Influência da teor de resíduos da construçÃo civil na fabricaçÃo de blocos sem funçÃo estrutural



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Anais do 45º Congresso Brasileiro de Cerâmica 200140

30 de maio a 2 de junho de 2001 - Florianópolis – SC



INFLUÊNCIA DO TEOR DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL NA FABRICAÇÃO DE BLOCOS SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL

Rodrigues, A. W. B. *; Brasileiro, M. I. *; Oliveira, D. F. ***, ; Patricio, S. M. R. **; Carvalho,J.B.Q.;**; Neves, G. A. *; Silva, M. C*** e Melo, A. B. **.

Av. Aprígio Veloso, 882, Cidade Universitária - 58109-970, Campina Grande - Paraíba. Fone: (083) 310.1182 Fax: (083) 310.1179,

e-mail: djane@deq.ufpb.br, gelmires@dema.ufpb.br, claudia@dema.ufpb.br, solange@dec.ufpb.br, aluisiom@cgnet.com.br

Universidade Federal da Paraíba/CCT - , Dep. de Materiais* , Dep. Engenharia Civil **, Doutorandos em Engenharia de Processos*** e Universidade Estadual da Paraíba.


RESUMO

Este trabalho apresenta resultados preliminares sobre a pesquisa utilizando materiais alternativos, objetivando a avaliação das propriedades dos resíduos da construção civil e seus congêneres. A idéia é aproveitar os entulhos como insumo/agregado na fabricação de tijolos e blocos, sem função estrutural, contribuindo para a redução de custos da construção civil e para preservação ambiental. Inicialmente, caracterizou-se a amostra de entulho através de análises térmica diferencial, química e granulométrica. Os ensaios tecnológicos foram mensurados a partir de blocos confeccionados, utilizando o traço 1:3 (em volume) composto com diversos percentuais entre os agregados (areia: entulho). As datas para a realização dos ensaios levam em conta o período de cura de 28dias, 60dias e 90 dias. Após análise dos resultados, em geral, verificou-se que as composições com a presença de 30% a 50% de resíduos da construção civil obtiveram os maiores ganhos de resistência à compressão simples, quando comparados a amostras convencionais.


Palavras-Chave: blocos, desempenho mecânico, resíduos.

INTRODUÇÃO

Os materiais provenientes de demolições e do desperdício dos processos construtivos em vigor respondem por uma significativa parcela dos resíduos sólidos gerados no espaço urbano. Portanto, é necessário que a construção civil aprimore a sua forma de trabalho e que os órgãos públicos adotem medidas de incentivo aos construtores para que utilizem soluções para este tipo de resíduo. Desta forma assim será possível amenizar um dos problemas graves já na atualidade, qual seja, espaço físico para a disposição de todo o entulho gerado pela construção civil. Diante destes fatos, diversos pesquisadores têm procurado desenvolver trabalhos que propiciem a reutilização de sobras de materiais da construção civil e restos de demolições para uso, por exemplo, em argamassas de assentamento e/ou revestimento, para a confecção de blocos com e sem função estrutural etc. A importância da reutilização destes resíduos está relacionada à demanda e ao preço dos materiais convencionais, atualmente praticados na construção civil, na medida em que ela pode contribuir para redução dos custos de construção.

No Brasil algumas cidades, por exemplo, São Paulo, Belo Horizonte e Londrina já possuem usinas de reciclagem que utilizam entulho da construção civil como agregados graúdos para estabilização de bases e sub-bases de obras rodoviárias ou como agregado miúdo para a produção de blocos de vedação. Em Campina Grande no Estado da Paraíba, alguns pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba integrantes do grupo de pesquisa (GEARES) têm estudado a possibilidade de reutilização e reciclagem de resíduos sólidos gerados pela construção civil, desde o início da década de 90. Com base nestes estudos diversos trabalhos têm sido publicados, inclusive algumas dissertações de mestrado. Atualmente, uma tese de doutorado está sendo desenvolvida na UFPB, enfatizando a durabilidade de produtos elaborados com estes resíduos (1), (2), (3), (4), e (5).

O presente trabalho resume uma parte das pesquisas realizadas, o qual contém um estudo comparativo entre os blocos convencionais (cimento e areia) e os blocos alternativos (cimento, areia e entulho). O objetivo foi avaliar as propriedades dos entulhos para que se possa aproveitá-los, com segurança, como insumo/agregado na fabricação de tijolos e blocos, sem função estrutural. As avaliações consistem de análise térmica diferencial, DRX, análise química e ensaio granulométrico, sendo este último realizado também para a areia. Os ensaios de absorção de água e resistência à compressão simples realizados a partir de blocos confeccionados, utilizando diversos percentuais entre os agregados (areia: entulho) completam a avaliação, nessa etapa da pesquisa. Com isso, espera-se contribuir para minimizar os custos da construção civil e reduzir o negativo impacto ambiental provocado pela deposição inadequada de entulhos no espaço urbano.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL


Para realização do estudo experimental foram utilizados alguns materiais que detalhados a seguir. Apresentam-se também os ensaios de caracterização e tecnológica implementados no presente estudo.

MATERIAIS

Cimento


Foi empregado cimento do tipo CP II F 32, da marca Zebu, adquirido no comércio de Campina grande – PB.

Entulho

Foram coletadas cerca de 20 amostras (800 kg) proveniente de algumas obras em construção (prédio de apartamento em fase de fechamento, com tijolos cerâmicos) na cidade de Campina Grande – PB. As amostras foram trituradas em britador de mandíbula e peneirada em malha No 8 (2,4 mm). As amostras beneficiadas continham basicamente resíduos de argamassas e de cerâmica vermelha (tijolos), em proporções praticamente iguais.



Areia

Foi utilizada como agregado miúdo uma areia, proveniente do rio Paraíba, que foi submetida a ensaio de peneiramento, em malha No 4 (4,8 mm), segundo a Norma NBR – 5734 (6), da ABNT. Apresentou módulo de finura 2,6 e diâmetro máximo de 4,8mm, de acordo com a Norma NBR- 7217, da ABNT(7).



Água

Foi usada água potável, oriunda do sistema de abastecimento de Campina Grande, fornecida pela Companhia de Água e Esgotos da Paraíba, CAGEPA.


ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO

Análise Química

A análise química para a amostra do entulho foi realizada segundo método convencional utilizado pelo Laboratório de Análises Minerais do CCT/PRAI-UFPB(9).



Análise Térmogravimétrica (ATG)

As curvas de ATG e as derivadas correspondentes (DTG) para a amostra de entulho foram obtidas pelo sistema no Laboratório de Análise Térmica do Departamento de Engenharia de Materiais da UFPB – CAMPUS II;



Análise Granulométrica

As amostras de areia e entulho foram analisadas segundo Normas da ABNT MB 7139(10).



Absorção

O ensaio de absorção foi realizado com amostras a partir dos blocos produzidos e foi determinada segundo a Norma NBR 10836/, ABNT(11), para cada composição (areia + entulho) e tempo de cura estudado. Os resultados foram obtidos das médias de pedaços retirados do bloco original, levando em conta uma massa não inferior a 10% das massas iniciais dos blocos.

ENSAIOS TECNOLÓGICOS

Confecção dos Blocos

Foram preparados blocos convencionais e alternativos (com entulho), utilizando o traço 1:3 (cimento +agregado) em volume, variando o percentual de entulho (de 30% a 80%) em substituição a areia. A relação água/cimento (a/c) foi determinada segundo a Norma NBR 13276, da ABNT(12). Observa-se que ela aumenta de acordo com o aumento da percentagem de entulho incorporado na dosagem, conforme apresentado na Tabela 01. Após a moldagem dos blocos (39cm x 19cm x 20cm), que foi efetuada de acordo com a Norma NBR- 7186, da ABNT(13), os mesmos foram submetidos a cura úmida por períodos de 28dias, 60dias e 90 dias, que são as idades de controle adaptados para a realização dos ensaios tecnológicos.


TABELA 01 - Variação da relação água/cimento (a/c), em função do aumento do teor de entulho incorporado no traço 1:3, considerando a mesma trabalhabilidade.









Teor de entulho incorporado (%)




convencional

30

40

50

60

70

80

100

relação a/c

0,38

0,40

0,42

0,44

0,45

0,46

0,56

0,67

Resistência à Compressão Simples - (fc)

É a propriedade inerente aos materiais de possuir um estado de consolidação interna capaz de suportar esforços mecânicos que podem estar sujeitos por tensões de compressão, tração e cisalhamento. Após o período de cura, foi mensurado a resistência à compressão simples dos blocos, determinados segundo as Normas NBR – 7184, da ABNT(14), para o traço estudado. Os resultados apresentados foram obtidos das médias de três corpos-de-prova individuais, considerando o desvio relativo máximo de ± 10 %. Os valores são fornecidos em MPa, com aproximação de centésimos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Ensaios de Caracterização



Composição Química

A Tabela 02 apresenta a composição química do entulho.

TABELA 02 – Composição química do entulho


Óxidos

PR

SiO2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

Na2O

K2O

%

10,54

60,40

2,32

20,36

2,28

1,35

0,27

2,48

Observando os valores acima pode-se verificar que o entulho apresentou um teor de SiO2 superior a 55 % e de Al2O3 acima de 17 %, o que indica provável atividade pozolânica.

Análise Granulométrica

A Tabela 03 apresenta a análise granulométrica do entulho e da areia.

TABELA 03 – Análise Granulométrica dos agregados


Rial

% material retido




1.2 mm

0.6 mm

0.3 mm

0.15 mm

Areia

-

29

76

96

Entulho

-

24

58

86

Observando os valores contidos na Tabela 2, verifica-se que o entulho apresenta uma distribuição de tamanho de grãos que o classifica como agregado miúdo fino. Em relação a areia observa-se que ela possui diâmetro máximo 1.2mm e módulo de finura 2,6.
Massa Unitária

A Tabela 04 apresenta as massas unitárias do cimento, areia e entulho.

TABELA 04 – Massa Unitária dos Componentes das Argamassas


Componentes

(g/cm3)

cimento

1,15

areia

1,48

entulho

1,25

Observa-se através da Tabela 04 que a massa unitária do entulho é inferior a massa unitária da areia.



Absorção

Os resultados de absorção serão apresentados nas Figuras 01, 02 e 03, respectivamente para as três idades de controle (28 dias, 60 dias e 90 dias).


Figura I: Resistência a Compressão simples do traço 1:3 com tempo de cura de 28 dias.



FIGURA 02 - Absorção versus teor de entulho incorporado no traço 1:3, na idade de 60 dias.



FIGURA 03 - Absorção versus teor de entulho incorporado no traço 1:3, na idade de 90 dias

Através das Figuras anteriores pode-se observar que a propriedade de absorção de água foi pouco afetada com a incorporação do entulho nos percentuais estudados para confecção dos blocos. Todos os valores encontram-se dentro dos limites (entre 10% e 20%) estabelecidos pela Norma NBR 1083 da ABNT(11). Considerando o teor de entulho substituindo 100% a areia e a idade de controle de 28 dias, verificou-se um acréscimo na absorção de água, atingindo valores superiores a 25%. Este fenômeno deve estar relacionado com a maior presença de vazios nas amostras, em função dos resíduos das argamassas ainda presentes no entulho após ser beneficiado.

Composição Mineralógica

Termogravimetria

As curvas de ATG e DTG do entulho estudado estão apresentadas na Figura 04. Observa-se pequena perda de massa, entre 40oC e 100oC, referente à evaporação das águas livre e adsorvida aos grãos do entulho. A pequena perda de massa observada, em torno de 380oC, provavelmente, deve-se a desidroxilação da brucita (Mg(OH)2). A presença de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) não foi confirmada. A perda de massa mais acentuada ocorre a 710oC e corresponde à decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3), sugerindo grande quantidade de material carbonatado na amostra.

O Difratograma do entulho estudado está apresentado na Figura 05. De acordo com o resultado obtido, verifica-se que o entulho é composto principalmente por - quartzo, carbonato de cálcio e hidróxido de magnésio (brucita), que são os principais componentes de argamassa mista (cimento: cal:areia) presente no entulho. Mais uma vez, não se detectou a presença de Ca(OH)2 (portlandita) na amostra ensaiada.

Por outro lado, como se sabe, o entulho em estudo é composto principalmente de elementos cerâmicos vermelhos demolidos que geralmente apresentam a metacaulinita em sua composição. Tal fase é amorfa e, por conseqüência, não apresenta picos de difração no DRX. De qualquer forma, é possível que essa fase esteja presente, considerando que ela é a principal responsável pela atividade pozolânica do entulho.








FIGURA 04: Curva de análise termogravimétrica da amostra de resíduo da construção civil.

FIGURA 05: Difratograma de raios-X da amostra de entulho.

As Figuras 06, 07, 08 e 09 apresentam os resultados da variação da resistência à compressão simples, em função dos teores de entulho incorporados.




FIGURA 06 - Resistência a Compressão simples versus teor de entulho incorporado no traço 1:3, na idade de 28 dias.

FIGURA 07 - Resistência a Compressão simples versus teor de entulho incorporado no traço 1:3, na idade de 60 dias.

FIGURA 08 - Resistência a Compressão simples versus teor de entulho incorporado no traço 1:3, na idade de 90 dias


FIGURA 09 - Evolução da resistência a compressão simples ao longo do tempo de cura, em função do teor de entulho incorporado no traço 1:3.

Na idade de 28 dias (Figura 060 todos os valores de resistência à compressão dos blocos alternativos foram maiores do que o valor obtido para o bloco convencional, apesar deste último ter menor relação a/c; na idade de 90 dias (Figura 08), no entanto, apenas as composições com teor de entulho incorporado entre 30% e 40%, obtiveram valores de resistência mecânica superiores aos blocos convencionais; as composições com a presença de 30%, 40% e 50% de entulho obtiveram os maiores ganhos de resistência à compressão simples (>2MPa), quando comparados às amostras convencionais, sugerindo boa atividade pozolânica (Figura 09). Os blocos com incorporação de 30% e 40% de entulho obtiveram resistência máxima já aos 28 dias (>2MPa), ao contrario do que ocorreu para os demais teores de incorporação de resíduo em que houve ainda crescimento da resistência mecânica no intervalo entre 28 dias e 90 dias.



Os resultados sugerem que o efeito da atividade pozolânica, associado às idades mais avançadas, foi preponderante quando o teor de entulho incorporado ficou entre 30% e 50%, a partir desse percentual o efeito negativo, devido ao aumento da relação a/c, foi determinante no decréscimo da resistência mecânica final (90dias).
CONCLUSÕES

Baseado nos resultados obtidos, pode–se concluir que:


  • os resultados dos ensaios de absorção realizados com os blocos alternativos, para todos os teores de entulho incorporados, demonstraram desempenho satisfatório dentro dos parâmetros normalizados. O aumento do teor de entulho incorporado foi acompanhado pelo aumento da relação água/cimento necessária para a moldagem dos blocos alternativos, devido a maior demanda por água provocada pela presença do entulho;

  • os ensaios de caracterização de comportamento mecânico evidenciam que os resíduos da construção civil, avaliados neste trabalho, apresentam comportamento adequados para serem utilizados na confecção de blocos sem função estrutural, destacando os teores de entulho incorporado entre 30% e 50%. Há evidências de que a atividade pozolânica do material estudado justificaria o aumento da resistência mecânica nas idades mais avançadas, superando o efeito negativo da maior relação água/cimento que ocorre com o aumento de teor de entulho incorporado nas amostras. Estudos mais específicos estão em fase de desenvolvimento para avaliar as evidências desse efeito pozolânico.

Finalmente a equipe de pesquisa, que desenvolveu o presente trabalho afirma que a pesquisa global não está somente em desenvolver alternativas para a reciclagem no processo da construção civil, mas principalmente pela contribuição de poder reduzir a atividade poluidora (deposição inadequada de entulhos), que ocasiona devastador impacto ambiental.
REFERÊNCIAS

  1. S. M.LEVY., Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 1997.

  2. S.E.ZORDAN., Dissertação de Mestrado, Faculdade de Engenharia Civil da Universidade Estadual de Campinas - São Paulo, 1997.

  3. E.S.ARAUJO., G.A.NEVES.; H.C.FERREIRA.; Anais do 13o CEBCIMAT, dezembro de 1998, Curitiba-PR.

  4. S. M.LEVY; Dissertação de Mestrado, Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 1997.

  5. , E. S. ARAUJO., G. A. NEVES.; H. C. FERREIRA., Anais do 13o CEBCIMAT, dezembro de 1998, Curitiba-PR.

  6. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR – 05734 (1988).

  7. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7217, (1987).

  8. Laboratório de Análises Minerais, Método de Análise Química, CCT/PRAI/UFPB/Campina Grande, 1977.

  9. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7251, (1982).

  10. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, MB 7139, (1997).

  11. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas,NBR 10836, (1989).

  12. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 13276, (1995).

  13. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 7186, (1982).

  14. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, Blocos Vazados de Concreto Simples Para Alvenaria – Determinação da Resistência á Compressão – Método de Ensaio, NBR 7184, (1994).

ABSTRACT


This work is related with the studies of alternative materials, More specifically the evaluation of the properties of the residues from civil construction and correlate to the fabrication of bricks and blocks, without structural function. This work is also related with reduction of the coast of civil construction and preservation of environment. The sample was characterized by thermal diferencial analysis, chemical analysis and grain size. Technological teste were done winth blocks by using several percentages of sand and residue. The period of cure of the sample was 28, 60 and. The results show that, in general, compositions of 30% to 50% of residue from civil construction present simple compression, strength greater than conventional sample.
keys word: blocks, waste and residues.

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