TIJOLOS PRENSADOS DE SOLO-CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUOS DE CONCRETO

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1 TIJOLOS PRENSADOS DE SOLO-CIMENTO COM ADIÇÃO DE RESÍDUOS DE CONCRETO Marcia Ikarugi Bomfim de Souza (); Antonio Anderson da Silva Segantini (); Joelma Pereira dos Santos (); João Paulo Nobre da Silva (). () UNESP - Ilha Solteira, aluna de pós-graduação, mestrado em Engenharia Civil () UNESP - Ilha Solteira, Professor Doutor, Departamento de Engenharia Civil Resumo () UNESP - Ilha Solteira, aluna de graduação em Engenharia Civil () UNESP - Ilha Solteira, aluno de graduação em Engenharia Civil O aproveitamento de resíduos de construção e demolição (RCD) na fabricação de tijolos de solocimento é uma alternativa ambientalmente sustentável que preserva os recursos não-renováveis e possibilita a valorização destes resíduos, em vez de simplesmente lançá-los na natureza. Além disso, os tijolos de solo-cimento não passam pelo processo de cozimento, evitando o desmatamento e conseqüentemente a poluição do ar. Neste trabalho, analisou-se a influência da adição de resíduos de concreto nas características físicas e mecânicas do solo-cimento, visando sua aplicação na fabricação de tijolos prensados. Os tijolos foram moldados por meio de uma prensa manual, usando-se dosagens a partir do solo natural, solo mais % de resíduo de concreto, solo mais % de resíduo de concreto e solo mais % de resíduo de concreto, com o emprego de três teores de cimento, %, % e %, todos em relação à massa resultante da mistura solo-resíduo. Objetivou-se, desta forma, propor soluções técnicas para se reduzir o custo de produção do solo-cimento, melhorar a qualidade dos tijolos e propiciar condições para o aproveitamento deste resíduo. Os resultados obtidos mostraram que a adição do resíduo de concreto ao solo melhorou as propriedades mecânicas do solo-cimento, possibilitando redução de custos e produção de tijolos prensados de melhor qualidade, constituindo-se, portanto, numa excelente alternativa para o aproveitamento deste material. Abstract Construction and demolition residues utilization in the soil-cement bricks manufacture is an environmentally sustainable alternative that preserves the not-renewable resources and enables the valorization of these residues, instead of simply throw in the nature. Moreover, the bricks of soil-cement do not pass for the trial of cooking, avoiding the deforestation and consequently the pollution of the air. In this work, were analyzed the influence of the concrete residues addition in the physicals and mechanics characteristics of soil-cement, looking at his application in the manufacturing of bricks press. The bricks were molded by means of a manual press, using dosages from soil native, soil more % of concrete residue, soil more % of concrete residue and soil more % of concrete residue, with the use of three tenors of cement, %, % and %, everybody relative the resultant mass of the mixture soil-residue. It the aim, in this way, was to propose technical solutions to reduce the soil-cement production cost, to improve the quality of the bricks and to generate conditions for use of this residue. The results obtained showed that the concrete residue addition to soil enhanced mechanical properties of the soil-cement, decreasing cost and improving manufacturing bricks pressed with a better quality, establishing an excellent alternative for application of this material.

2 Introdução A necessidade de preservação ambiental e a tendência de escassez dos recursos naturais fazem com que a construção civil adquira novos conceitos e soluções técnicas visando a sustentabilidade de suas atividades. Neste contexto, o aproveitamento dos resíduos de construção e demolição (RCD) destaca-se como alternativa alinhada a estes novos conceitos, buscando valorizar os materiais descartados nas obras de engenharia, atribuindo-lhes a condição de material nobre. Em determinadas situações, os RCD podem ser utilizados com vantagens técnicas e redução de custos, como por exemplo, no caso da produção de tijolos de solo-cimento, que é o objetivo deste trabalho. Os RCD são constituídos por restos ou sobras de materiais de construção. Nos entulhos são encontrados normalmente restos de argamassa e concreto, materiais cerâmicos, metais, plásticos, madeiras, papéis e vidros. Os restos de argamassas, concretos e materiais cerâmicos, encontrados em maior volume, podem transformados em agregados para uso, por exemplo, em matrizes de concreto ou de solo-cimento, e a grande maioria dos outros resíduos pode ser reciclada. A fabricação de tijolos prensados de solo-cimento com adição de RCD pode contribuir para reduzir o volume de materiais descartados na natureza, diminuir a exploração dos recursos naturais e contribuir com o seqüestro do carbono, pois os tijolos de solo-cimento são produzidos através de prensagem, dispensando o processo de cozimento e conseqüentemente a queima de madeiras e combustíveis, evitando o desmatamento e a poluição do ar. Segundo RENNER () a queima de combustível libera gás carbono, que é o mais importante gás de efeito estufa. Metodologia Na composição do solo-cimento, utilizou-se o solo arenoso fino característico de Ilha Solteira, pois suas características são representativas das dos solos existentes em mais de % da Área do Estado de São Paulo e também no Centro Sul do Brasil; o resíduo de concreto, pois é o material predominante nos entulhos de Ilha Solteira-SP, o qual foi processado em um triturador de mandíbulas e passado na peneira de malha, mm, visando a sua transformação em material granular, de aspecto semelhante a uma areia grossa de construção; e o cimento CP II Z-, pois é o tipo de cimento normalmente comercializado em Ilha Solteira-SP e possui propriedades satisfatórias para confecção de solo-cimento. Foram estudadas dosagens contendo solo natural sem adição de resíduo, solo mais % de resíduo de concreto, solo mais % de resíduo de concreto e solo mais % de resíduo de concreto em relação à massa de solo. Para cada uma dessas composições foram utilizados três teores de cimento - %, % e % - em relação à massa da mistura solo-resíduo. Foram confeccionados tijolos (figura ) para a realização de ensaios de compressão simples (figura ) aos,,, e dias. Figura Tijolos de solo-cimento com adição de resíduo de concreto.

3 Figura Ensaio de compressão dos corpos-de-prova feitos de tijolos. Os ensaios de caracterização dos materiais componentes, do solo-cimento e dos tijolos foram realizados em conformidade com as Normas Brasileiras pertinentes, a seguir descritas: - NBR Preparação de amostras de solo e ensaio de caracterização; - NBR Determinação da massa específica dos grãos; - NBR Determinação do limite de liquidez; - NBR Determinação do limite de plasticidade; - NBR Análise granulométrica de solos; - NBR Ensaio de compactação; - NBR Tijolos maciços de solo-cimento; - NBR Tijolo de solo-cimento Determinação da resistência à compressão e da absorção d água e - Ensaio de retração linear sugerido pelo Centro de Pesquisa e Desenvolvimento CEPED (). Resultados e discussão. Análise granulométrica Apresenta-se na tabela os resultados obtidos no ensaio de análise granulométrica. Material Tabela Composição granulométrica. Argila (%) Silte (%) Areia Fina (%) Areia Média (%) Areia Grossa (%) Solo Natural,,,,, RC Resíduo de concreto,,,,, Solo + % de RC,,,, Solo + % de RC,,,,, Solo + % de RC,,,,, Nota-se pela composição granulométrica do resíduo de concreto (RC), que se trata de um excelente material para corrigir a granulometria dos solos, de modo a torná-los mais arenosos e propícios à confecção do solo-cimento. A mistura contendo % de RC, por exemplo, aparece com % de silte mais argila e % de areia, sendo esta uma composição de interesse para a confecção do solo-cimento. Materiais com esta composição são os mais indicados para a obtenção de tijolos com qualidade, atendendo às prescrições da normalização brasileira com baixo consumo de cimento, algo na casa dos % em relação à massa de solo.

4 . Limites de consistência Apresenta-se na tabela os valores obtidos para os limites de consistência. Tabela Limites de consistência. Material LL (%) LP (%) IP (%) Solo Natural,,, Solo + % de RC,,, Solo + % de RC,,, Solo + % de RC,,, Observa-se que o limite de liquidez e o limite de plasticidade diminuíram em função do aumento de resíduo adicionado ao solo. Estes resultados poderão ser decisivos para a melhoria da qualidade do produto final.. Compactação Na tabela são apresentados os valores obtidos no ensaio de compactação. Tabela Umidade ótima e massa específica aparente seca máxima. Traço (W ot ) Umidade Ótima (%) (ρ d ) Massa específica aparente seca máxima (g/cm ) Solo Natural,, Solo + % de cimento,, Solo + % de cimento,, Solo + % de cimento,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Solo + % de cimento + % de RC,, Observa-se que os valores de umidade ótima diminuem e os de massa específica aparente seca aumentam em função do acréscimo de resíduo. Assim, o material apresenta-se mais compacto e isto significa que houve uma melhor acomodação interna dos grãos no processo de compactação. A tendência, portanto, é a de se obter materiais mais resistentes e de menor absorção de umidade.. Absorção Apresenta-se na tabela os valores obtidos no ensaio de absorção.

5 Tabela Absorção dos tijolos. Traço Absorção (%) Solo + % de cimento, Solo + % de cimento, Solo + % de cimento, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Solo + % de cimento + % de RC, Verificou-se que todos os traços atenderam a NBR, onde a absorção máxima é de %. Nota-se decréscimos nos valores de absorção conforme se adiciona maiores quantidades de resíduo.. Retração Apresenta-se na tabela os resultados obtidos no ensaio de retração linear. Traço Tabela Retração linear. Retração Linear (mm) Solo natural, Solo + % de RC, Solo + % de RC, Solo+ % de RC, O ensaio realizado com o solo natural, sem adição de resíduo, apresentou uma fenda na parte central da amostra e a retração total foi de mm, acima do limite recomendado pelo CEPED (), que é de mm. Desta forma, o solo natural utilizado neste trabalho não seria apropriado para a confecção do solo-cimento. Nota-se, porém, que com a adição do resíduo houve uma diminuição considerável nos valores de retração e não houve surgimento, em nenhuma das amostras, de fendas na parte central, significando, portanto, haver uma forte tendência de redução da retração por secagem em virtude da incorporação dos resíduos.. Resistência à compressão Os corpos-de-prova foram retirados da câmara úmida horas antes do ensaio de compressão, quando então foram imersos em água. Os ensaios foram realizados aos,,, e dias. Apresenta-se na tabela os resultados obtidos no ensaio de compressão simples.

6 Tabela Resistência à compressão dos corpos-de-prova feitos de tijolos. Traço dias dias dias dias dias Solo + % de cimento,,,,, Solo + % de cimento,,,,, Solo + % de cimento,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Solo + % de cimento + % de RC,,,,, Nas figuras de a são apresentados os gráficos de resistência média dos tijolos em função da quantidade de resíduo. % de resíduo % de resíduo % de resíduo % de resíduo Quantidade de resíduo (%) % de cimento % de cimento % de cimento Figura Resistência à compressão dos tijolos aos dias.

7 % de resíduo % de resíduo % de resíduo % de resíduo Quantidade de resíduo (%) % de cimento % de cimento % de cimento Figura Resistência à compressão dos tijolos aos dias. % de resíduo % de resíduo % de resíduo % de resíduo Quantidade de resíduo (%) % de cimento % de cimento % de cimento Figura Resistência à compressão dos tijolos aos dias. % de resíduo % de resíduo % de resíduo % de resíduo Quantidade de resíduo (%) % de cimento % de cimento % de cimento Figura Resistência à compressão dos tijolos aos dias.

8 % de resíduo % de resíduo % de resíduo % de resíduo Quantidade de resíduo (%) % de cimento % de cimento % de cimento Figura Resistência à compressão dos tijolos aos dias. Nota-se que a adição do RC, em quantidade inferior a % em relação à massa de solo, induziu aumentos na resistência à compressão dos tijolos. Dos % até os %, nota-se que não houve a mesma tendência de aumento, e sim uma estabilização no ganho de resistência. A realização de ensaios com tijolos produzidos com mais de % de resíduo, portanto, são necessários para que se possa ter uma melhor definição da tendência de comportamento do material e uma melhor avaliação da existência, ou não, de um teor ótimo de resíduo incorporado, que conduza a valores máximos de resistência. Pode-se também avaliar a quantidade máxima de resíduo a ser incorporada sem que haja comprometimento da resistência máxima prescrita na normalização. Nas figuras de a são apresentados os gráficos de resistência média dos tijolos em função da idade. dias dias dias dias dias Idade % de cimento % de cimento % de cimento Figura Resistência média à compressão dos tijolos sem resíduo.

9 dias dias dias dias dias Idade % de cimento e % de resíduo % de cimento e % de resíduo % de cimento e % de resíduo Figura Resistência média à compressão dos tijolos com % de resíduo. dias dias dias dias dias Idade % de cimento e % de resíduo % de cimento e % de resíduo % de cimento e % de resíduo Figura Resistência média à compressão dos tijolos com % de resíduo. dias dias dias dias dias Idade % de cimento e % de resíduo % de cimento e % de resíduo % de cimento e % de resíduo Figura Resistência média à compressão dos tijolos com % de resíduo. A resistência média dos corpos-de-prova com % de cimento aos sete dias (figura ) não atendeu

10 às prescrições da NBR, que prescreve um valor médio maior ou igual a, MPa. Observa-se para todas as amostras em estudo que houve um aumento da resistência em função do tempo de cura e também em função do aumento da quantidade de cimento. Conclusão Com base nos resultados obtidos, conclui-se: - A adição dos resíduos de concreto possibilitou condições técnicas favoráveis para se produzir tijolos prensados de solo-cimento com qualidade. - O aproveitamento dos resíduos de concreto na fabricação de tijolos de solo-cimento pode configurar-se numa prática ecologicamente correta, pois pode contribuir para reduzir o volume de material descartado na natureza, reduzir a exploração dos recursos naturais, e com a dispensa do processo de queima na fabricação dos tijolos, evita o desmatamento e a emissão de resíduos tóxicos no meio ambiente. Palavras-chaves Tijolos de solo-cimento, resíduos de construção e demolição, desenvolvimento sustentável. Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Amostra de solo Preparação para ensaios de caracterização. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Solo Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Grãos de solos que passam na peneira de, mm Determinação da massa específica. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Solo Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Solo Análise granulométrica. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Solo Ensaio de compactação. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Tijolo maciço de solo-cimento. Rio de Janeiro,. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR : Tijolo maciço de solo-cimento Determinação da resistência à compressão e da absorção d água. Rio de Janeiro,. CENTRO DE PESQUISA E DESENVOLVIMENTO CEPED. Manual de Construção com Solocimento. Camaçari-BA,. RENNER, R. M. Seqüestro de carbono e a viabilização de novos reflorestamentos no Brasil. Dissertação (Mestrado) Instituto de Ciências Agrárias, UFPR, Curitiba-PR,.