ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina

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1 ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina ESTUDO DE MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA PRODUÇÃO DE CONCRETOS E ARGAMASSAS Ana Catarina Jorge Evangelista Valéria Castro de Almeida Alexandre Celles Cordeiro Licia da Silva Alves Raquel dos Anjos Rodrigues PRÓXIMA Realização: ICTR Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável NISAM - USP Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP

2 ESTUDO DE MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA PRODUÇÃO DE CONCRETOS E ARGAMASSAS Ana Catarina Jorge Evangelista 2 (D.Sc, UFRJ), Valéria Castro de Almeida 3 (D.Sc, UFRJ), Alexandre Celles Cordeiro 2 (Estudante,UFRJ), Licia da Silva Alves 3 (Estudante,UFRJ), Raquel dos Anjos Rodrigues 3 (Estudante,UFRJ) Resumo A conscientização sobre os danos que o uso indiscriminado dos recursos naturais pode causar ao meio ambiente tem levado a população a questionar a maneira de usufruir o meio em que vive. Tratar o lixo sólido, na qual os resíduos poliméricos pertencem, significa reduzir seus impactos negativos no meio ambiente. Para a produção de concretos e argamassas, em geral, são empregados agregados obtidos diretamente da natureza, em vários países, a busca por agregados alternativos vem demonstrando um aumento. O objetivo deste trabalho foi verificar a utilização de um material plástico produzido pela fusão de diferentes polímeros e com granulometria de agregado miúdo, proveniente do lixão do município de Duque de Caxias, Rio de Janeiro. Inicialmente foi feita a sua caracterização por meio de ensaios de massa específica e granulometria, cujos valores são 860 kg/m 3 e dimensão máxima de 2,4 mm, respectivamente. Para investigar a aplicação deste material em argamassas como agregado miúdo deve-se obter dados de resistência à compressão e absorção, iniciou-se um estudo de dosagem alterando-se a proporção deste material em relação aos demais componentes da argamassa. Ao realizar a comparação entre os traços, verificou-se que a argamassa com o agregado alternativo apresenta uma resistência à compressão cerca de 60% menor do que a sem agregado, o que não representa a inadequação deste material, pois a resistência ainda se encontra dentro das normas para aplicações sem finalidades estruturais. Além disso, a massa específica é reduzida em 16%, viabilizando a aplicação em artefatos pré-moldados. Palavras-chave : agregados, plástico reciclado, concreto. Introdução A utilização de agregados alternativos na construção civil, que tem como função promover estabilidade dimensional aos elementos do concreto vem aumentando com o objetivo de melhorar as propriedades deste ou reduzir os recursos financeiros gastos com o material na construção. Os depósitos de lixo, em geral, recebem em grande quantidade materiais plásticos provenientes de instalações domésticas ou industriais, estes diminuem a compactação e prejudicam a decomposição de materiais biodegradáveis, pois criam camadas na qual afetam as trocas de líquidos e gases gerados no processo de biodegradação da matéria orgânica. 2 Departamento de Construção Civil, Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, , BRA, anacatarina@poli.ufrj.br 3 Departamento de Processos Inorgânicos, Escola de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, , BRA, valeria@eq.ufrj.br 4065

3 Os plásticos são divididos em: termofixos, os que uma vez moldados, não podem sofrer novos ciclos de processamento, pois não fundem novamente, impedindo a nova moldagem. E em termoplásticos, que são os mais consumidos pela população, estes podem ser reaproveitados, pois ao serem submetidos a aquecimento em temperaturas adequadas, amolecem e fundem, podendo ser novamente moldados. Após serem recolhidos nos depósitos de lixo, estes materiais termoplásticos são separados e enviados para microempresas de reciclagem, que após dar-lhes o devido tratamento os revende para que possam ser reutilizados. Nos últimos tempos há estudos para reutilização de materiais plásticos na indústria têxtil, na fabricação de garrafas, fracos e potes e painéis para a construção civil. Em diversos Países estudos utilizaram como agregados alternativos rejeitos de borrachas, vidros (Topçu and Canbaz, 2004, Ducman et al, 2002) e rejeitos da própria construção civil (Katz, 2003). O objetivo do presente estudo é encontrar uma nova aplicação desse material na indústria da construção civil, visando uma queda no custo da construção e, principalmente, uma menor degradação do meio ambiente, pois aumentaria o percentual de plásticos reciclados, que atualmente é de 15% no Brasil. Materiais e Métodos Os materiais empregados são especificados abaixo e mostrados na figura 2. Materiais Agregado A areia usada é procedente do Rio Guandu no Rio de Janeiro. O módulo de finura desta areia é 2.61, e seu diâmetro máximo característico é 2,40mm de acordo com o regulamento dos padrões de NBR Sua massa específica foi medida com usando-se um frasco de Chapman de acordo com NBR 9776 e é 2,65 g/cm³. Baseado nos limites granulométricos do agregado miúdo, norma NBR 7210, a areia é do tipo média. A análise granulométrica da areia pode ser observada na Tabela 1 e a curva granulométrica apresenta-se na Figura 1. Tabela 1 Granulometria da areia Peneira % % % Massa(g) Massa(g) (mm) Retida Retida Média % Acumulada 6,30 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00 4,80 3,5 0,7 4,0 0,8 0,8 0,8 2,40 13,0 2,6 13,0 2,6 2,6 3,4 1,20 65,0 13,0 62,0 12,4 12,7 16,0 0,60 186,0 37,2 186,0 37,2 37,2 53,3 0,30 177,5 35,5 177,0 35,4 35,4 88,7 0,15 51,0 10,2 52,0 10,4 10,3 99,0 Fundo 2,0 0,4 5,0 1,0 0,7 99,7 4066

4 Porcentagem retida acumulada ,0 99,7 88,7 53,3 16,1 0,0 0,8 3,4 6,3 4,8 2,4 1,2 0,6 0,3 0,15 fundo Peneiras (mm) Figura 1: Distribuição granulométrica da areia Cimento O cimento usado é classificado como Portland CPII E32, com massa específica de 3.15 g/cm³. Água A água usada é da cidade de Rio de Janeiro. Agregado alternativo Este agregado é uma mistura de polietileno de alta densidade e de baixa densidade que são fundidos, extrudados e cortados. Após este procedimento o material resultante apresenta granulometria com dimensão de 2,40 mm, e sua massa específica é 0,86 g/cm³. Na figura 2 encontram-se os materiais utilizados neste estudo. Figura 2: Materiais empregados na pesquisa 4067

5 Composições das argamassas Foram feitas argamassas com os materiais citados anteriormente seguindo as proporções mostradas na tabela 2. Tabela 2: Composições do concreto com agregado alternativo Material Composições, m Cimento (kg) 497,6 233,7 265,2 Areia (kg) 1492,9 1390,4 1763,9 Agregado alternativo (kg) 245,4 92,8 Água (L) 278,7 128,5 145,9 Onde: 1 1: 3 argamassa de referência 2 1: 7, 85% de areia 15% agregado alternativo 3 1: 7, 95% de areia 5% agregado alternativo Para confecção da argamassa de referência (composição 1) foi escolhido o traço 1:3, por ser freqüentemente utilizado na produção de blocos de concreto. Na composição 2 substitui-se parte da areia pelo agregado plástico num teor de 15%. Para ter uma maior resistência à compressão foi feita a composição 3, reduzindo-se a quantidade de agregado plástico. Com a finalidade de confirmar e analisar cuidadosamente os resultados, a composição 3 foi refeita e nomeada de composição 4. Resultados O resultado dos ensaios de resistência à compressão segundo a norma NBR para as quatro composições, são apresentados na tabela 3. O dos ensaios de determinação de absorção de água aos 28 dias de cura em imersão são mostrados na tabela 4, seguindo a norma NBR Tabela 3: Resistência à compressão Idade (dias) Composição ,3 MPa 2 4,1 MPa 3 7,1 MPa 4 7,1 MPa Tabela 4: Absorção Composição Absorção (%) 1 4,9 2 8,0 3 7,8 4068

6 10 Resistência à compressão (MPa) 7,5 5 2,5 5,9 5,9 6,1 7,0 7, Idade (dias) Figura 3: Resistência à compressão média da composição 4 O gráfico mostrado na figura 3 apresenta o desenvolvimento da resistência à compressão nas idades de 3, 7, 14, 21 e 28 dias da composição 4, e a tabela 5 mostra o percentual de água absorvida pelos corpos de prova nas idades de 7, 14, 21 e 28 dias desta mesma composição. Tabela 5: Resultados dos ensaios de absorção da composição 4 Composição 4 Idade (dias) Amostra 1 4,6% 5,7% 5,7% 6,8% Amostra 2 6,5% 7,1% 7,3% 9,2% Amostra 3 4,7% 5,8% 5,8% 7,6% Média 5,2% 6,2% 6,2% 7,8% Discussões Ao comparar os resultados dos ensaios de resistência à compressão da composição de referência (sem agregado plástico) com as demais, verificou - se que para alcançar a resistência adequada para blocos sem fins estruturais tornou-se necessário reduzir o teor de agregado plástico, pois a composição 2 apresentou resultados inadequados para confecção de blocos. Já a composição 3, com teor de agregado menor do que na 2, apresentou resultados que demonstram ser viável a produção de blocos. Na composição 4 observou-se o comportamento do material ao longo do tempo nos ensaios de resistência à compressão e de absorção, estes demonstraram que o concreto desta composição atende as especificações da NBR

7 Conclusões Nesta fase da pesquisa observou-se que o material plástico manteve sua integridade física na ocasião da ruptura dos corpos de prova e também a sua aderência com a argamassa, desta forma vislumbrou-se a possibilidade de continuar os estudos com o objetivo de atingir resistência à compressão adequada para confecção de blocos com fins estruturais. Ainda a título de prosseguimento da pesquisa serão necessários ensaios de análise térmica para aumentar ainda mais a confiabilidade do material. Referências Bibliográficas [1] I.B. Topçu, M. Canbaz. Properties of concrete containing waste glass. Cement and Concrete. Research, Volume 34, Issue 2, p February [2] Ducman V., Mladenoviè A., Šuput J. S. Lightweight aggregate based on waste glass and its alkali-silica reactivity, Cement and Concrete Research, Volume 32, Issue 2, p February [3] Katz, A. Properties of concrete made with recycled aggregate from partially hydrated old concrete, Cement and Concrete Research, Volume 33, Issue 5, p , May [4] Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7173, 1995, Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria sem Função Estrutural, Rio de Janeiro. [5] Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 7217, 1982 Agregado - Determinação da Composição Granulométrica, Rio de Janeiro. [6] Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 9776, 1987, Agregados - Determinação da Massa Específica de Agregados Miúdos por Meio do frasco de Chapman, Rio de Janeiro. [7] Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 5739, 1994, Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos, Rio de Janeiro. ABSTRACT For production of concrete and mortars, in general, the aggregates are extracted directly from nature. In some countries, the research for alternative aggregates has increased admirably. Currently, in large cities the use of recycled materials for industrial proceedings is a major issue. This attitude contributes to minor the environmental degradation. In the city of Duque de Caxias, Rio de Janeiro, there is a center of garbage disposal where the separation of the materials is done, as for example, plastics, paper, glasses and others. In this place the plastics that are collected go through some proceedings and the resultant plastic is a mix of different types of polymers. With this material a study was initiated to verify its possible uses in concrete. To investigate the application of this material in mortars as fine aggregate it is necessary to study the compressive strength and water absorption. The most interesting advantage before the conventional mortar is its low specific density, about 16% lighter, what it makes it suitable for pre-cast devices. Keywords: Aggregate, recycled plastic, concrete. 4070