ESTUDO DO REAPROVEITAMENTO DE ISOLADORES ELÉTRICOS DE PORCELANA COMO AGREGADOS EM ARGAMASSAS E CONCRETOS

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO ESTUDO DO REAPROVEITAMENTO DE ISOLADORES ELÉTRICOS DE PORCELANA COMO AGREGADOS EM ARGAMASSAS E CONCRETOS MARCO ANTONIO CAMPOS Campinas 2009 i

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO MARCO ANTONIO CAMPOS ESTUDO DO REAPROVEITAMENTO DE ISOLADORES ELÉTRICOS DE PORCELANA COMO AGREGADOS EM ARGAMASSAS E CONCRETOS Dissertação apresentada à Comissão de Pós-graduação da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, na área de concentração de Arquitetura e Construção. Orientador: Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Ávila Jacintho Co-Orientador: Gladis Camarini Campinas 2009 i

FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA DA ÁREA DE ENGENHARIA E ARQUITETURA - BAE - UNICAMP C157e Campos, Marco Antonio Estudo do reaproveitamento de isoladores elétricos de porcelana como agregados em argamassas e concretos / Marco Antonio Campos. --Campinas, SP: [s.n.], 2009. Orientadores: Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Ávila Jacintho, Gladis Camarini. Dissertação de Mestrado - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. 1. Residuos industriais. 2. Agregados (Materiais de construção). 3. Concreto. 4. Argamassa. I. Jacintho, Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Ávila. II. Camarini, Gladis. III. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. IV. Título. Título em Inglês: Reutilization study of porcelain electric insulator as aggregates in mortars and concretes Palavras-chave em Inglês: Factory waste, Aggregates (Building materials), Concrete, Mortar Área de concentração: Arquitetura e Construção Titulação: Mestre em Engenharia Civil Banca examinadora: Vladimir Antonio Paulon, André Luiz Bortolacci Geyer Data da defesa: 29/04/2009 Programa de Pós Graduação: Engenharia Civil ii

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E URBANISMO MARCO ANTONIO CAMPOS ESTUDO DO REAPROVEITAMENTO DE ISOLADORES ELÉTRICOS DE PORCELANA COMO AGREGADOS EM ARGAMASSAS E CONCRETOS Dissertação apresentada à Comissão de Pós-graduação da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil, na área de concentração de Arquitetura e Construção. Campinas, 29 de Abril de 2009. iii

Dedicatória Aos meus pais, Antenor e Vanda, e ao meu irmão Carlos, dedico este trabalho. iv

Agradecimentos A Deus e aos meus santos de devoção, por terem me dado saúde e ensinamentos para persistir em meus objetivos mesmo na presença de adversidades; por terem orientado o meu caminho durante as decisões tomadas e, proporcionarem excelentes oportunidades durante toda a vida. Aos meus pais e irmão, a quem sempre deverei todo o esforço e sacrifício, que por diversas vezes tiveram de empenhar, para que hoje eu possa estar atingindo mais este objetivo. A minha orientadora, profa. Ana Elisabete, pelo apoio indispensável que ao longo desses anos de trabalho mostrou-se além de profissional extremamente competente, grande amiga, companheira e incentivadora, que mesmo com os obstáculos dos caminhos conseguimos manter o foco e a direção do trabalho. Agradecimento especial ao prof. Vladimir A. Paulon por mostrar o caminho a ser seguido na minha pesquisa colaborando em toda a parte experimental. A profa. Rosa Cristina C. Lintz, CEATEC, PUC-Campinas, pelos socorros de última hora e preciosas dicas para perfeita realização dos ensaios. Aos professores: Gladis Camarini, Vladimir Antonio Paulon, Flavio Picchi, Stelamaris Rolla Bertoli, Regina Coeli Ruschel, Mauro Augusto Demarzo, Newton de O. Pinto Jr. pela cooperação e incentivo para execução deste trabalho. Agradecimento muito especial aos técnicos do Laboratório de Estruturas e Materiais Unicamp: Ademir, o chefe, sempre encaixando meus ensaios, Marçal, excelência e precisão nos ensaios, Luciano, confiabilidade nos módulos, Marcelo, auxiliando quando tudo parecia perdido, v

Fábio, sempre alerta para me socorrer, Rodolfo, o administrador das crises. Ao Carlão, Lab. Hidráulica, colocando todo mundo para me ajudar. Agradecimento aos técnicos do Laboratório de Solos da Unicamp e do Laboratório de Materiais de Construção Civil do CESET-Limeira, pelo suporte nos equipamentos e dicas valiosas nos ensaios de caracterização dos agregados. Agradeço também os técnicos do Laboratório de Materiais de Construção da PUC- Campinas: Fabiano, Igor, Valquíria e João, pela colaboração na dosagem experimental e nos suporte nos moldes metálicos e materiais. A todos da Secretaria de Pós-graduação da Unicamp por sempre se prontificarem a me atender nas dúvidas e nos prazos. A todos da Biblioteca da Área de Engenharia da Unicamp, pelo apoio na revisão bibliográfica, através das citações, empréstimos de livros e boa vontade sempre a me atender. A todos os demais funcionários da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo pela amizade ao longo dos anos. Ao Sr. Saul pelo auxílio na logística do material. Agradecimento em especial ao Sr. Humberto Barbato Neto, da Cerâmica Santa Terezinha (CST), da cidade de Pedreira-SP, por ter acreditado neste trabalho e pela doação do material. Agradeço também ao Sr. Gilberto (CST) pela colaboração na doação do material e ao Eng. Marcos (CST), pela visita técnica e esclarecimentos das dúvidas. A Holcim, em especial o Sr. Mezalira, pela doação do cimento utilizado na pesquisa. Aos Srs. Iuca, Donatti e Valdecir, da Iuca Comércio de Materiais Elétricos, da cidade de Mogi Mirim-SP, pela doação dos isoladores de porcelana inservíveis, agregados graúdos. Ao Sr. Francisco J. Bernardes da Resdil Refratários São Dimas, da cidade de Pedreira- SP, pela moagem destes isoladores inservíveis. Aos colegas de Pós-graduação, pela amizade. A todos que de alguma forma colaboraram para a perfeita realização deste trabalho e eu tenha cometido o lapso de aqui não ter citado. vi

vii O conhecimento gera a produtividade e quando aprofundado cientificamente se reverte em benefícios para o homem e ao meio ambiente.

Resumo CAMPOS, MARCO ANTONIO. Estudo do reaproveitamento de isoladores elétricos de porcelana como agregados em argamassas e concretos. Campinas: Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, 2009. 155p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP, 2009. Todo material de construção após certo tempo de uso apresenta um desgaste que compromete a sua eficiência, fazendo com que a substituição e o descarte sejam imprescindíveis. Os isoladores elétricos de porcelana, após um dado período de uso, perdem suas funções isoladoras, tendo necessidade de serem substituídos, e o seu descarte mensal pelas concessionárias do setor elétrico brasileiro atinge dezenas de toneladas. Em muitos casos o depósito destes isoladores é executado de forma desordenada havendo o comprometimento das áreas de preservação ambientais e de mananciais. Durante o processo de fabricação desses isoladores elétricos também são gerados resíduos, chegando até a 10% do total produzido, cujo descarte é feito no lixo pelas indústrias cerâmicas. Estes dois tipos de rejeitos causam na natureza um passivo de material que leva muitos anos para sua decomposição. Assim, a caracterização deste material cerâmico e o desenvolvimento de um estudo que viabilize seu emprego em substituição aos agregados comumente usados em argamassas e concretos, é uma alternativa para a racionalização do descarte desse material e preservação da natureza. Para o uso de resíduos dos isoladores de porcelana na construção civil é necessário sua moagem em granulometrias similares aos agregados graúdos e miúdos comuns. Este trabalho estudou dosagens de concreto e argamassa com substituições paulatinas de isoladores moídos, comparando algumas de suas propriedades com traços de referência feitos com agregados comuns. Para cada traço foram estudadas as propriedades mecânicas, a trabalhabilidade, a cura e a durabilidade. Pelo fato dos isoladores de porcelana terem características similares aos agregados comuns após a moagem, sua utilização em argamassas e concretos, para os traços moldados e tipos de cura realizados, substituindo parcialmente o agregado, foi bastante satisfatória, principalmente quando o agregado substituído foi o agregado miúdo. Palavras Chave: resíduo de porcelana, materiais alternativos, reciclagem, concreto, isolador elétrico. viii

Abstract CAMPOS, MARCO ANTONIO. Reutilization study of porcelain electric insulator as aggregates in mortars and concretes. Campinas: Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, 2009. 155p. Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, UNICAMP, 2009. Every construction material after sometime of using presents wastages which compromises its efficiency and turns indispensable its substitution or disposal. Porcelain electrical insulators, after a certain time of use, lose their insulator functions and are needed to be substituted and its monthly disposal in the brazilian electric sector comes to more than ten tons. In many cases the deposit of these insulators is done in a messy way compromising the environment and springs. During the manufacturing process of these electric insulators, wastes are generated coming up to 10% of the total production and the disposal is done by the pottery industries in the garbage. These two types of rejection cause in nature a passive material which takes many years for its decomposition. Therefore the characterization of this pottery material and the development of a study substituting the aggregate materials used in mortars and concretes, is an alternative of the rationalization of the discard of this material and preservation of the environment. For the use of waste of the porcelain insulators in the civil construction, it is needed to grind them in grinders, similar to great and tiny common aggregates. This work studied concrete and mortar portions with gradual substitutions of ground insulators, comparing some of its properties with reference features done with common aggregates. For each feature were studied the mechanical properties, the working, the cure and the durability. Because of the porcelain insulators have similar characteristics to the common aggregates after the grind, their use in mortar and concretes for the feature patterns and types of cure performed, substituting partially the aggregates, it was quite satisfactory mainly when the substituted aggregate was the small aggregate. Keywords: porcelain waste, alternative materials, recycling, concrete, electric insulator. ix

LISTA DE FIGURAS Página Figura 1.1 Isoladores de porcelana descartados na zona rural... 6 Figura 1.2 Isoladores de porcelana jogados em terrenos baldios após a retirada da ferragem de seu interior... 7 Figura 1.3 Isoladores de porcelana descartados no leito do rio... 8 Figura 2.1 Isoladores de apoio para subestações (a) e redes de distribuição (b)... 26 Figura 2.2 Isoladores de suspensão... 26 Figura 2.3 Triângulo de composição da porcelana... 27 Figura 2.4 Cilindro rotativo horizontal (a) e massa já prensada (b)... 28 Figura 2.5 Massa de porcelana de isoladores tipo suporte e torneação... 29 Figura 2.6 Processo de fabricação de isoladores de disco... 29 Figura 4.1 Areia comum (a) e porcelana miúda (b)... 57 Figura 4.2 Distribuição granulométrica agregados miúdos... 58 Figura 4.3 Brita 0 (a) e brita 1(b)... 59 Figura 4.4 Porcelana graúda utilizada (a) e sua forma lamelar (b)... 59 Figura 4.5 Distribuição granulométrica agregados graúdos... 60 Figura 5.1 Abatimento traço referência (a) e traço AG 75 (b)... 72 Figura 5.2 Penetrômetro (a) e penetração (b)... 73 Figura 5.3 Início e fim de pega... 74 Figura 6.1 Resistência à penetração (NBR NM 9:2003)... 84 Figura 6.2 Resistência à compressão simples Agregado miúdo cura úmida... 85 Figura 6.3 Evolução resistência à compressão simples Agregado miúdo Cura úmida... 86 Figura 6.4 Tipos de ruptura: cônica (a) e cônica e cisalhada (b)... 87 Figura 6.5 Resistência à compressão simples Agregado miúdo cura ar livre... 88 Figura 6.6 Evolução resistência à compressão simples Agregado miúdo Cura ar livre... 89 Figura 6.7 Corpos-de-prova fissurados (a) e após a ruptura (b)... 90 Figura 6.8 Resistência à compressão diametral Agregado miúdo... 91 Figura 6.9 Corpos-de-prova de cura ao ar livre (a) e cura úmida (b)... 92 Figura 6.10 Esquema do equipamento para ensaio de tração na flexão... 93 Figura 6.11 Resistência à tração na flexão Agregado miúdo... 94 Figura 6.12 Corpos-de-prova de cura ao ar livre (a) e cura úmida (b)... 94 Figura 6.13 Módulo de elasticidade Agregado miúdo cura úmida... 95 Figura 6.14 Evolução módulo de elasticidade Agregado miúdo cura úmida... 96 Figura 6.15 Comparação módulo de elasticidade Agregado miúdo cura úmida... 97 Figura 6.16 Módulo de elasticidade Agregado miúdo cura ao ar livre... 98 x

Figura 6.17 Evolução módulo de elasticidade Agregado miúdo cura ao ar livre... 99 Figura 6.18 Ruptura ar livre (a) e úmida (b) após ensaios de deformação... 99 Figura 6.19 Comparação módulo de elasticidade Agregado miúdo cura ao ar livre... 100 Figura 6.20 Comparação resistência/módulo Agregado miúdo 7 dias... 101 Figura 6.21 Comparação resistência/módulo Agregado miúdo 28 dias... 101 Figura 6.22 Corpos-de-prova rompidos para medição da ascensão capilar... 102 Figura 6.23 Total de água absorvida por capilaridade Agregado miúdo... 103 Figura 6.24 Capilaridade Agregado miúdo... 105 Figura 6.25 Altura capilar Agregado miúdo... 106 Figura 6.26 Corpos-de-prova de cura ao ar livre (a) e de cura úmida (b)... 107 Figura 6.27 Resistência à compressão simples Agregado graúdo cura úmida... 108 Figura 6.28 Evolução resistência à compressão simples Agregado graúdo cura úmida... 109 Figura 6.29 Tipos de ruptura: cônica (a) e esfarelamento (b)... 110 Figura 6.30 Desprendimento da porcelana (a) e da face vidrada (b)... 111 Figura 6.31 Resistência à compressão simples Agregado graúdo cura ar livre... 112 Figura 6.32 Evolução resistência à compressão simples Agregado graúdo cura ao ar livre... 113 Figura 6.33 Corpos-de-prova rompidos (a) e detalhe da ruptura cisalhada (b)... 114 Figura 6.34 Resistência à compressão diametral Agregado graúdo... 115 Figura 6.35 Corpos-de-prova de cura ao ar livre (a) e cura úmida (b)... 116 Figura 6.36 Resistência à tração na flexão Agregado graúdo... 117 Figura 6.37 Corpos-de-prova rompidos (a) e detalhe contorno da porcelana (b)... 118 Figura 6.38 Módulo de elasticidade Agregado graúdo cura úmida... 119 Figura 6.39 Evolução módulo de elasticidade Agregado graúdo cura úmida... 120 Figura 6.40 Comparação módulo de elasticidade Agregado graúdo cura úmida... 120 Figura 6.41 Módulo de elasticidade Agregado graúdo cura ao ar livre... 121 Figura 6.42 Evolução módulo de elasticidade Agregado graúdo cura ao ar livre... 122 Figura 6.43 Ruptura cisalhada cura ao ar livre (a) e cônica cura úmida (b)... 123 Figura 6.44 Comparação módulo de elasticidade Agregado graúdo cura ao ar... 123 Figura 6.45 Comparação resistência/módulo Agregado graúdo 7 dias... 124 Figura 6.46 Comparação resistência/módulo Agregado graúdo 28 dias... 124 Figura 6.47 Total de água absorvida por capilaridade Agregado graúdo... 125 Figura 6.48 Corpos-de-prova após ensaio de capilaridade, traço AG 50 U (a) e AG 100 U (b)... 126 Figura 6.49 Capilaridade Agregado graúdo... 128 Figura 6.50 Altura capilar Agregado graúdo... 129 Figura 6.51 Corpos-de-prova de cura ao ar livre (a) e de cura úmida (b)... 130 Figura 6.52 Resistência à compressão simples Argamassa do concreto... 131 Figura 6.53 Evolução resistência à compressão simples Argamassa do concreto... 133 Figura 6.54 Ruptura do tipo cônica e cisalhada nas argamassas... 133 Figura 6.55 Total de água absorvida por capilaridade Argamassa do concreto... 135 Figura 6.56 Capilaridade Argamassa do concreto... 135 Figura 6.57 Altura capilar Argamassa do concreto... 136 xi

LISTA DE TABELAS Página Tabela 2.1 Dados setoriais Isoladores de porcelana... 14 Tabela 3.1 Características dos agregados... 42 Tabela 3.2 Propriedades mecânicas do concreto fresco e endurecido... 43 Tabela 4.1 Ensaios físicos cimento CP V ARI... 56 Tabela 4.2 Ensaios químicos cimento CP V ARI... 56 Tabela 4.3 Distribuição granulométrica agregados miúdos... 57 Tabela 4.4 Ensaios físicos agregados miúdos... 58 Tabela 4.5 Distribuição granulométrica agregados graúdos... 60 Tabela 4.6 Ensaios físicos agregados graúdos... 61 Tabela 4.7 Quantidades de materiais (kg) para o traço 1: 2: 1,5: 1,5: 0,47... 63 Tabela 4.8 Quantidades de materiais para cada dosagem 0,090 m³ de concreto... 63 Tabela 4.9 Quantidades materiais (kg) Substituição agregado miúdo... 65 Tabela 4.10 Quantidades materiais (kg) Substituição agregado graúdo... 65 Tabela 5.1 Valores ensaio de abatimento... 71 Tabela 5.2 Tempo decorrido de início e fim de pega... 74 Tabela 5.3 Resultados ensaios substituição agregado miúdo (areia) cura úmida... 76 Tabela 5.4 Comparação resultados traços agregado miúdo/referência cura úmida... 76 Tabela 5.5 Resultados ensaios substituição agregado miúdo (areia) cura ar livre... 77 Tabela 5.6 Comparação resultados traços agregado miúdo/referência cura ao ar livre... 77 Tabela 5.7 Resultados ensaios substituição agregado graúdo (brita 1) cura úmida... 78 Tabela 5.8 Comparação resultados traços agregado graúdo/referência cura úmida... 78 Tabela 5.9 Resultados ensaios substituição agregado graúdo (brita 1) cura ar livre... 79 Tabela 5.10 Comparação resultados traços agregado graúdo/referência cura ao ar livre... 79 Tabela 5.11 Resultados ensaios argamassa do concreto... 80 Tabela 5.12 Comparação resultados argamassa do concreto/referência... 81 Tabela 6.1 Absorção por capilaridade Agregado miúdo... 103 Tabela 6.2 Absorção por capilaridade Agregado graúdo... 125 Tabela 6.3 Absorção por capilaridade Argamassa do concreto... 134. Tabela 7.1 Custo mensal moagem isolador de porcelana... 138 Tabela 7.2 Valores agregados comuns e isoladores de porcelana moídos... 139 xii

SUMÁRIO CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO... 1 1.1 APRESENTAÇÃO... 1 1.2 A QUESTÃO DO LIXO DA CONSTRUÇÃO CIVIL... 2 1.3 GESTÃO DE RESÍDUOS... 9 1.4 OBJETIVOS... 10 1.4.1 Objetivo Geral... 10 1.4.2 Objetivo Específico... 10 CAPÍTULO 2: AGREGADOS CERÂMICOS... 13 2.1 O SETOR CERAMISTA... 13 2.2 PROPRIEDADES DAS CERÂMICAS... 16 2.2.1 Histórico da Cerâmica... 16 2.2.2 Matérias-Primas... 17 2.2.2.1 Argila... 18 2.2.2.2 Caulim... 20 2.2.2.3 Feldspato... 21 2.2.2.4 Quartzo... 21 2.2.3 Propriedades das Cerâmicas Vermelhas... 22 2.2.4 Propriedades das Cerâmicas Brancas... 23 2.3 ISOLADORES ELÉTRICOS DE PORCELANA... 25 2.3.1 Definições... 25 2.3.2 Composição Química... 26 2.3.3 Processo de Fabricação... 28 2.3.4 Classificação quanto à reciclagem e reutilização dos isoladores de porcelana... 30 CAPÍTULO 3: CONCRETO E ARGAMASSAS COM MATERIAIS ALTERNATIVOS... 31 3.1 MATERIAIS ALTERNATIVOS... 31 3.2 A RECICLAGEM... 32 3.3 CONCRETO E ARGAMASSA COM PORCELANA... 34 3.3.1 Concreto com Porcelana... 34 3.3.2 Argamassa com Porcelana... 44 3.4 CONCRETO E ARGAMASSA COM CERÂMICA... 46 xiii

3.4.1 Concreto com Cerâmica... 46 3.4.2 Argamassa com Cerâmica... 48 3.5 CONCRETO E ARGAMASSA COM RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD)... 50 3.5.1 Concreto com RCD... 50 3.4.2 Argamassa com RCD... 51 3.5 ATIVIDADE POZOLÂNICA DAS CERÂMICAS... 52 CAPÍTULO 4: METODOLOGIA EXPERIMENTAL... 55 4.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS... 55 4.1.1 Cimento... 55 4.1.2 Agregados Miúdos... 56 4.1.3 Agregados Graúdos... 59 4.2 METODOLOGIA DOS ENSAIOS COM CONCRETO... 62 4.2.1 Determinação do Traço... 62 4.2.2 Descrição das Séries de Ensaios... 63 4.2.2.1 Concreto com Isolador de Porcelana Moído... 63 4.2.2.2 Argamassa do Concreto... 65 4.2.3 Moldagem dos Corpos-de-prova... 66 4.2.3.1 Concreto com Isolador de Porcelana Moído... 66 4.2.3.2 Argamassa do Concreto... 67 4.3 ENSAIOS COM CONCRETO... 68 4.3.1 Concreto no Estado Fresco... 68 4.3.2 Concreto no Estado Endurecido: Ensaios Mecânicos... 68 4.4 ENSAIOS COM ARGAMASSA DO CONCRETO... 69 CAPÍTULO 5: RESULTADOS DOS ENSAIOS... 71 5.1 CONCRETO NO ESTADO FRESCO... 71 5.1.1 Ensaio de Abatimento... 71 5.1.2 Ensaio de Início e Fim de Pega... 72 5.2 CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO... 75 5.2.1 Substituição Agregado Miúdo... 76 5.2.2 Substituição Agregado Graúdo... 78 5.3 ARGAMASSA DO CONCRETO... 80 CAPÍTULO 6: RESULTADOS DOS ENSAIOS... 83 6.1 CONCRETO NO ESTADO FRESCO... 83 6.1.1 Ensaio de Abatimento... 83 6.1.2 Ensaio de Início e Fim de Pega... 83 6.2 CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO... 85 6.2.1 Substituição Agregado Miúdo... 85 6.2.1.1 Resistência à compressão simples... 85 6.2.1.2 Resistência à compressão diametral... 90 6.2.1.3 Resistência à tração na flexão... 92 xiv

6.2.1.4 Módulo de elasticidade... 95 6.2.1.5 Ensaios de capilaridade... 102 6.2.2 Substituição Agregado Graúdo... 107 6.2.2.1 Resistência à compressão simples... 107 6.2.2.2 Resistência à compressão diametral... 114 6.2.2.3 Resistência à tração na flexão... 117 6.2.2.4 Módulo de elasticidade... 118 6.2.2.5 Ensaios de capilaridade... 125 6.3 ARGAMASSA DO CONCRETO... 131 6.3.1 Resistência à Compressão Simples... 131 6.3.2 Ensaios de Capilaridade... 134 CAPÍTULO 7: VIABILIDADE ECONÔMICA... 137 CAPÍTULO 8: CONCLUSÕES... 141 8.1 CONCRETO COM PORCELANA... 141 8.1.1 Substituição do Agregado Miúdo... 141 8.1.2 Substituição do Agregado Graúdo... 142 8.2 ARGAMASSA DO CONCRETO... 144 8.3 CONTINUIDADE DA PESQUISA... 145 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 147 xv

CAPÍTULO 1: INTRODUÇÃO 1.1 APRESENTAÇÃO O recente crescimento, com pouco mais de cinco décadas, da população residente em zonas urbanas no Brasil provocou uma grande expansão imobiliária em quase todas as regiões nacionais. Este avanço foi nas áreas residencial, industrial e comercial, causando grandes impactos nas indústrias de base da construção civil. Assim, o que mais causa transtornos para a sociedade é a questão referente à quantidade de lixo e resíduos gerados pela população em geral, e também a falta de locais apropriados para seu descarte, comprometendo áreas de preservação ambiental e de mananciais, além de haver poucos programas de reciclagem e reuso destes resíduos. A produção anual brasileira de isoladores elétricos de porcelana é da ordem de 30.000 toneladas, e só a perda de material fica em torno de 10% do total produzido. Além desta perda, há os isoladores inservíveis, cujo descarte pela concessionária elétrica da região de Campinas gira em torno de 25 toneladas ao mês. Todo este material é descartado no lixo, segundo dados da própria concessionária. Com uma metodologia de reciclagem de isoladores elétricos de porcelana para uso em concretos e argamassas, em substituição aos agregados, poderá haver redução da extração dos agregados comumente empregados nos concretos e argamassas, além de uma destinação mais nobre para os resíduos deste material, diminuindo sobremaneira o volume nos depósitos de lixo. 1

1.2 A QUESTÃO DO LIXO DA CONSTRUÇÃO CIVIL Ao se falar em resíduos o primeiro pensamento que vem a cabeça são os descartes da construção, os materiais de demolição, os chamados entulhos das caçambas espalhadas pelo Brasil afora. Mas não são só estes entulhos que são gerados com a especulação urbana brasileira, por exemplo. Para se construir uma usina hidrelétrica de concreto compactado com rolo são efetuadas inicialmente inúmeras pistas de concreto compactado com rolo para a aceitação ou não do traço de concreto a ser usado, que após o uso são descartadas. O aumento das cidades resultou em um maior número de veículos nas ruas levando a uma degradação mais rápida do pavimento asfáltico, pavimento este que ao ser trocado não possui local apropriado para despejo. Um fator que merece destaque na questão do reuso são os materiais descartados pelo controle de qualidade das indústrias, descartes que podem chegar até a 30% do total produzido, englobando todos os materiais de construção como o poste de iluminação de concreto da rua até o vidro das esquadrias, todos os setores possuem uma dada perda. Todo este descarte gerado, seja durante o processo de fabricação, no teste de qualidade do material ou a troca deste por outro mais moderno e de melhor qualidade resulta em entulhos que, em muitas de nossas cidades, são dispostos desordenadamente em áreas de proteção ambiental e de mananciais acarretando danos irreversíveis para a natureza. 2

Pode ocorrer a obstrução de canais e nascentes de água; destruição da mata ciliar de rios e córregos; proliferação de animais nocivos a saúde humana, pois estes entulhos formam abrigos ideais para sua reprodução, entre tantos outros danos ao ambiente. Este entulho, gerado na construção civil ou nas indústrias, em inúmeras cidades é levado para aterros sanitários, que além de ser o processo mais antigo é também o que demanda menores gastos financeiros com sua implantação e manutenção. Esses descartes em muitos casos são depositados conjuntamente com o lixo doméstico produzido, podendo gerar vários problemas ambientais. No próprio aterro sanitário os entulhos são empregados para recobrir a camada de lixo, com o propósito de evitar a exalação de odores desagradáveis (FELLENBERG, 1980). A criação do Estatuto das Cidades, Lei Federal nº 10.257 (BRASIL, 2001), promulgada em 10/07/2001, determinou novas e importantes diretrizes para o desenvolvimento sustentado dos aglomerados urbanos no País. Este estatuto prevê a necessidade de proteção e preservação do meio ambiente natural e construído, com uma justa distribuição dos benefícios e ônus decorrentes da urbanização, exigindo que os municípios adotem políticas setoriais articuladas e sintonizadas com o seu Plano Diretor. Uma dessas políticas setoriais, que pode ser destacada, é a que trata da gestão dos resíduos sólidos. A aprovação da Resolução nº 307, de 05/07/2002, (BRASIL, 2002), pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA, definiu as responsabilidades e deveres, tornando obrigatória em todos os municípios do país e no Distrito Federal a implantação pelo poder público local de Planos Integrados de Gerenciamento dos Resíduos da Construção Civil, como forma de eliminar os impactos ambientais decorrentes do descontrole das atividades relacionadas à geração, transporte e destinação desses materiais. A Resolução 307 também determina para os geradores a adoção, sempre que possível, de medidas que minimizem a geração de resíduos e sua reutilização ou reciclagem; ou, quando 3

for inviável, que eles sejam reservados de forma segregada para posterior utilização (CAIXA, 2005). Após a publicação da Resolução 307 do CONAMA a sociedade passou a tratar melhor da disposição destes materiais. Entretanto, esta resolução se apega aos resíduos gerados durante a obra de construção, mas que perfeitamente pode ser estendida para os materiais descartados durante o processo fabril. As disposições irregulares, geralmente em grande número, resultam na maioria das vezes de pequenas obras ou reformas realizadas pelas camadas da população urbana mais carente de recursos, por processos de autoconstrução, e que não dispõem de recursos financeiros para a contratação dos agentes coletores formais que atuam no setor. Os principais danos são, segundo SindusCon-SP (2005): - Degradação das áreas de manancial e de proteção permanente; - Proliferação de agentes transmissores de doenças; - Assoreamento de rios e córregos; - Obstrução dos sistemas de drenagem: piscinões, sarjetas, galerias entre outros; - Ocupação de vias e logradouros públicos por resíduos, gerando problemas na circulação de pessoas e veículos, degradando a paisagem urbana; - Existência e acúmulo de resíduos que podem gerar riscos por sua periculosidade, e; - Colocação em risco da estabilidade de encostas e comprometimento da drenagem urbana. Há municípios que com a intenção de diminuir um pouco destes impactos recolhem e transportam por conta própria os resíduos até um aterro municipal. Isto gera uma acomodação dos munícipes, pois estes não irão se conscientizar da importância da reciclagem e da reutilização dos entulhos, visto que são atendidos pela coleta pública municipal. É importante destacar ainda que, com grande freqüência, as disposições descontroladas dos entulhos provocam o lançamento clandestino de outros tipos de resíduos não inertes, de origem doméstica e industrial, acelerando a degradação ambiental e tornando ainda mais 4

complexa e cara a possibilidade de sua recuperação futura (CAIXA, 2005; SINDUSCON-SP, 2005). A indústria cerâmica que engloba desde o tijolo cerâmico, passando pelos revestimentos e louças sanitárias atingindo os isoladores elétricos de porcelana, possui um elevado descarte de material durante sua fabricação e transporte, e também por sua substituição durante os períodos de manutenção previstos. Novamente chega-se a questão da disposição desta cerâmica e devido à inexistência de políticas públicas que disciplinam e ordenam os fluxos da destinação dos resíduos nas cidades, ligada ao descompromisso dos geradores tanto no manejo como na destinação dos resíduos, ocasionam danos muitas vezes irreversíveis, como o número significativo de áreas degradadas, na forma de bota-foras clandestinos ou de disposições irregulares. O descarte dos isoladores elétricos de porcelana na natureza é fator preocupante tanto para seus fabricantes como para a sociedade como um todo, pois pode-se observar que sua disposição ocorre em todo e qualquer ambiente. Nota-se que muitas vezes estes isoladores são descartados em meio a entulhos de construção, figuras 1.1 e 1.2, em terrenos baldios e estradas rurais. Entretanto, apesar de ser um material cerâmico, alguns isoladores podem conter em seu interior materiais nocivos ao ambiente. Outro ponto importante é que estes isoladores são muitas vezes quebrados para a retirada da ferragem que há em seu interior, material este de fácil e boa venda, tendo o corpo de cerâmica descartado na natureza até com restos deste ferro. Esta prática é mais comum em empresas compradoras de sucatas elétricas e transformadores usados em geral. 5

Figura 1.1 Isoladores de porcelana descartados na zona rural. 6

Figura 1.2 Isoladores de porcelana descartados em terrenos baldios após a retirada da ferragem de seu interior. Outro local de descarte para estes isoladores são os rios, pois pressupõem, os responsáveis por esta ação, que ao descartar estas peças no leito do rio, as águas se encarregarão de levá-las a um local distante, passando a responsabilidade para outra localidade, fato este não constado na figura 1.3, pois como estes isoladores são materiais de elevada massa, necessita-se de forte correnteza para sua descida rio abaixo. 7