Baixe Efeitos da Substituição de Aggregados por Resíduos de Construção Civil em Argamassa e outras Teses (TCC) em PDF para Engenharia Civil, somente na Docsity!
Estudo dos efeitos da substituição dos agregados por resíduos de
construção civil para fins de produção de blocos de argamassa
Study of the effects of the replacement of aggregates by civil construction waste for the purpose of the production of argamassa blocks
Vitória Cibelly Rufino Pereira (1); Manoel Martins dos Santos Filho (2); Diego da Silva Lima (3)
(1) Graduanda em Engenharia Civil, Instituto Federal de Alagoas (IFAL) - Campus Maceió. (2) Professor Doutor do Instituto Federal de Alagoas - Campus Maceió; (3) Servidor do Instituto Federal de Alagoas – Campus Maceió; Av. do Ferroviário, 530 – Centro, Maceió-AL, CEP 57020-
Resumo
Mediante a real situação que o setor da construção civil enfrenta com problemas ambientais devido falta de investimento em deposições adequadas para o tratamento dos seus próprios resíduos, como também a falta de recursos naturais que atendam a grande demanda de obras vigentes no Brasil e no mundo, esta pesquisa busca avaliar a incorporação dos agregados provenientes da construção e demolição (RCD) em blocos de argamassa. Neste estudo será usado resíduos de classe A provenientes de concreto e alvenaria que serão conduzidos a uma substituição parcial do agregado natural, tomadas como referências: 0%; 25%; 50%; 75% e 100%. Assim, a avalição consiste a partir da produção de 12 corpos de prova para cada porcentagem de concentração apresentada, em comparação com o corpo de prova de argamassa convencional. O agregado reciclado aplicado na produção das argamassas seguiu faixas granulométricas semelhantes às da areia natural, a fim de não interferir na avaliação dos resultados da análise. Os corpos de prova avaliados foram produzidos com o traço de 1:3 e submetidos a ensaios de: resistência a compressão; inspeção de dimensões; espessura e taxa de absorção de água. O tempo de cura adotado foi de 7, 14 e 28 dias, e os resultados médio de resistência à compressão obtidos aos 28 dias foram de: 18,12Mpa com 25% substituição; 20,62 Mpa com 50% de substituição; 13,33 Mpa com 75% de substituição e 11 Mpa com 100% de substituição. Palavras-Chave: Problemas Ambientais; Resíduo e Blocos de Argamassa.
Abstract
Due to the real situation that the construction industry faces with environmental problems due to lack of investment in adequate depositions for the treatment of its own waste, as well as the lack of natural resources that meet the great demand of works in force in Brazil and in the world, this research tries to evaluate the incorporation of the aggregates coming from the construction and demolition (RCD) in blocks of mortar. In this study will be used class A waste from concrete and masonry that will be led to a partial replacement of the natural aggregate, taken as references: 0%; 25%; 50%; 75% and 100%. Thus, the evaluation consists of the production of 12 specimens for each concentration percentage presented in comparison with the standard mortar specimen. The recycled aggregate applied in the production of the mortars followed grain sizes similar to those of natural sand, in order not to interfere in the evaluation of the results of the analysis. The evaluated specimens were produced with a 1: 3 trace and submitted to tests of: compressive strength; inspection of dimensions; thickness and rate of water absorption. The healing time adopted was 7, 14 and 28 days, and the average results of compressive strength obtained at 28 days were: 18.12 Mpa with 25% replacement; 20. Mpa with 50% substitution; 13.33 Mpa with 75% substitution and 11 Mpa with 100% substitution. Since the intention is the analysis in blocks of mortar, from the results obtained by the specimens, M-10 block, whose dimension is: 9cm x 19cm x 39cm and the second tests, NBR 6136, were produced. Keywords: Environmental Problems; Residue and Mortar Blocks.
1 Introdução
Nos últimos anos, os resíduos da construção civil têm se destacado pelo grande volume coletado diariamente nas grandes cidades, fruto do desperdício e falta de gerenciamento ambiental nas obras de construção civil do Brasil. Esse é um falto real da nação e que não condiz com as diretrizes estabelecidas pela Resolução 307/2004 do Conama (Conselho Nacional do Meio Ambiente) onde destacam-se que: os geradores deverão ter como objetivo prioritário, a não geração de resíduos e, secundariamente, a redução, a reutilização, a reciclagem e a destinação final. Além disso, desde Julho de 2004, os resíduos da construção civil não podem ser dispostos em aterros de resíduos domiciliares, em áreas de “bota fora”, em encostas, corpos d’água, lotes vagos e áreas protegidas por lei. Deverão constar no Programa Municipal de Gerenciamento de Resíduos da Construção Civil, com obrigatoriedade de elaboração pelos municípios e Distrito Federal, o incentivo e a reinserção dos resíduos reutilizáveis ou reciclados no ciclo produtivo. De acordo com uma pesquisa realizada pelo site Educamundo (2017), vários países, como Finlândia, Áustria, Suécia, Inglaterra, Bélgica, Dinamarca e Holanda têm se dedicado a reciclagem do RCD, atingindo um desempenho de até 80% de resíduo reciclado. O Brasil, por exemplo, tem sido uma calamidade quanto à gestão desses resíduos promovidos na construção civil, pois eles correspondem a uma média de 40 a 60% do lixo urbano em todo território nacional. Fato que pode ser analisado pelo levantamento apresentado por Salsa (2009) “Salvador com índice de 60% de produção de resíduos da construção civil; Goiânia (GO) e Porto Alegre (RS) com 55%; além de Belo Horizonte com 45%”. Ademais segundo Diagnóstico dos Resíduos Sólidos da Construção Civil (2012) elaborado pelo IPEA a região Nordeste é a segunda maior produtora de RCD antecedida somente pela região Sudeste. Os resíduos da construção civil são classificados segundo a Resolução nº 307 (2002) do CONAMA em:
Classe A: Agregados reciclados: concreto, alvenaria e entre outros; Classe B: Reciclados ou encaminhados a armazenamento temporário: plástico, papéis, metais, etc; Classe C: Destinados em conformidade com normas específicas, gesso, por exemplo; Classe D: Destinados em conformidades específicas, perigosos: tintas, solventes e industriais. A partir dos argumentos supracitados, esta pesquisa disponibiliza a sociedade uma alternativa para a redução de custos no processo de fabricação de blocos de argamassa, que é um dos pontos destacados por Alcântara (2005). “Os entulhos gerados na construção civil acarretam o aumento do custo final das construções e custos de remoção e tratamento. A reciclagem visa não apenas reduzir os custos monetários, mas também preservar os recursos naturais, além de diminuir áreas de contaminação, já que há falta de lugares adequados ou soluções que absorvam esta demanda de produção.”. Além da demonstração da viabilidade técnica da aplicação do RCC nos blocos.
na composição de 3 amostras. A quantidade de aditivo utilizado para cada substituição adotada está apresentada na Tabela 2, onde para o traço de referência foi usado 0,2% de aditivo sobre a quantidade de cimento incorporado na argamassa produzida.
Tabela 2 – Percentual de aditivo utilizado na fabricação das amostras. (Autores (2019))
Produzidos os corpos-de-prova conforme a NBR 5738:2015, foi promovido uma análise de resistência à compressão, análise dimensional e ensaio de absorção de água por imersão, em seguida, calculado: o índice de vazios, massa específica da argamassa, rendimento, consumo de cimento, índice de ar e teor de ar. As normas utilizadas como base para os ensaios e cálculos seguem na Tabela 3.
3.2 Materiais
3.2.1 Cimento
Neste trabalho foi usado o Cimento Portland CP II – Z – 32 fabricado segundo NBR 11578:1991. Adquirido em loja de construção civil, na cidade de Maceió-AL, em sacos de 50 kg. Corresponde a um dos tipos de cimentos mais consumido no Brasil, conta na sua composição com cerca de 6% a 14% de material pozolânico. É atualmente aplicado em diversas atividades desde as estruturas de concreto armado até argamassas de assentamento e revestimento, além de concreto para pavimentos.
3.2.2 Agregado miúdo – Areia natural
TRAÇO (^) NATURAL (%)AGREGADO RECICLADO (%)^ AGREGADO^ QUANTIDADE DE ADITIVO (%)
01:
100 -^ 0,
75 25 0,
50 50 0, 25
25 75 0, 25
DETERMINAÇÕES NORMAS PARA ENSAIO Compressão de corpos-de-prova cilíndricos. NBR 5739:19^94 Determinação da absorção de água por imersão - Índice de vazios e massa específica.
NBR 9778 :
Determinação da massa específica, do rendimento e do tear de ar pela método gravimétrico.
NBR 9833:
Tabela 3 – Normas utilizadas para os ensaios com corpos de prova. (Autores (2019))
Utilizou-se areia lavada fornecida ao Instituto Federal de Alagoas, pela empresa MJF Pereira Comércio de Materiais de Construções Eirele. Segue na Tabela 4 e na Figura 1 os resultados da sua caracterização.
Tabela 4 – Caracterização do Agregado Miúdo Natural – NBR 7211:2005. (Autores (2019))
Figura 1 – Curva Granulométrica do Agregado Miúdo Natural. (Autores (2019))
3.2.3 Agregado miúdo – RCC
Peneira (mm)
Porcentagem Retida (%)
Porcentagem Acumulada (%)
Porcentagem Passante (%)
Limites da NBR 7211 (% Acumulada)
4,75 3,82 3,82 96,14 0 - 11
2,36 0,82 4,64 95,32 0 - 25a
1,18 26,4 31,04 68,92 10a - 45a
0,6 46,56 77,6 22,36 41 - 65
0,3 16,42 94,02 5,94 70a - 92
0,15 4,33 98,35 1,61 90a - 100
FUNDO 1,61 99, 96 0 ZONA 3 TOTAL 99,96 (^) AREIA GROSSA DIÂMETRO MÁXIMO 4, MASSA INICIAL (g)
1000 g MÓDULO DE FINURA 3,
3.2.4 Água
Este material por mais simples que pareça é um dos mais essenciais na produção da argamassa, podendo interferir em grandes resultados, quanto a resistência e a durabilidade. Por isso, a água usada neste trabalho é a potável fornecida pelo abastecimento da Cidade de Maceió, pois se adequa as exigências estabelecidas pela NBR 15 900:2009.
4 Ensaios com os Agregados
Os materiais usados na produção da argamassa foram submetidos a ensaios no Laboratório de Materiais do Instituto Federal de Alagoas, afim de determinar os dados de referências para a pesquisa, estes resultados estão dispostos na Tabela 6, a massa específica tanto da areia, como do RCC foi determinada conforme a NBR NM 52:2003, para este procedimento foi adotado o método de preparação da amostra descrita no item 6, como também o procedimento no item 7 e aplicação dos cálculos no item 8 da mesma norma. No ensaio de determinação da massa unitária, estando o agregado no seu estado solto, segundo a NBR 7251:1982, foi usado um recipiente preenchido com água, onde os agregados foram lançados a partir duma altura de 10 a 12cm do topo do recipiente, tomando muito cuidado para não ocorrer a segregação da amostra. Haja vista, que o RCC é um material heterogêneo, por apresentar em sua composição uma variedade de distribuição dos materiais residuais, fez-se necessário avaliar o seu teor de umidade, assim esta propriedade foi analisada por dois métodos o Speedy, com a DNER-ME 052/94, e o método da estufa, com a NBR 6457:1986. Além disso, como parâmetro de composição dos materiais em estudo, foi realizado o ensaio para determinar o teor de material pulverulento (Materiais solúveis em água, com dimensão inferior a 0,075mm.), que atende a DNER-ME 266/97.
Tabela 6 – Dados de Referências dos Materiais. (Autores (2019)) DADOS DE REFERÊNCIA
Massa Específica
Areia (^) 2,342 g/cm³
RCC (^) 2,83 g/cm³
Massa Unitária
Areia (^) 1,45 kg/dm³
RCC (^) 1,32 kg/dm³
Teor de Umidade Estufa RCC^ 19,70%
Teor de Umidade Speedy RCC^ 19,47% em relação ao peso seco
Teor de Material Pulverulento
Areia (^) 1,00%
RCC (^) 6,04%
5 RCC no Bloco de Argamassa
O bloco de concreto simples seja de vedação ou estrutural são regidos pela NBR 6136:1994 que estabelecem os critérios necessários para serem avaliados nesta pesquisa. O processo de fabricação do bloco de argamassa consiste em uma mistura conhecida como “farofa” úmida, moldagem, vibração, prensagem e cura. O traço determinado para análise proporcionou esta textura na massa e os resultados serão posteriormente apresentados. Após a verificação do comportamento do RCC na massa através dos corpos de prova, foi feita uma análise, por meio da moldagem de blocos M – 10, cuja dimensão é: 9cm x 19cm x 39cm, no laboratório de materiais do Instituto Federal de Alagoas, contudo o processo de fabricação foi totalmente manual, pela falta de uma máquina vibro prensa, fato que não proporcionou uma energia de adensamento desejada. Estes blocos foram submetidos a cura úmida por 28 dias. Na Figura 3 pode ser visualizado um dos blocos de argamassa produzidos.
Figura 3– Bloco de argamassa após moldagem. (Autora (2019))
6 Resultados Obtidos
Para a análise dos resultados, foi tomada a argamassa em estado fresco para a determinação do consumo de cimento e em estado endurecido para a análise dimensional; ensaio de absorção de água e resistência a compressão.
6.1 Consumo de Cimento
Este ensaio foi realizado segundo a NBR 9833:2008, e busca analisar a taxa de cimento que foi incorporado por m³ para cada percentual utilizado na massa produzida. Para os cálculos necessários foi aplicada a equação 1 apresentada a seguir:
𝐶: consumo de cimento (kg/m³);
(Equação 1)
DP: Desvio-padrão; Xi: Posição numérica; Ma: média aritmética; N: quantidade de dados.
Tabela 7 – Análise dimensional dos corpos-de-prova. (Autores (2019))
6.3 Ensaio de Compressão
Este ensaio têm o objetivo de avaliar a resistência de um material, ou seja, fazer uma medida quantitativa da capacidade de suportar cargas. Para isso foi utilizada uma prensa elétrica disposta no laboratório de materiais do Instituto Federal de Alagoas e aplicada a NBR 5739:1994. Dessa forma foi avaliado a resistência para diferentes percentual de substituição fazendo relações com o desempenho do traço de referência (0% de substituição). E na figura 8, figura 9 e figura 10, pode ser analisado os resultados.
Figura 8 – Resistência a Compressão – 25% e 50% de RCC. (Autores (2019))
Média Análise Dimensional
Grandezas 0% 25% 50% 75% 100%
Massa (g) 438,38 435,79 433,36 416,28 408,
Diâmetro (cm) 50,1 50,159 50,09 50,07 50,
Comprimento (cm) 100,72 101,32 101,38 101,33 101,
0 5 10 15 20 25
7 dias
14 dias
28 dias
Resistência a Compressão (Mpa)
Tempo de Cura
7 dias 14 dias 28 dias Resistência Média (Mpa) 15,22^ 10,14^ 20,
R E S I S T Ê N C I A A C O M P R E S S Ã O
- 5 0 % D E R C C
0 5 10 15 20
7 dias
14 dias
28 dias
Resistência a Compressão (Mpa)
Tempo de Cura
7 dias 14 dias 28 dias Resistência Média (Mpa) 12,84^ 14,81^ 18,
R E S I S T Ê N C I A A C O M P R E S S Ã O - 2 5 % D E R C C
Figura 9 – Resistência a Compressão – 75% e 100% de RCC. (Autores (2019))
Figura 10-Resistência à compressão – 0% de RCC. (Autores (2019))
Observa-se que a resistência à compressão na substituição de 25% e 50% com cura de 7 dias e 28 dias têm resultados mais próximos dos apresentados pela amostra de referência. Os resultados de resistência expostos a cima refletem o fato do RCC ser constituído por diferentes materiais, podendo assim, reagir diferente, conforme o acréscimo da sua concentração na mistura da argamassa. Além disso, paralelo a análise dos resultados da resistência, foi desenvolvido um estudo dos tipos de ruptura que os corpos de prova comprimidos sofreram, de acordo com a NBR 5739:1994, haja vista que, se os resultados da resistência a compressão apresentados por um mesmo exemplar (corpo de prova) obter uma dispersão significativa, estes moldes podem ser identificados e descartados, por erro de moldagem. A conclusão deste estudo pode ser avaliada pela figura 11.
0 5 10 15
7 dias
14 dias
28 dias
Resistência a Compressão (Mpa)
Tempo de Cura
7 dias 14 dias 28 dias Resistência Média (Mpa) 4,82^ 4,88^ 11,
R E S I S T Ê N C I A A C O M P R E S S Ã O
- 1 0 0 % D E R C C
0 5 10 15
7 dias
14 dias
28 dias
Resistência a Compressão (Mpa)
Tempo de Cura
7 dias 14 dias 28 dias Resistência Média (Mpa) 7,835^ 5,21^ 13,
R E S I S T Ê N C I A A C O M P R E S S Ã O - 7 5 % D E R C C
0 5 10 15 20 25
7 dias
14 dias
28 dias
Resistência a Compressão (Mpa)
Tempo de Cura
7 dias 14 dias 28 dias Resistência Média (Mpa) 11,46^ 14,82^ 19,
R E S I S T Ê N C I A A C O M P R E S S Ã O - 0 % D E R C C
Figura 12 -Taxa média de Absorção. (Autores (2019))
Tabela 8 – Propriedades físicas das amostras avaliadas no ensaio de absorção. (Autores (2019))
ANÁLISE DAS AMOSTRAS PARA O ENSAIO DE ABSORÇÃO DE ÁGUA
RCC (%)
ÍNDICE DE VAZIOS (%)
MASSA ESPECÍFICA DA AMOSTRA SECA
MASSA ESPECÍFICA DA AMOSTRA SATURADA 0% 15,68 1,91 2,
25% 16,9 1,84 2,
50% 16,8 1,85 2,
75% 19,9 1,8 2
100% 23,5 1,7 1,
Como apresentado na figura 12 e na tabela 8, o aumento da taxa de índice de vazios proporcionou nas amostras um aumento na absorção de água. Fato preocupante para materiais aplicados na Construção Civil, eventualmente para blocos que sofrem ação das intempéries, pois o acúmulo excessivo de água no material pode comprometer a sua durabilidade. Contudo, a NBR 9778:1987 estabelece que a absorção de água máxima permitida é de 10%. Logo, pelo estudo do ensaio de absorção desta pesquisa, demonstra- se que somente os traços com 25% e 50% de substituição satisfazem a norma.
7 Conclusão
A substituição do agregado natural pelo resíduo da construção civil (RCC) mostrou-se uma alternativa viável para a área da Construção Civil, baseados em ensaios granulométricos dos agregados, consumo de cimento, no estado fresco, e resistência a compressão no estado seco dos corpos-de-prova. Pode-se observar a proximidade dos resultados e valores maiores quanto aos resultados do referencial (0% de substituição). Vale ressaltar que foram as composições com 25% e 50% de substituição pelo RCC que garantiram nos corpos-de-prova uma maior resistência aos 28 dias com 18,12Mpa e 20, Mpa, respectivamente. Além disso os resultados foram maiores aos 7 dias de cura com relação ao traço de referência e também para 25% e 50% de substituição. Haja vista a heterogeneidade do material trabalhado nesta pesquisa foi indispensável a realização de ensaio granulométrico de cada material coletado, mas não é um fato que lhe torna descartável, e sim devido as suas semelhanças aos resultados do referencial, mostra a sua capacidade em substituir o agregado natural, que está se tornando tão escasso na nação brasileira. Contudo, os resultados da substituição de 75% e 100% não podem ser desprezados, pois eles obtiveram 13,32Mpa e 11,03Mpa de resistência a compressão aos 28 dias, respectivamente. Neste aspecto atendem também as normas estabelecidas pela NBR 6136:1994, que determina 4,5 Mpa como a menor resistência que um bloco estrutural pode apresentar.
Quanto aos resultados obtidos no ensaio de absorção de água, a norma estabelece uma absorção máxima de 10%, e segundo a taxa de absorção apresentada na figura 12, têm- se que a composição por 25% de RCC apresentou uma absorção média de 9,17% e os com 50% de RCC apresentou 9% de absorção de água, resultado positivo, pois mostra a viabilidade do acréscimo dos resíduos da construção civil na produção de argamassas para produção de blocos.
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