ARGAMASSA ARMADA ADICIONADA DE RESÍDUOS DE DEMOLIÇÃO E CONSTRUÇÃO

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1 ARGAMASSA ARMADA ADICIONADA DE RESÍDUOS DE DEMOLIÇÃO E CONSTRUÇÃO CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTE FOR FERROCEMENT PRODUCTION Maíra Andreotti Sivieri (1), Lia Lorena Pimentel (2), Karina Gonzaga Kubo (3). (1) Aluna do Curso de Arquitetura e Urbanismo - CEATEC PUC-Campinas, masivieri@gmail.com (2) Professora do Curso de Arquitetura e Urbanismo e da Faculdade de Engenharia Civil - CEATEC - PUC-CAMPINAS, lialp@puc-campinas.edu.br (3) Aluna do Curso de Arquitetura e Urbanismo - CEATEC PUC-Campinas, kubo.karina@gmail.com RESUMO A construção civil é responsável pela geração de grande quantidade de resíduos que vêm sendo depositados em aterros sanitários, é responsável também pela exploração extrativista da matéria prima que traz sérios problemas ambientais, uma vez que este setor chega a consumir até 75% dos recursos naturais explorados. Buscar alternativas de utilização do material proveniente da reciclagem de resíduos gerado por este setor, trará benefícios ao meio ambiente à medida que reduzirá a extração de matéria prima e a deposição de resíduos em aterros sanitários. A reciclagem do resíduo de demolição e construção (RCD) é uma solução viável para a sociedade e o RCD é visto como fonte de novos materiais. A pesquisa consiste no estudo das propriedades físicas e mecânicas de argamassa utilizando aplicação percentual deste resíduo de construção civil reciclado, para fins de utilização em elementos de argamassa armada. Os objetivos são avaliar a resistência à compressão simples aos 7 e 28 dias, além de características físicas, como capacidade de absorção de água, massa específica e índice de vazios da argamassa com adição de resíduo de demolição e construção reciclado. Foram moldados corpos-de-prova Φ 5 x cm que permaneceram em cura imersa em água até as idades de 7 e 28 dias, quando foram submetidos aos ensaios. O RCD é proveniente da usina de reciclagem do município de Campinas. Os resultados obtidos foram comparados com os limites mínimos de resistência e de capacidade de absorção de água das argamassas utilizadas para execução de elementos em argamassa armada conforme NBR Projeto e execução de argamassa armada. Os resultados apontaram para a possibilidade de substituição de até % da areia natural pelo RCD nas proporções de mistura 1:2 e 1:3, atendendo as exigências mínimas de resistência à compressão e capacidade de absorção de água. Palavra-Chave: Resíduo de demolição e construção, argamassa armada, materiais alternativos. ABSTRACT Civil construction market produces large amount of residues and its have been put down on the sanitation sites, simultaneously, it s also responsible by natural resources exploration causing environmental damages. It s necessary to find alternatives to use construction and demolition waste (CDW) to decrease the environmental damages. The goal of this work is to characterize the physical and mechanical properties of mortars made with construction and demolition waste (CDW). The physical properties observed were water absorption by immersion, apparent void volume and bulk density. The mechanical property observed was axial compress strength at 7 and 28 days age. The specimens of test had been molded 5x cm and its followed wet curing until 7 and 28 days. The residues were supply by Recycle Plant of Campinas city. Test results were compared with physical and mechanical properties specified in NBR Results show that is possible replace sand, until % in proportion of mixture 1:2 and % in proportion of mixture 1:3, with CDW achieving physical and mechanical properties specified to ferrocement elements. Key words: construction and demolition waste, ferrocement, alternative materials

2 1 INTRODUÇÃO A reciclagem de resíduos de demolição e construção (RCD) promove um grande benefício, uma vez que este setor chega a consumir até 75% dos recursos naturais explorados. Segundo OLIVEIRA (03) cerca de % de todo o lixo gerado nas cidades são provenientes de resíduos da construção civil e a deposição destes resíduos em aterros sanitários tem causado problemas nos centros urbanos. Na cidade de São Paulo a quantidade de resíduo de construção civil descartada mensalmente é cerca de toneladas e parte significativa desses resíduos é constituída de resíduo de concreto. A deposição final inadequada contamina o meio ambiente, principalmente em áreas sem planejamento urbano. Este problema vem despertando cada vez mais a atenção de estudiosos, no sentido de valorizar o aproveitamento dos rejeitos da construção civil de forma geral. As questões ambientais relativas à deposição destes resíduos demandam soluções mais imediatas, mas também há outra forte razão que causa preocupação em longo prazo que é o esgotamento das reservas de matérias primas. Uma das alternativas encontradas para o aproveitamento dos resíduos sólidos é a sua reciclagem, incorporando-os em materiais destinados à construção civil, tendo como parâmetro alguns exemplos nacionais e internacionais de experiências bem sucedidas. A orientação ambientalista com base na redução, reciclagem e reutilização de resíduos deve ser valorizada em contraposição à simples otimização dos sistemas de descarte que apenas protelam a solução do problema. Considerando a necessidade de implementação de diretrizes para a efetiva redução dos impactos ambientais gerados pelos resíduos provenientes da construção civil e dos benefícios de ordem social, econômica e ambiental, o CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente) pela resolução 7/02, estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos RCD provenientes de construção, reformas, reparos e demolições. Tal resolução entrou em vigor em janeiro de 03, fixando um prazo de dezoito meses para os Municípios e o Distrito Federal solucionarem este problema, no entanto até a presente data, poucos são os municípios que iniciaram o processo de implantação de unidades recicladoras. Embora ainda não existam estatísticas de todo o país, na média, o resíduo que sai dos canteiros de obra brasileiros é composto basicamente por 64% de argamassa; % de componentes de vedação (tijolos e blocos); 6% de outros materiais (concreto, pedra, areia, plástico e metal). Disto conclui-se que é possível triturar mais de % do entulho (argamassas e componentes de vedação), para ser utilizado como agregado, na produção de componentes de construção e argamassas (CAVALCANTI, 02). O processamento e reutilização destes resíduos no Brasil deparam-se com diversos problemas, do custo e da tecnologia para o desenvolvimento de pesquisas e de produção utilizando o resíduo; a escassez de áreas de deposição específicas para este tipo de resíduo, a abertura de mercado para elementos construtivos executados com RCD. O emprego do resíduo de construção civil em concretos de cimento é um tema relativamente novo e em discussão no Brasil. A partir das resoluções do CONAMA 7, que responsabiliza os municípios pelo gerenciamento do resíduo provenientes da construção civil, é que se iniciaram efetivamente as buscas pelo reaproveitamento de tais resíduos. Pesquisas para viabilizar a utilização deste resíduo vêm sendo feitas á alguns anos, inicialmente definiu-se critérios para utilização deste material como sub-base de ruas e posteriormente diversos pesquisadores vêm definindo critérios para sua utilização em elementos construtivos como blocos de concreto e blocos intertravados para pavimentação. A reciclagem do resíduo é uma solução viável para a sociedade, tendo a possibilidade de reutilização para uso em obras públicas, como na construção de equipamentos urbanos, de moradias populares, na fabricação de blocos e tijolos. Visto como fonte de novos materiais, os resíduos podem contribuir para

3 a redução do consumo de matéria-prima, de energia, de custos, minimizando assim, a destruição da natureza e do meio ambiente em que vivemos. A utilização de RCD na argamassa armada pode ser considerada como parte do desenvolvimento sustentável no setor da construção civil entre outros, por suas finalidades estarem associadas a certos princípios como integrar à preservação da natureza e o desenvolvimento, por meio da produção de materiais de baixo custo; manutenção da integridade ecológica, pela redução de impactos, satisfação das necessidades humanas fundamentais, na construção de moradia, escolas e locais de trabalho de boa qualidade; embasados na eqüidade e justiça social, para a execução de obras públicas - equipamentos urbanos, moradias populares; e por fim, buscando autodeterminação social e respeitando a diversidade cultural. 2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O desenvolvimento desta pesquisa foi dividido em três etapas, na primeira foi realizada a caracterização tanto do RCD (resíduo de demolição e construção, processado na Unidade Recicladora de Campinas-SP) como da areia natural, através dos seguintes ensaios: - Determinação da composição granulométrica, conforme NBR 7217 (1994), - Determinação da massa específica de agregados miúdos, conforme NBR 9776 (1986), - Determinação da massa unitária, conforme NBR 7251(1982). Na segunda etapa, iniciou-se um estudo de dosagem da argamassa para verificar a máxima substituição da areia natural pelo RCD possível, atendendo a resistência mecânica mínima e a capacidade de absorção de água máxima previstos na NBR (19), norma sobre projeto e execução de argamassa armada. Esta substituição da areia natural por RCD variou de % em %, de 0% a 0%, conforme especificado na Tabela 1. Na terceira etapa, foi executado elemento em argamassa armada utilizando a proporção de mistura de %, no traço 1:2. As proporções de mistura 1:2 e 1:3 (cimento:areia) em massa foram adotadas por serem tradicionalmente utilizadas na produção de argamassa armada. Padronizou-se a utilização do Cimento Portland Tipo III (CP III) para o traço 1:2 e definiu-se a relação água / cimento (a/c) para a mistura com % areia natural e % RCD de forma que esta proporção de mistura apresentasse consistência de 0 mm pelo método da Flow-Table (NBR ). A relação a/c obtida foi padronizada para todas as porcentagens de substituição da areia pelo RCD. Tabela 1. Porcentagens de substituição de areia por RCD* e nomenclatura. Nomenclatura Areia (%) RCD* (%) *RCD: Resíduo de Demolição e Construção Obtendo-se o resultado da relação a/c, iniciou-se a moldagens dos corpos-de-prova para ensaio à compressão simples nas idades de 7 e 28 dias, conforme NBR 5739 (1994) e para determinação da capacidade de absorção de água conforme NBR 9778 (1987), sendo executadas 6 repetições por traço

4 Já para a proporção de mistura 1:3 (cimento:areia) em massa, padronizou-se a utilização do cimento CP II E 32 e definiu-se a relação a/c para a mistura com % areia natural e % RCD. Os resultados de resistência à compressão e capacidade de absorção de água por imersão foram comparados com os valores especificados para argamassas utilizadas na produção de Argamassa Armada conforme NBR 11173(19). 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Caracterização dos agregados Através do ensaio de granulometria chegou-se ao resultado apresentado nas tabelas 2 e 3 para areia natural e RCD respectivamente. Tabela 2. Ensaio de granulometria da areia natural. Peneira Massa Retida Massa Retida Massa Retida Acumulada ABNT (g) (%) (%) 6,3 mm* 7,1 0,7 0 4,8 mm 2,0 0,2 1 2,4 mm,2 1,0 2 1,2 mm 25,0 2,5 5 0,6 mm 87,4 8,7 14 0,3 mm 5,8 58,0 72 0,15 mm 2,9 27,1 99 Fundo 17,2 1,7 0 Total 00,6 0 Tabela 3. Ensaio de granulometria do RCD. Peneira Massa Retida Massa Retida Massa Retida Acumulada ABNT (g) (%) (%) 6,3 mm* ,8 mm 0,5 0,1 0 2,4 mm 86,9 8,7 9 1,2 mm 231,4 23,2 32 0,6 mm 1,0,1 52 0,3 mm 184,8 18,5 71 0,15 mm 183,5 18,4 89 Fundo 111,2 11,1 0 Total 999,3 0 O diâmetro máximo da areia é 1,2 mm e seu módulo de finura MF = 1,9, caracterizando uma areia fina. O material RCD apresentou característica de areia média, com dimensão máxima de 4,8 mm e módulo de finura MF = 2,5. A Tabela 4 apresenta os resultados obtidos nos ensaios de determinação da massa específica e da massa unitária para os dois agregados, RCD e areia natural. O RCD tem massas especifica e unitária menores porque os agregados reciclados são mais porosos porque são constituídos por uma grande parcela de material cerâmico, além da presença de resíduos de concreto e argamassa. A massa unitária menor para o material RCD é justificada também, pela granulometria mais graúda que da areia natural

5 Tabela 4. Resultados das determinações de Massa específica Unitária e Específica. Material Areia Natural RCD Massa Unitária (kg/dm 3 ) 1,523 1,1 Massa específica (kg/dm 3 ) 2,638 2,4 3.2 Determinação da relação água-cimento Através do ensaio de determinação do índice de consistência (NBR 7215 anexo B ), foi obtido o índice de consistência de 0 ± 5 mm para a proporção de mistura 1:2 com % de substituição da areia natural por RCD. As tentativas são demonstradas na Tabela 5 e observa-se que a relação a/c = 0,48 resultou no espalhamento de 0 mm desejado para o traço 1:2 e na Tabela 6 observa-se que a relação a/c = 0,63 resultou no espalhamento de 0 mm desejado para o traço 1:3. Tentativas Tabela 5. Determinação da relação a/c traço 1:2. a/c Índice de consistência % g Leituras ortogonais Média 1 262, 2 2, , ,00 228, 224, 128,55 127,75 1,65 157, 199,05 199, Temperatura ºC Umidade % 226, 23,5 228,15 23, ,98 23, ,48 24,0 65 Tabela 6. Determinação da relação a/c traço 1:3. Tentativas a/c Índice de consistência Temperatura Umidade % g Leituras ortogonais Média ºC % 1 262, 123,55 124, 123,98 24, ,00 1, 174, >5mm 24, ,00 169,25 165, 167,58 24,0 64, ,25 222,35 224,23 24, , ,75 7,85 >5mm 24,0 65 1, ,75 194, 1, 192,55 24, Determinação da resistência à compressão Com a relação a/c definida, foram moldados seis corpos de prova por idade (7 e 28 dias) e por porcentagem de substituição de areia por RCD (11 dosagens, conforme Tabela 1). A Tabela 7 apresenta os valores médios de resistência à compressão com o respectivo desvio padrão obtido para o traço 1:2 em massa

6 Tabela 7. Resistência aos 7 e 28 dias e respectivos desvio padrão. Traço fc 7 dias (MPa) Desvio Padrão (MPa) fc 28 dias (MPa) Desvio Padrão (MPa) 00 23,4 1,97 45,3 1,63 27,1 2,53 36,2 2,58 31,1 2, 41,4 2,58 29,7 1,14,1 1,13,0 1,39 43,1 1,97,2 1,87 39,1 5,43 32,8 2,58 42,4 3,81 33,9 1, 41,9 4,44 31,4 3, 45,3 1,63 31,7 1,,8 3, ,8 1,85 41,2 4,52 As Figuras 1 e 2 apresentam a resistência à compressão aos 7 e 28 dias para cada porcentagem de substituição de areia por RCD para o traço 1:2. 35,0,0 25,0 fc (MPa),0 15,0,0 5,0 0,0 0 0 Figura 1. Resistências à compressão simples aos sete dias de idade traço 1:2.,0 45,0,0 35,0 fc (MPa),0 25,0,0 15,0,0 5,0 0,0 0 0 Figura 2. Resistências à compressão simples aos vinte e oito dias de idade traço 1:2. Observou-se que aos sete dias de idade, as substituições de % e % de areia por RCD ( e ), propiciaram as melhores resistências. Aos 28 dias, o comportamento altera-se, os resultados da resistência à compressão são bastante similares para os traços com substituição entre % e % ( e ). As Figuras 3 e 4 mostram a capacidade de absorção de água aos vinte e oito dias de idade para as dosagens dos traços 1:2 e 1:3 respectivamente. Esperavam-se obter valores de capacidade de absorção de água por imersão maiores com o aumento de adição do RCD, no entanto, observaram-se valores

7 muito variáveis, isso pode ser devido à composição do RCD, composto por grande quantidade de resíduo cerâmico em teores variáveis. Apesar desta variação os valores obtidos são muito inferiores ao valor máximo (8%) estipulado pela NBR (19). As Figuras 5 e 6 apresentam a resistência à compressão aos 7 e 28 dias para cada porcentagem de substituição de areia por RCD na mistura 1:3. Absorção (%) 2,12 2, 2,08 2,06 2,04 2,02 2,00 1,98 1,96 1, Figura 3. Capacidade de absorção de água aos vinte e oito dias de idade traço 1:2. Absorção (%) 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0, Figura 4. Capacidade de absorção de água aos vinte e oito dias de idade. traço 1:3 22,00,00 18,00 16,00 14,00 12,00 fc (MPa),00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, Figura 5. Resistências à compressão simples obtidas aos sete dias de idade 1:

8 fc (MPa) 26,00 24,00 22,00,00 18,00 16,00 14,00 12,00,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, Figura 6. Resistências à compressão simples aos vinte e oito dias de idade traço 1:3. A Tabela 8 apresenta os valores médios de resistência à compressão com o respectivo desvio padrão obtido para o traço 1:3 em massa. Tabela 8. Resistência aos 7 e 28 dias e respectivos desvio padrão. Traço fc 7 dias (MPa) Desvio Padrão (MPa) fc 28 dias (MPa) Desvio Padrão (MPa) , ,49. 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,42 Observou-se que aos sete dias de idade, os traços e (% ou % de areia para % e % de RCD), propiciaram as melhores resistências e aos 28 dias, o continua com a melhor resistência. Segundo MIRANDA (00), a natureza do resíduo influencia o consumo de água das argamassas compostas com resíduo com elevada absorção de água, como no caso de blocos cerâmicos. Assim, fazse necessário em uma próxima etapa, corrigir o valor da relação a/c em função do teor de resíduo cerâmico na argamassa e da sua capacidade de absorção total. A Tabela 9 apresenta os valores de massa específica para as argamassas, observa-se que a argamassa com traço 1:3 apresenta valores menores, contudo ainda dentro do limite mínimo especificado pela NBR que é de 1, g/cm 3. As Figuras de 7 a apresentam o banco em argamassa armada produzido com o traço 1:2 em massa com substituição de % da areia por RCD, para sua produção foi utilizado cimento CP V e aditivo plastificante

9 Tabela 9. Determinação da massa especifica. Traço 1:2 (g/cm³) 1:3 (g/cm³) 00 2,00 1,82 2,07 1,97 2,08 1,97 2,06 2,05 2,11 1,94 2,09 1,98 2,04 2,03 2,04 2,00 2,08 1,88 2,03 1,98 0 2,09 1,91 Figura 7: forma parcialmente montada Figura 9: pé do banco Figura : sistema completo do banco 4 CONCLUSÃO Os valores obtidos tanto para resistência à compressão como para a capacidade de absorção de água por imersão para o traço 1:2, atendem as especificações da norma NBR (19), que exige resistência característica à compressão da argamassa não inferior a 25 MPa, o índice de absorção de água da argamassa no estado endurecido não deve exceder a 8% e a massa específica da argamassa não deve ser inferior a Kg/m³. A porcentagem de substituição mais indicada para esta proporção de mistura (1:2) é de %, sem prejuízo à capacidade de absorção de água por imersão. Para a mistura 1:3 a porcentagem de substituição mais indicada é de até %, sem prejuízo à resistência e à capacidade de absorção de água por imersão. A reciclagem de resíduos de construção avança no país, assim como estudos relativos a ela. Este trabalho revelou mais uma alternativa de aproveitamento destes materiais e os resultados iniciais indicam a viabilidade da substituição da areia por RCD na preparação de argamassa para execução de elementos em argamassa armada. - -

10 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1995). NBR Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1994). NBR Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1982). NBR Agregado em estado solto - Determinação da massa unitária. Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1986). NBR Agregados - Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco de Chapman. Rio de Janeiro. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1987). NBR Argamassa e concreto endurecido - Determinação da absorção de água ou imersão - índice de vazios e massa específica, 1987, 3p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (19) NBR Projeto e execução de argamassa armada, 19, p. CAVALCANTI, D. K. C. Políticas Para a Reciclagem de Resíduos da Construção Civil O processo de reciclagem de entulho da construção civil implantado por algumas prefeituras brasileiras, SuperObra.com; dezembro de 02. CONAMA (02), Conselho Nacional do Meio Ambiente - Critérios e Procedimentos para Gestão dos Resíduos Sólidos da Construção Civil. Artigo 3º Inciso de I a IV da Resolução 7 de 05/07/02. MIRANDA, L. F. R. Estudo dos fatores que influem na fissuração de revestimento de argamassa com entulho reciclado. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Dissertação de Mestrado, São Paulo, 00. OLIVEIRA, Márcio J. Estefano de; ASSIS, Cássia Silveira de; MATTOS, Juércio Tavares de et al. Estudo de agregado reciclado para a obtenção de concreto e sua relação com o meio ambiente. In: 1 Fórum das Universidades Públicas Paulistas - Ciência E Tecnologia Em Resíduos (1: 03: São Pedro). Anais. São Pedro: CD-ROM,