UTILIZAÇÃO DA MISTURA DE AGREGADO RECICLADO-SOLO- FIBRA PARA APLICAÇÕES EM PAVIMENTAÇÃO

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1 UTILIZAÇÃO DA MISTURA DE AGREGADO RECICLADO-SOLO- FIBRA PARA APLICAÇÕES EM PAVIMENTAÇÃO Thaísa Ferreira Macedo (1) ; Kalinny Patrícia Vaz Lafayette (2) ; Laíze Andréa de Souza Silva (3) (1) Universidade de Pernambuco, thaisa_197@hotmail.com (2) Universidade de Pernambuco, klafayette@gmail.com (2) Universidade de Pernambuco, laize.civil.upe@gmail.com Resumo Nos últimos anos, os centros urbanos crescem de forma desenfreada, trazendo, com isto, alguns problemas ao meio ambiente e à população, como, por exemplo, o volume de resíduos gerados. Dentre esses, existem os resíduos da construção civil (RCC), que representam um percentual significativo entre os resíduos sólidos. O RCC, geralmente, é destinado incorretamente em córregos de rios, terrenos baldios, encostas e canais. Isso mostra que o RCC necessita de um estudo para uma destinação adequada e uma aplicação. Com esse intuito, o presente trabalho tem como objetivo realizar uma caracterização do agregado reciclado e do solo, comparando com as misturas de agregados reciclado-solo e as misturas de agregados reciclados, solo, cimento, com e sem fibra. A Metodologia consta da coleta de solo e resíduos da construção civil para a obtenção das características físicas (granulometria, densidade real, limites de consistência, compactação), mineralógicas e mecânicas (compressão simples) dos materiais. Os resultados mostram que a adição das fibras às misturas de agregado reciclado-solo-cimento aumentam os valores de resistência em 294,94% e 100% com os teores de 0,5% e 0,25%, respectivamente, quando comparados à mistura sem adição de fibras, verificando que a inclusão dessas fibras de polipropileno nas misturas melhoram as propriedades mecânicas do compósito, sendo viável sua aplicação em obras de pavimentação. Palavras-chave: Agregado reciclado, RCC, Fibra. Abstract During the last years, urban centers grow uncontrolle, bringing with it, some problems to the environment and the population, for example, the volume of waste generated. Among these, there are construction wastes (CCW), which represent a significant percentage of solid waste. The CCW is usually desitined incorrectly in streams of rivers, vacant lots, slopes and channels. This shows that the RCC requires a study to an appropriate destination and an application. With this purpose, this paper aims to conduct a characterization of recycled aggregate and soil, comparing with mixtures of recycled aggregate-soil and recycled aggregates, soil, cement, with and without fiber mixtures. The methodology consists of collecting soil and construction waste to obtain the physical characteristics (size, true density, Atterberg limits, compaction), mineralogical and mechanical properties (simple compression) of the materials. The results show that the addition of fibers to the mixtures with recycled aggregate, soil cement increase the resistance values of % to 100% with concentration of 0.5% and 0.25% respectively, compared to the mixture without addition of fibers, verifying that the inclusion of polypropylene fibers in the blends improves the mechanical properties of the composite, so it can be use in paving.. Keywords: Recycled aggregate, CCW, Fiber. 2935

2 1. INTRODUÇÃO A indústria brasileira tem na construção civil um dos seus maiores segmentos, em termos econômicos e sociais. Em compensação, a construção civil se tornou um dos grandes geradores de resíduo da atualidade. Isso acontece, de forma geral bem como pela disposição irregular do resíduo da construção civil (RCC) em locais inapropriados como terrenos baldios, logradouros, entre outros, promovendo ao local de descarte uma condição desfavorável em relação a aspectos como saúde pública, ambiental e até a questão estética. Em relação à saúde pública, a presença de materiais orgânicos e plásticos e produtos perigosos, encontrados nos resíduos depositados irregularmente, ocasionam a proliferaçaõ de insetos e outros animais, que por sua vez podem ser vetores de doenças (FERNANDEZ, 2011). Deve-se salientar que na engenharia tem sido uma constante a busca da inserção de novos materiais aos convencionais na intenção de controlar os impactos associados à reciclagem. No Brasil a taxa de reciclagem ainda é muito baixa, embora esteja crescendo devido a entrada de empresas privadas em uma atividade que antes apenas órgãos municipais atuavam (AGOPYAN e JOHN, 2011). Conhecendo a necessidade da pavimentação no Brasil, tornou-se motivação a realização de uma trabalho que tem por finalidade avaliar o agregado reciclado com solo, cimento e fibra para aplicação em camadas de pavimentação. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Agregado reciclado A coleta do agregado reciclado foi realizada na Usina de Beneficiamento - Ciclo Ambiental, localizada no município de Camaragibe (RMR). A trituração dos resíduos foi feita com o uso de um britador de mandíbulas, sendo separado, anteriormente, dos metais que porventura estivessem junto ao material. O valor total de agregado reciclado obtido foi de aproximadamente 280 Kg, sendo separado em bombonas com 70 Kg cada. Após pesar as bombonas, estas foram levadas ao Laboratório Avançado de Construção Civil (LACC) da Escola Politécnica de Pernambuco Solo O solo foi coletado no município do Cabo de Santo Agostinho (RMR) a uma profundidade de 6,0m em relação a superfície. Foram coletados 185,5 Kg de solo, que foram separados em sacos de 10 quilos cada, e levados para o Laboratório Avançado de Construção Civil (LACC) da Universidade de Pernambuco Cimento O tipo de cimento escolhido foi o CP IIE 32, sendo utilizado o teor de 2% em relação ao peso seco da mistura. Este teor relativamente baixo foi definido, pois a intenção é de melhorar as propriedades da mistura e verificar a influência deste estabilizante sobre as diferentes misturas Fibra As fibras foram adquiridas através da empresa Orpec Engenharia e foram selecionadas com base em algumas características como uniformidade, por serem quimicamente inertes e pela 2936

3 facilidade de acesso no mercado. Estas são de polipropileno lisa e fibrilada em que serão inseridas às misturas de agregados reciclados e solo com teores de 0,25% e 0,5%, com relação a massa seca, para a execução dos ensaios de compactação e com o acréscimo de cimento para os ensaios de resistência à compressão simples. O comprimento das fibras é de 20 mm, estas não absorvem água, possuem peso específico de 9,1Kg/m³, baixa condutividade elétrica/ térmica e são imputrescíveis; tem comprimento de 20mm Caracterização física Granulometria e Limites de consistência A norma utilizada para a realização dos ensaios de granulometria foi a NBR 7181 (ABNT, 1984) para o solo, para o agregado reciclado e para a mistura de agregado reciclado-solo com 75% de solo e 25% de agregado reciclado. As normas utilizadas para execução dos ensaios de limites de consistência do solo, do agregado reciclado e da mistura foram a NBR 6459 (ABNT, 1984) e a NBR 7180 (ABNT, 1984) Compactação O ensaio de compactação foi feito conforme a NBR 7182 (ABNT, 1986), utilizando a energia Proctor Normal para o solo, o agregado reciclado e as misturas. O Quadro 1 apresenta os percentuais de cada material das diferentes misturas e dos materiais puros. Quadro 1 - Percentuais das amostras Amostra Solo (%) Agregado reciclado (%) Fibra (%) ,75 0, ,5 0, Caracterização mineralógica Para a caracterização mineralógica do solo, foi utilizado o material retido entre as peneiras com malhas de 2,00mm e de 0,075mm. Esse material foi levado até a estufa para secagem, para em seguida ser analisado no LAGESE Laboratório de Geologia Sedimentar (Departamento de Geologia da Universidade Federal de Pernambuco) pela lupa binocular. Através de um estudo morfoscópico e composicional dos grãos, foi possível realizar a identificação e formato dos grãos de solo Caracterização mecânica Compressão Simples O ensaio de resistência à compressão simples (RCS) foi realizado a partir da moldagem de corpos-de-prova compactados em três camadas estáticas no interior de um molde metálico, lubrificado, com auxílio de um pistão com 5 cm de diâmetro, na umidade ótima. O molde possui as seguintes dimensões: 50 mm de diâmetro e 100 mm de comprimento. 2937

4 Para que tenha uma maior confiabilidade nos resultados, foi feito um controle de umidade, variando entre +/-3% e um monitoramento do grau de compactação, tendo uma variação de +/-3%. Encerrado o processo de moldagem, o corpo de prova foi extraído do molde, seu peso, altura e diâmetro, devidamente anotados. Ao final dessas etapas de moldagem, os corpos-deprova foram levados até a câmara úmida para a cura, durante 7 dias. O Quadro 2 mostra os percentuais em peso seco dos materiais constituintes das misturas que foram submetidas a este ensaio. Quadro 2 - Percentual em peso das misturas Percentual dos materiais (%) Mistura Agregado Solo Fibra 20 Cimento reciclado ,75 0, ,5 0,5 2 Após a cura, os corpos-de-prova foram rompidos com a prensa hidráulica de marca Emic e modelo DL , a uma velocidade de 0,04mm/s. 3. RESULTADOS 3.1. Caracterização física Através das curvas granulométricas do solo, do agregado-reciclado e da mistura agregado reciclado-solo observou-se que o solo é formado por uma argila pouco plástica do tipo CL e o agregado reciclado é um material tipicamente arenoso, de acordo com a classificação da USCS (ASTM, 1990). A mistura de solo (75%) com agregado reciclado (25%) foi classificada como uma areia argilosa do grupo SC, sem coeficiente de uniformidade e de curvatura, assim como o solo. Porém, a curva do agregado reciclado apresentou coeficiente de uniformidade com valor próximo a 6,7, mostrando uma leve descontinuidade. Os valores de limites de consistência e de densidade real do solo, do agregado reciclado e da mistura encontram-se apresentados no Quadro 3. A norma do DNIT ES 141/2010 trata da execução de camadas de bases e, com relação a esta norma, os resultados obtidos de limites de Atterberg encontram-se acima do que a mesma menciona. Os limites de liquidez das amostras deveriam apresentar valores abaixo de 25% e os índices de plasticidade inferiores ou iguais a 6%. Apesar disso, essa norma relata que valores acima dos limites podem ser considerados, quando avaliados o desempenho através de outros ensaios direcionados para pavimentação. Quadro 3 - Valores dos limites de consistência e densidade real das amostras Densidade real Amostra LL (%) LP (%) IP (%) (g/cm³) Solo 48,12 24,49 23,63 2,66 Agregado reciclado ,70 Agregado reciclado (25%) + Solo (75%) 37,79 25,18 12,61 2,

5 3.2. Compactação Os valores das umidades ótimas e dos pesos específicos aparentes secos máximos do agregado reciclado, do solo e das misturas com os diferentes teores de fibra estão apresentados no Quadro 4. Tais resultados mostram que a inclusão das fibras nos compósitos de agregado reciclado-solo teve uma pequena influência nos valores da umidade ótima e do peso específico máximo, quando comparados aos valores da mistura agregado reciclado-solo. Quadro 4 - Valores das umidades ótimas e pesos específicos aparentes secos máximos das amostras Percentuais das misturas (%) Amotra Agregado W Solo Fibra ot (%) ρd máx (g/cm 3 ) reciclado ,0 1, ,75 0,25 19,2 1, ,5 0,5 19,6 1, ,78 1, ,18 1, Mineralogia A análise mineralógica dos grãos verificou que a fração de solo é constiuída por fragmentos de carapaças de moluscos (CaCO 3 ) arredondados a sub-arredondados, grãos de quartzo, com variação de angulosos a sub-angulosos, assim como fragmentos de crosta laterítica Compressão simples O Quadro 5 apresenta os valores de resistência à compressão, em MPa, aos 7 dias de cura, em que foi verificado um aumento da tensão em 294,94% quando comparadas as Misturas 2 e 4 e de 100% de aumento, relacionando as Misturas 2 e 3. Isso mostra que o percentual de fibras influencia para o aumento da resistência à compressão simples. Quadro 5 - Resultados da RCS aos 7 dias das misturas Percentuais dos materiais (%) RCS aos 7 Mistura Solo RCC Fibra 20 Cimento dias (MPa) , , ,75 0,25 2 1, ,5 0,5 2 2,13 Rafalko et al. (2007) menciona que a resistência de um solo pode aumentar de acordo com o aumento do teor de fibra de polipropileno, mostrando que os resultados obtidos estão coerentes. Reis et al. (2011) revela que para o uso de solo-cimento em pavimentos rodoviários, a resistência média a compressão simples deve ser igual ou superior a 2,1 MPa, aos 7 dias de idade, mostrando que a mistura 4 está de acordo. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS A caracterização física foi necessária para classificar o solo como um material argiloso pouco plástico, o agregado reciclado como um material tipicamente arenoso, já a mistura agregado 2939

6 reciclado-solo foi classificada como sendo uma areia argilosa. A fração dos grãos de solo foi analisada através de uma caracterização mineralógica em foi observada a presença de fragmentos de carapaças de moluscos (CaCO 3 ) arredondados a subarredondados, grãos de quartzo, além de fragmentos de crosta laterítica. Os resultados provenientes das curvas de compactação mostram que a inserção das fibras nas misturas de agregado reciclado-solo variou pouco os valores da umidade ótima e do peso específico máximo, quando comparados aos valores da mistura agregado reciclado-solo. Através dos ensaios de compressão simples, verificou-se que o emprego de fibras nos compósitos de agregado reciclado-solo-cimento aumentou em 294,94% os valores de tensão com 0,5% de fibra e de 100% de aumento com 0,25% de fibra, verficando que a inclusão dessas nas misturas melhoram as propriedades mecânicas do material. Com relação aos bons resultados obtidos no presente trabalho, referindo-se a inclusão das fibras nas misturas de agregado reciclado-solo e de agregado reciclado-solo-cimento, é possível verificar a viabilidade da aplicação destes produtos em obras de pavimentação. REFERÊNCIAS AGOPYAN, V.; JOHN V O desafio da sustentabilidade na construção civil: V. 5/ São Paulo,141p AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, (1990). Annual book of ASTM standards. Section 4: Construction, v.04.08: Soil and rock; dimension stone; geosynthetics. Philadelphia. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 6457: Amostras de solo: Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, NBR 6459: Solo Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, NBR 7180: Solo Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, NBR 7181: Solo Análise Granulométrica - Procedimento. Rio de Janeiro, NBR 7182: Solo - Ensaio de Compactação - Procedimento. Rio de Janeiro, DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte Brasileiro. ES 141/ Pavimentação ± Base estabilizada granulometricamente - Especificação de service. Rio de Janeiro, FERNANDEZ, J. A. B. Resíduo da Construção Civil. Caderno de diagnóstico /agosto de 2011.Disponível em : < > acesso em 17de janeiro de RAFALKO, S. D.; BRANDON, T. L.; FILZ, G. M.; MITCHELL, J. K. (2007). Fiber reinforcement for rapid stabilization of soft clay soils. TRB, Annual Metting CD-ROM. REIS, J. H. C. Dos et al. Avaliação do uso de misturas de solo, cimento e pó de pedra em bases e sub-bases de pavimentos rodoviários. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GEOTECNIA AMBIENTAL E VI SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GEOSSINTÉTICOS, 7., 2011, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: Regeo/geossintéticos,