão axial foi executado em prensa elétrica em 03 corpos de prova na idade de 7, 14 e 28 dias para os pavers e 28 dias para os blocos. Absorção por imersão e por capilaridade foram realizadas na idade de 07 dias somente com as peças de pavers. O resultado do desmolde se verifica na Figura 07 e 08, na sequência: Figura 07 Bloco desmoldado Fonte: Acervo Pessoal, 2017 Figura 08: Pavers desmoldados. Fonte: Acervo Pessoal A título ilustrativo, informa-se que todas as fotos constantes neste subtópico foram produzidas e cedidas gentilmente pela discente Amélia Hirata, colega do Curso Tecnologia em Controle de Obras da Disciplina de Artefatos de Cimento. 8. DETERMINAÇÃO DE MASSAS ESPECÍFICAS, ABSORÇÃO POR CAPILARIDADE E ÍNDICE DE VAZIOS

10 A determinação da massa específica do paver foi baseada na norma NBR 9778:2009 Argamassa e concretos endurecidos Determinação da absorção de água por imersão Índice de vazios e massa específica. A capilaridade do concreto foi obtida de acordo com os parâmetros estabelecidos na NBR 9779:1995 Argamassa e concreto endurecidos Determinação de absorção de água por capilaridade. No caso, foram utilizados três pavers no ensaio de capilaridade, considerando-se a indisponibilidade de corpos de prova cilíndricos para executar o procedimento. Os demais parâmetros da norma foram atendidos, desta forma ocorrendo à sucção total da água por capilaridade. A absorção é calculada por: Entende-se como massa específica da amostra seca (Ps), a relação entre a massa do material seco e o volume total da amostra, incluindo os poros impermeáveis, calculada pela fórmula abaixo: (1) Já a massa especifica da amostra saturada (Psat) é a relação entre a massa do material saturado o volume total da amostra, incluindo os poros permeáveis e impermeáveis. Calcula-se através da fórmula: (2) (3) A massa especifica real (Pr) trata-se da relação entre a massa do material seco e o seu volume. Índice de vazios é a relação entre os volumes de poros permeáveis e o volume total, sendo calculada pela expressão seguinte: IV = Msat Ms Msat Mi x 100 Assim, tem-se para os blocos e pavers os valores do Quadro 02: (4) (5)

11 Quadro 02 Propriedades físicas avaliada, através da NBR 9778/2009 e NBR 9779/2012 Absorção por capilaridade (%) Massa esp. amostra seca (g/cm³) Massa esp. amostra saturada (g/cm³) Massa específica real (g/cm³) Índice de vazios (%) 12,68 1,81 2,05 2,36 23,08 9. RESULTADO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES DO CONCRETO COM AGREGADOS RECICLADOS Os três melhores resultados obtidos para os ensaios de compressão dos pavers estão apresentados no Quadro 03, a seguir: Quadro 03: Ensaio NBR 9181:2013 Paver Resistência 7 dias Média 01 3,00Mpa 02 5,80Mpa 4,10 MPa 03 3,51Mpa Paver Resistência 14 dias MÉDIA 01 5,62Mpa 02 6,54Mpa 6,11 MPa 03 6,18MPa Paver Resistência 28 dias MÉDIA 01 8,96MPa 02 6,22MPa 7,72MPa 03 8,00MPa No que se refere ao ensaio de compressão aos blocos de concreto que foram submetidos, verificou-se os resultados do Quadro 04: Quadro 04: Média Compressão Blocos de Concreto NBR 6136:2014 e NBR 12118:2010 Bloco Resistência 28 dias Média 01 4,18 MPa 02 3,31 MPa 3,70 MPa 03 3,60 MPa 10. CONCLUSÃO De acordo com os resultados obtidos nos pavers deverão ser feitos novos estudos nas peças pois de acordo com NBR 9181:2013 o mínimo para utilização em calçadas e jardins é 15MPa, tráficos leves 35MPa e tráficos pesados 50MPa. Foi obtido no estudo realizado 7,72MPa. Os blocos de estudo estão de acordo com NBR 6136:2014 que prescreve 3,0MPa para alvenaria de vedação acima do nível do solo, onde o resultado obtido foi de 3,7 MPa, portanto o material utilizado está atendendo a normativa, podendo se estender a pesquisa para se atingir a resistência de blocos estruturais.

12 Com o estudo realizado em blocos e pavers utilizando a reciclagem de vidro e resíduo da construção geram grandes benefícios para a sociedade e meio ambiente. Com a reciclagem poupam-se recursos naturais e polui-se menos o meio ambiente. Por fim, se toda população se conscientizasse dos benefícios da reciclagem seria possível reaproveitar enormes vantagens ecológicas, econômicas e sociais. Tomando por base essas considerações, o uso de resíduos de vidro na fabricação de blocos e pavers de concreto poderia deixar de ser um problema ambiental e da saúde pública, e passar a ser uma fonte de material alternativo a serem empregados com sucesso na construção civil, gerando emprego e renda. 11. CITAÇÕES REFERENCIAIS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 45 Agregados Determinação da massa unitário e volume de vazios. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 46 Agregados Determinação do material fino que passa através da peneira 75µm, por lavagem. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 53 Agregado graúdo Determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248 Agregados Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136 Bloco vazados de concreto simples para alvenaria - Requisitos. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9779 Argamassa e concreto endurecidos Determinação de capilaridade por absorção de água. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9781 Peças de concreto para pavimentação Especificação e método de ensaio. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR Bloco vazados de concreto simples para alvenaria Métodos de ensaio. Rio de Janeiro, COSTA, J. S.; MARTINS, C.A.; Baldo,J. B. Reciclagem de rejeitos da indústria de tijolos e telhas como agregado alternativos em substituição à areia em argamassas de alvenaria. 47º Congresso de cerâmica- julho 2003 LAURITZEN, E. K. The global challenge of recycled concrete. In: Use of recycled concrete aggregate. DHIR, HENDERSON & LIMBACHIYA eds. Tomas Telford, p

13 NEVILLE, A. M. Propriedades do Concreto. Editora Pini, 738 p. São Paulo, SANTOS, P.S. (1975). Tecnologia das argilas aplicada as argilas brasileiras. São Paulo, Edgard Blüccher, ed. Universidade de São Paulo.