Palavra Chave: reciclagem, pó de pedra e resíduo de construção.

Transcrição

1 PRÉ-MOLDADO PARA ALVENARIA PRODUZIDO COM PÓ DE PEDRA E RESÍDUO DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO - RCD Mirian Nunes Marques Aluno do IFMT, Campus Cuiabá, Juzélia Santos Prof.ª Doutor.ª do IFMT, Campus Cuiabá, orientadora Resumo A alvenaria de blocos com cimento Portland pré-moldados para vedação tem suplantado a alvenaria de tijolos, que está se tornando cada vez, mas escassa, além de resultar em um significativo impacto ambiental, quando da extração das matérias-primas empregadas na produção dos materiais cerâmicos. Nessa pesquisa foi utilizado dois resíduos o pó de pedra advindo de agregado natural e o RCD advindo de resíduo da construção e demolição. Para produção das peças utilizou-se o método de empacotamento das partículas de forma a se obter o menor índice de vazios, fazendo uma mistura binária entre os dois agregados, resultando um produto mais compacto possível. A dosagem foi feita de forma racional, tanto para os materiais constituintes, como o produto resultante são previamente ensaiados em laboratório. Para avaliação foram executados ensaios de resistência mecânica, absorção de água por imersão, absorção de água por capilaridade e reação álcali agregada. O resultado indicou um produto de qualidade passível de ser utilizado com sustentabilidade e preservação do meio ambiente. Palavra Chave: reciclagem, pó de pedra e resíduo de construção. Introdução Sabemos que a construção civil e 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 que se buscar alternativas das quais possam minimizar este impacto, visando à reutilização dos materiais descartados. Sabe-se que a tecnologia de reciclagem dos materiais, teve desenvolvimento a partir de 1940, atualmente há inúmeras pesquisas com a utilização dos materiais descartados. A reciclagem em centrais especializadas é feita com aparato técnico mais desenvolvido. Essas centrais contam com maquinários semelhantes aos de mineradoras, como esteiras rolantes, britadores, peneiras e classificadores de granulometria. O rejeito é separado, britado, lavado, peneirado e classificado. É também facilitada a segregação entre resíduos cimentícios e cerâ- 1

2 micos, sendo garantida a homogeneidade do material. Na Europa são encontrados britadores giratórios e cônicos, trabalhando como secundários, em conjunto com britadores de mandíbula primários. "O resultado dos cônicos e giratórios, como secundários, mostrou um agregado mais limpo, de qualidade superior", diz o engenheiro Salomon Mony Levy, doutor pela PCC- USP e professor do curso de Engenharia Civil e Arquitetura da Uninove (1997). Após a britagem, é possível empregar equipamentos de beneficiamento mineral para fazer a separação, baseada na densidade das partículas via seca (classificador por corrente de ar ascendente). Este último conta com a vantagem de reduzir o teor de sulfatos, cloretos e sais solúveis e o teor de materiais pulverulentos nos agregados. A Prefeitura de São Carlos/SP, também desenvolve projeto utilizando Rejeitos de uma forma ampla, com recicladora própria, em fase de aprovação de Projeto Municipal sistematizado. A possibilidade de uso como agregado artificial em artefatos de cimento sem função estrutural através da preparação granulométrica adequada pode ser um método eficiente para reduzir o volume disposto no meio ambiente e contribuir para que agregados naturais não sejam retirados através de mineração. A redução de custos de componentes contendo o agregado obtido dos descartes também é possível, influenciando toda a cadeia da indústria da construção civil. A resolução do CONAMA nº 307, trata dos Resíduos da construção civil e resíduos volumosos Área de transbordo e triagem Diretrizes para projeto, implantação e operação. Uma das definições estabelecidas nesta norma e o CTR(Controle do transporte do resíduo), documento do qual e emitido pelo transportador de resíduos que fornece informações sobre o gerados, origem, quantidade e descrição dos resíduos e destino. Nosso trabalho tem o objetivo de mostrar as analises feita nos blocos produzidos a partir de matérias reciclados, confeccionados utilizando os agregados oriundos de reciclagem, dos quais passaram por ensaios conforme normas da ABNT. Com finalidade de comprovar a resistência mecânica desejada em todo o processo, deixando assim claro a possibilidade de uso dos agregados artificiais na produção de blocos. Da qual nos permite reduzir a extração de matéria prima. Fundamentação teórica 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 2

3 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, 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 analisou a reciclagem da parte mineral do resíduo, utilizando-a 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 infra-estrutura urbana COSTA, J. S.; MARTINS, C.A.; Baldo,J. B.(2003). A construção civil é um dos setores que mais geram resíduos sólidos, considerando-se proporcionalmente o seu produto final. No Brasil as perdas, Segundo o arquiteto Tarcísio de Paula Pinto, da I & T Informações e Técnicas em Construção Civil, tudo começa com processos construtivos que resultam em desperdícios. Sem contar que muitos dos defeitos e falhas encontrados nas construções são causados ainda na própria fase de projeto, segundo CALAVE- RA (1991). Como consequência imediata tem-se a caótica situação da destinação final do lixo, não só nas principais capitais, mas, praticamente em todo o país, que tem sido realizada de maneira improvisada e empírica. São descargas clandestinas que agravam ainda mais a poluição ambiental, por vezes de forma irreversível devido ao volume de recursos dispensados e às técnicas necessárias para a recuperação das áreas afetadas, segundo estudos de COSTA,(2006). 3

4 A reciclagem do resíduo de RCD e pó de pedra como agregado para a confecção de blocos de concreto utilizados em vedação, tem se mostrado uma alternativa altamente adequada e promissora, sendo sua utilização já adotada em algumas prefeituras de cidades brasileiras. Esta aplicação apresenta inúmeras vantagens, entre elas: os blocos de vedação não exigem grandes resistências mecânicas, uma vez que sua principal função é vedar; tendo estes agregados de resíduo baixa resistência mecânica, o índice de aproveitamento do material pode ser bastante alto; do ponto de vista de resistência à compressão para blocos, são mais críticos fatores como compactação e curvas granulométricas; as curvas granulométricas de agregados reciclados não são tão diferentes quando comparadas ás curva, dos agregados naturais; casos, onde baixos consumos de cimento são exigidos, a diferença de resistência à compressão dos concretos plásticos reciclados é igual quando comparada com concretos de agregados naturais; blocos com estes agregados apresentam custos relativamente baixos; benefício este, que pode contribuir com soluções tecnológicas mais baratas, já que os traços exigem grande quantidade de agregados; a regularidade de dimensões dos blocos produzidos pode fornecer um material modular, que se adaptem as necessidades atuais de menores índices e desperdício na construção. Apesar dos blocos de concreto com resíduo de construção apresentar propriedades como maior porosidade e permeabilidade, os mecanismos de deterioração do concreto comum não afetam a sua durabilidade, devido á ausência de aço, permitindo carbonizações sem a deterioração dos blocos, até aumentando sua resistência mecânica. Ainda, no Brasil não ocorrem ciclos de gelo e degelo com frequência, o que não acarretaria deterioração dos blocos pela estrutura de poros do material de acordo com dados de ÂNGULO(2000). A granulometria do agregado reciclado depende do tipo de resíduo processado, das características dos britadores e do sistema de peneiramento empregados na usina. Em geral, apresentam curvas granulométricas características ás dos agregados convencionais, se enquadrando assim nas exigências da ABNT. A determinação da composição granulométrica se faz pelos métodos NBR NM 26 e NBR NM 248. A partir da composição granulométrica pode-se traçar a curva de granulometria dos agregados. Segundo HANSEN (1992) britadores de mandíbulas com abertura 33 mm produzem material com 20% de finos abaixo de 5 mm. Comparando esta informação podem-se verificar as diferenças possíveis conforme varia os equipamentos de britagem e o resíduo processado. 4

5 Nesse estudo utilizou-se britador de mandíbula com abertura para finos com granulometria de areia grossa utilizando resíduo das obras do Instituto Federal Campus Cuiabá IFMT, o agregado de pó de pedra direto da pedreira Nossa Senhora da Guia localizada a 60Km da cidade de Cuiabá MT com granulometria de areia grossa. Metodologia Dosagem dos blocos A metodologia utilizada consistiu na britagem do resíduo de construção, sendo utilizado direto do britador passando por processo de empacotamento de partículas com o resíduo de pó de pedra conforme adquirido da pedreira. Dessa forma o traço utilizado baseado na maior massa unitária compacta que proporcionou o menor índice de vazio. A melhor proporção foi 20% de agregado de pó de pedra e 80 % de agregado de resíduo de construção e demolição (RCD), de acordo com a Tabela 1. O traço utilizado 1:9 (1: 1,8 : 7,2) (cimento: pó de pedra: agregado de resíduo de construção - RCD). O traço escolhido atende as exigências da NBR e NBR 6136, para alvenaria de vedação. Dentre os traços já experimentados pelo grupo de pesquisa do DACC em pesquisas anteriores com material similar, foi considerado econômico e de qualidade, conforme publicação registrada no CNPq. Tabela 1 - Proporções da mistura dos agregados, pelo método do empacotamento. Pó de pedra (%) RCD (%) Massa unitária compactada (g/cm 3 ) Índice de vazios (%) ,20 0, ,24 0, ,50 0, ,18 0, ,44 0, ,36 0, ,96 0,24 5

6 Blocos O cimento Utilizado foi o Portland CPIV 32 - RS da marca Itaú. A avaliação foi verificada executando-se ensaios mecânicos, absorção de água por imersão e absorção por capilaridade após 28 dias de idade de acordo com as normas brasileiras vigentes. Os ensaios mecânicos foram executados, nas idades de 14, 21, e 28 dias, para a resistência mecânica. Resultados e discussões Cimento O cimento utilizado foi Cimento Portland CPIV 32 RS, de embalagem de 50 kg, da marca Itaú. Os ensaios de caracterização realizados de acordo com a NBR 7215 se encontram na tabela 2. Tabela 2 Caracterização do cimento Os agregados Características e Propriedades Norma Unidade Resultado Massa Especifica NBR 23 g/cm³ 3,046 Massa Unitária no estado solto NBR 7251 g/cm³ 1,072 Resistência á compressão axial aos 28 dias de idade NBR 7215 MPa 35,90 Os agregados foram produzidos através da britagem dos resíduos, após foi peneirado conforme pede normas da ABNT e classificados por ensaio de granulometria regido pela NBR NM 248, que determina o diâmetro máximo característico, o módulo de finura, e os limites granulométricos. O agregado miúdo do reciclado foi denominado como (RCD) e o agregado natural 6

7 de resíduo de Pó de Pedra de (N). As características do agregado física do agregado se encontram na tabela 3 e figura 1 e 2. Tabela 3 - Propriedades físicas dos agregados. Material Reciclado Pó de Pedra (N) Massa unitária solta (g/cm³) 1,48 1,56 Massa específica (g/cm 3 ) 2,36 2,56 Diâmetro máximo (mm) 2,4 2,4 Módulo de finura 3,04 3,24 Absorção por Imersão (%) 12,26 1,22 Figura 1 Curva granulométrica agregado de resíduo de construção e demolição (RCD) Areia grossa de RCD direto do britador Diâmetro máximo = 4,8 mm Módulo de finura= 3,17 7

8 Figura 2 - Curva granulométrica agregado de resíduo de pó de pedra Areia grossa de pó de pedra Diâmetro máximo = 4,8 mm Módulo de finura= 3,21 Água A quantidade de água em cada traço foi determinada inicialmente por meio de teste táctil-visual de modo a se observar a formação de uma mistura homogênea e coesa ao ser pressionada na mão (Figura 3). Após o teste táctil-visual, obteve-se a quantidade de água necessária (umidade ótima) para a moldagem de cada traço do tijolo. Sendo a relação água/cimento de 1,64. A mistura foi realizada manualmente e, em seguida, foi depositada em uma prensa hidráulica para moldagem dos tijolos. Os tijolos produzidos (Figura 4, 5 e 6) foram curados por molhagem diariamente e cobertos por lona durante 07 (sete) dias e mantidos no pátio do Departamento de Construção Civil- DACC, até o dia determinado para os ensaios de resistência à compressão, absorção de água por imersão e capilaridade. Estes ensaios foram realizados conforme a NBR 12118:2010 e NBR 6136:2007, sendo rompidos nas idades de 14, 21 e 28 dias de idade a partir da moldagem. 8

9 Figura 3 - Determinação da umidade ótima por meio de teste táctil visual. Nas figuras 4 e 5 temos a demonstração da prensagem dos tijolos produzidos pela Prensa Eco Máquinas adquirida com recurso do Projeto EDITAL UNIVER- SAL FAPEMAT Nº 006/2010. Figura 4 Prensagem hidráulica para fabricação do Tijolo Figura 5 Tijolo após cura, a cor vermelha, significa que ocorreu predominância de cerâmica vermelha no resíduo de RCD. Figura 6 Tijolo após cura, a cor cinza, significa que ocorreu predominância de resíduo de concreto no RCD. Resultado dos blocos no estado endurecido A avaliação no estado endurecido da propriedade mecânica, absorção de água por capilaridade e absorção imersão por imersão encontram-se, nas tabelas 4, 5 e 6 e na figura 7. Tabela 4 Resultado do ensaio de resistência mecânica à compressão axial 9

10 traço NBR e NBR 6136 Resistência à compressão (MPa) Resistência à compressão mínima Bloco de concreto Bloco cerâmico 14 dias 21 dias 28 dias (NBR 6136 e NBR (NBR ) 1:9 2,0 2,6 3, ) 1,5MPa 2,0MPa Tijolo classificado como de vedação para aplicação acima do nível do solo. (NBR 12118) Bloco de solo-cimento (NBR 8491) 2,0 MPa Figura 7 Gráfico da resistência à compressão axial, aos 14, 21 e 28 dias de idade. Absorção por Capilaridade A propriedade que caracteriza a quantidade de água absorvida pelos vasos capilares do concreto é um fator que deve ser conhecido por quem o utiliza, pois define a possibilidade de umidade ascendente no concreto. Esse ensaio foi realizado de acordo com a NBR A absorção de agua por capilaridade deve ser expressa em g/cm² e calculada dividindo o aumento de massa pela área da seção transversal da superfície do corpo de prova em contato com a água, de acordo com a seguinte equação. Onde: C = absorção de água por capilaridade, em g/cm² A = massa do corpo de prova que permanece com uma das faces em contato com a água durante um período de tempo especifico, em g. 10

11 S = massa do corpo de prova seco, assim que este atingir a temperatura de (23+ 2)º C, em g S = área da transversal, em cm². Tabela 5 Absorção por Capilaridade Material analisado Bloco seco 3horas 6horas 24horas 72horas Capilaridade em g/cm ,50 10,71 10,83 10,93 Capilaridade em g/cm 2 2,5 g/cm 2 Absorção por Imersão Pela tabela 6, podemos observar a absorção de água dos tijolos em estudo, segundo a NBR AI = AI Absorão por Imersão Msat = massa saturada; Ms = massa seca traço Absorção de água por imersão (%) 7 dias Absorção de água Tabela 6- Absorção por Imersão Absorção de água por imersão (g/cm 2 ) 28 dias Bloco de concreto (NBR 6136) 1:9 10,5 2,2 10,0 % * 12,5 %** Limite de absorção de água por imersão Bloco cerâmico (NBR ) *agregado normais, com massa específica entre 2000 kg/m 3 e 3000 kg/m 3. ** agregado leve, com massa específica menor que 2000 kg/m 3. Bloco de solo cimento (NBR8491) 8,0% a 22% 20,0% Conclusão Com este estudo pudemos conhecer a relação do emprego dos agregados produzidos a partir de reciclagem, nos permitiu acompanhar o processo de reutilização desde a britagem até as análises finais de cada ensaio as características do agregado produzido, as propriedades físicas presentes no material. Porém podemos afirmar pelos resultados encontrados que o agregado oriundo de reciclagem não interfere na resistência até a presente data. O Controle tecnológico do tijolo produzido com resíduo da construção civil em estudo continua em andamento visando à durabilidade do micro concreto elaborado para esse tijolo, essa durabilidade está diretamente ligado à porosidade capilar, frente à penetração de umidade e outros agentes 11

12 agressivos (meio ambiente), portanto a avaliação da absorção, índice de vazios e capilaridade desse micro concreto deve continuar em outras idades, até a presente etapa apresenta uma evolução satisfatória, indicando assim que os blocos produzidos com rejeito da construção civil têm predisposição para trabalho de alvenaria de vedação. Além disso, adquirimos novos conhecimentos, através da reutilização de materiais descartados ajudando assim a diminuição do impacto ambiental, fornecendo ao mercado da construção civil um novo produto de qualidade, oriundo de estudos com sustentabilidade. Os resultados indicam até o presente que pré-moldado para alvenaria produzido com pó de pedra e resíduo da construção e demolição RCD em estudo está de acordo com o mínimo exigido pelas normas brasileiras. Referências bibliográficas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR NM 248 Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, CALAVERA, J. (1991). Human and psychological aspects of the implementation of control in construction. In: EUROPEAN SYMPOSIUM ON MANAGEMENT, QUALITY AND ECO- NOMICS IN HOUSING AND OTHER BUILDING SECTORS - lisboa, Portugal, 30 set.-4 out Transactions. London, Spon. p COSTA, J. S.; MARTINS, C.A.;Baldo,J. B.. Reciclagem de rejeitos da indústria de tijolos e telhas como agregado alternativos em substituição á areia em argamassas de alvenaria. 47º Congresso de cerâmica- julho COSTA, J.S. Agregados alternativos para argamassa e concreto produzidos a partir da reciclagem de rejeitos virgens da indústria de cerâmica tradicional. Tese de doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais. São Carlos, HANSEN, T.C (1992). Recycling of Demolished Concrete and Masonry. Londres, E&FN Spon. 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. 13