UtilizaçÃo do entulho da construçÃo civil: dosagem para confecçÃo de blocos estruturais de concreto



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Anais do 47º
Congresso Brasileiro de Cerâmica

Proceedings of the 47th Annual Meeting of the Brazilian Ceramic Society

15-18/junho/2003 – João Pessoa - PB - Brasil



UTILIZAÇÃO DO ENTULHO DA CONSTRUÇÃO CIVIL: DOSAGEM PARA CONFECÇÃO DE BLOCOS ESTRUTURAIS DE CONCRETO

D. F. de Oliveira, V. S. Santos, F. O. Q. Junior, C. A. S. de Farias, A. B. de Melo, J. B. Q. de Carvalho, H. L. Lira; G. A. Neves

UFCG/CCT/DEC/DEMa – Av. Aprígio Veloso, 882 – Campina Grande – PB

Fone: (083) 310-1183 - Fax (083) 310-1388

58.109-970 – Campina Grande – PB

e-mail: djaneufcg@yahoo.com.br

RESUMO
A reciclagem do entulho representa vantagens sócio-econômicas e ambientais, tais como: economia na aquisição de matéria-prima; diminuição da poluição gerada pelo entulho; e a preservação das reservas naturais de matéria-prima. Neste trabalho, são apresentados resultados obtidos da aplicação de uma metodologia prática para o estudo de dosagem na elaboração de blocos estruturais de concreto com aproveitamento de entulho da construção civil. Considerando o processo de fabricação de pré-moldados, que requer consistência seca para as misturas, o estudo de dosagem dá maior importância à definição do teor ideal de água nos traços avaliados. Os ensaios foram realizados variando a relação água/cimento e a substituição de agregados naturais por entulho, nas proporções: 0%, 30%, 60%, 100%. Observa-se que o grau de compactação durante a fabricação dos blocos é fundamental para a definição de suas propriedades físicas-mecânicas; Este grau de compactação é influenciado diretamente pela umidade da mistura e pelas condições de moldagem.


Palavras-chave: reciclagem, entulho, concreto, bloco, dosagem.t

INTRODUÇÃO

Em busca de materiais alternativos para a construção civil, os países subdesenvolvidos têm desenvolvido estudos sobre a reciclagem de materiais a fim de reduzir os custos das obras. A reciclagem de resíduos de edificações tem obtido resultados positivos que justificam os investimentos em novas tecnologias e tem se disseminado com rapidez em vários países desenvolvidos e subdesenvolvidos, destacando-se entre eles: França, Japão, Itália, Alemanha e Brasil (1), (2).

Do ponto de vista técnico, as possibilidades de reciclar o entulho varia de acordo com sua composição. Uma das vantagens da reutilização do entulho diz respeito à substituição, em grande parte, dos agregados naturais empregados na produção de concreto, blocos e base de pavimento, além da não ocupação de espaço em aterros sanitários (3).

As principais aplicações do entulho na construção civil estão associadas ao uso direto em aterros, preenchimento de vazios em construções ou bota-foras. O entulho pode também ser beneficiado para ser utilizado como agregado em concretos, em pavimentos rodoviários, em peças pré-moldadas ou em argamassas.

As vantagens da reciclagem do entulho independente do uso que lhe for dado podem ser: economia na aquisição de matéria-prima, devido à substituição de materiais convencionais pelo entulho; diminuição da poluição gerada pelo entulho e de suas conseqüências negativas como enchentes e assoreamento de rios e córregos; e preservação das reservas naturais de matéria-prima (4).

O entulho processado pelas usinas de reciclagem pode ser utilizado como agregado para concreto estrutural e não estrutural, a partir da substituição dos agregados convencionais (areia e brita). Dessa forma, é possível a utilização de todos os componentes minerais do entulho (tijolos, argamassas, materiais cerâmicos, areia, pedras, etc.), sem a necessidade de separação de nenhum deles, podendo parte do material permanecer com granulométria graúdas, o que permite economia de energia no processo de moagem do entulho. Pode-se ter também melhorias no desempenho do concreto com entulho em relação ao concreto com agregados naturais, quando se utiliza baixo consumo de cimento (4).

O processo de beneficiamento do entulho consiste em triturar a fração mineral em britadores de impacto para utilizá-lo como agregado no concreto, em substituição simultânea à areia e à brita convencionalmente utilizadas. Normalmente, a quantidade de água nas misturas é superior devido à grande absorção do agregado proveniente do entulho (3).

Este trabalho faz parte de uma pesquisa mais ampla que está sendo desenvolvida na UFPB/CCT, a qual tem como objetivo avaliar a resistência mecânica e a absorção de água de blocos estruturais confeccionados com entulho da construção civil, considerando os parâmetros da ABNT (5). A idéia geral é utilizar os resíduos da construção civil em substituição de parte do agregado natural, de modo a produzir composições com vários teores de aproveitamento de entulho. Dessa forma, pretende-se contribuir para a redução do desperdício na construção civil e para a preservação do meio ambiente.



Nesta etapa, foi desenvolvido um estudo de dosagem para elaboração desses blocos. Considerando o processo de fabricação de pré-moldados, que requer consistência seca para misturas, este estudo de dosagem dá maior importância à definição do teor ideal de água nos traços avaliados. Os ensaios foram realizados variando a relação água/cimento (três para cada traço) e a substituição dos agregados naturais por entulho (0%, 30%, 60% e 100%).
METODOLOGIA
Para realização da pesquisa utilizaram-se os seguintes materiais, além da água potável fornecida pela concessionária local:

Cimento Portland: adotou-se o tipo CP II Z 32 da marca Zebu, facilmente encontrado no comércio local (Campina Grande/PB). A massa específica é 2,94g/cm3 e o Blaine é 3.845cm²/g. Outras características desse cimento são apresentadas na Tabela 1.




Especificação

Resultado (%)

Perda ao Fogo

 6,5

6,14

SiO2

-

21,19

Al2O3

-

7,12

Fe2O3

-

2,17

CaO

-

27,30

MgO

 6,5

4,69

SO3

 4,0

2,35

CaO livre

-

1,24

Resíduo Insolúvel

 16,0

8,05

Finura Malha nº 200

 12,0

3,8
Tabela 1 – Caracterização do Cimento Portland CP II Z 32 utilizado nessa pesquisa. Fonte: CIMEPAR
Agregados Naturais: como agregado miúdo, procurou-se usar uma areia natural (Rio Paraíba) que tivesse granulométria média e um teor de material fino adequado, ou seja, que fornecesse melhor acabamento nos pré-moldados fabricados. Para isso, buscou-se obter um teor não inferior a 50% de material retido nas peneiras de malha (#) 0,15mm e 0,30mm. A partir do ensaio de granulométria obteve-se diâmetro máximo (Dmáx) igual a 2,4mm e módulo de finura (MF) igual a 2,24. Como agregado graúdo utilizou-se o pedrisco (Dmáx=9,5mm, MF=5,03) que foi escolhido a partir de algumas amostras obtidas nas pedreiras locais, sendo importante que o mesmo não tivesse muito pó depositado nas partículas.

Entulho: o entulho da construção civil utilizado neste estudo foi proveniente de obras de edificações de Campina Grande/PB. Considerando a variabilidade do agregado de entulho em função de sua origem (demolição, reforma ou construção), decidiu-se trabalhar apenas com entulho de construção. Para isso, foram coletadas amostras de entulho de edifício residencial, com 12 pavimentos, padrão “A”, que tinha estrutura executada em concreto armado e a vedação dos vãos com tijolos cerâmicos de 8 furos, seguido de revestimento argamassado internamente (as áreas molhadas com revestimento cerâmico) e revestimento cerâmico nas fachadas. O entulho coletado representa o resíduo gerado na fase intermediária entre elevação de alvenaria nos pavimentos e aplicação de acabamento externo. Na Tabela 2 ver-se a composição do entulho avaliado neste trabalho.
Tabela 2 – Composição do Entulho

Componente Reciclado

%

Cerâmica

49,21

Argamassa

39,41

Concreto

6,17

Pedras

4,73

Cerâmica Polida

0,17

Outros

0,31

O beneficiamento do resíduo consistiu em triturar algumas porções para produzir agregado alternativo de modo a obter uma granulometria com Dmáx=9,5mm. Nessa etapa, foi estudada a alternativa mais otimizada de aproveitamento do entulho sem retirar a parte miúda, como forma de reduzir os custos de beneficiamento do resíduo. Assim, foram feitas substituições do total de agregados nas dosagens pelo entulho triturado, com apenas a limitação de que o diâmetro máximo (Dmáx) do agregado de entulho deveria ser igual ao Dmáx do agregado graúdo natural (pedrisco). Dessa forma, as substituições foram estabelecidas como sendo 0%, 30%, 60% e 100% em relação à massa total dos agregados naturais (areia e pedrisco). A proporção entre os dois agregados naturais (areia e pedrisco) sempre permaneceu na relação de 50%, determinada experimentalmente como a mistura mais compacta entre os agregados secos.

Foi estabelecido o traço 1:4 para moldar amostras com concreto convencional (sem entulho) e com concreto alternativo (com 30%, 60% e 100% de entulho) para obtenção de blocos estruturais.

Para a determinação da relação água/cimento ideal de cada composição (com respectivos teores entulho), foram realizados ensaios variando-se a relação a/c (três para cada traço).

Para cada relação a/c foram moldados 3 (três) blocos, sendo que foram determinadas as suas respectivas massas e resistências à compressão simples (fc). Observou-se também o critério do teste da mão (que consiste em formar com as mãos um “bolo” que mantivesse sua forma inalterada ao abrir a mão) e a presença dos veios d´água nos blocos logo após a moldagem.

Os blocos foram moldados em máquinas do tipo vibro prensa, com precisão de 0,5mm e tempo de vibração em 30 segundos, pois nestas máquinas não há conjugação de vibração com prensagem. O bloco com função estrutural tem dimensões 39cm x 19cm x 20cm (comprimento, largura e altura, respectivamente).

Durante a preparação da massa foram tomados alguns cuidados para que ela fosse utilizada no período máximo de 30 minutos. Procurou-se também evitar que ela ficasse exposta à ação do sol e do vento, pois é necessário evitar a evaporação da água na mistura. A falta de água trará prejuízos a hidratação dos grãos de cimento e conseqüentemente ao ganho de resistência à compressão ao longo do tempo.

Logo após a moldagem dos blocos, eles foram colocados em câmara úmida com temperatura T=23ºC e umidade relativa UR>95%, onde permaneceram por aproximadamente 24 horas. Após este período, os blocos foram imersos em tanques com água, dando continuidade ao regime de cura até as respectivas idades de controle.

Após retirar os blocos do tanque de imersão, estes foram capeados com uma pasta composta de cimento e água, procurando-se obter no bloco superfícies bem planas antes de ser submetido aos ensaios de fc (resistência à compressão simples). A superfície plana é importante para evitar concentração de carga sobre o bloco durante o ensaio, o que traria prejuízos aos resultados.

Os ensaios de resistência à compressão simples (fc) foram realizados no Laboratório de Solos I do DEC-CCT-UFPB de acordo com a Norma [6], para cada traço e idade de cura estudado.


RESULTADOS
Os resultados dos ensaios de resistência à compressão simples para cada relação água/cimento e cada composição dos blocos estruturais (traço 1:4) estão apresentados nas Figuras 1, 2, 3 e 4.

Figura 1 – Teste para os Blocos Convencionais (0% de Entulho)


Figura 2 – Teste para os Blocos com 30% de Entulho Incorporado


Figura 3 – Teste para os Blocos com 60% de Entulho Incorporado


Figura 4 – Teste para os Blocos com 100% de Entulho Incorporado


Observando as Figura 1, 2, 3 e 4, percebe-se, em todas as composições, que o aumento da quantidade de água utilizada na moldagem provocou um aumento significativo da resistência à compressão simples (fc). Verifica-se também que todas as composições com a relação água/cimento ideal (maior valor de fC) atenderam as exigências da Norma (5) (fC  4,5 MPa para os estruturais) com sete dias de cura.

Constata-se que o aumento da proporção de entulho na mistura provocou um aumento da relação água/cimento para todas as composições.

Observou-se que as maiores resistências (com a relação a/c ótima) ocorreram nos traços que apresentavam 30% e 60% de entulho em substituição aos agregados naturais.
Observação: as resistências à compressão simples não apresentadas em algumas figuras se devem ao fato da moldagem não ter sido possível com a respectiva relação água/cimento.

CONCLUSÕES

Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que:




  1. O ganho de resistência com o aumento da quantidade de água é provocado pelo o aumento do grau de compactação (que depende da energia de compactação da máquina utilizada na moldagem). No entanto, o aumento da quantidade de água resultará, a partir de um certo ponto, na queda da resistência à compressão simples (fc), desta forma, o gráfico da resistência fc em função da relação a/c, assemelha-se a uma parábola, aumentando até uma relação a/c ótima e a partir daí diminuindo. Neste estudo não foi possível verificar o comportamento parabólico desta curva, pois aumentou–se a relação a/c até que não fosse possível moldar os blocos na máquina vibro prensa utilizada.




  1. O aumento do teor de entulho provocou o aumento da relação a/c devido à presença de materiais de alta absorção no mesmo, tais como: argamassa moída, material cerâmico, etc.



  1. Todos os blocos, moldados com a relação a/c ideal, apresentaram resultados aceitáveis pela Norma (5) aos sete dias de cura.




  1. As maiores resistências (com a relação a/c ótima) nos traços que apresentavam 30% e 60% de entulho em substituição aos agregados naturais se devem, provavelmente, à preponderância de um melhor arranjo granulométrico entre os elementos destas composições.



REFERÊNCIAS


  1. CINCOTTO, M. A. Mineração e Mecanismo de Ativação e Reação das Pozolanas de Argilas Calcinadas, Dissertação de Mestrado, Instituto de Geo Ciência da USP, São Paulo, 1989.

  2. PINTO, T. P. Utilização de Resíduos de Construção. Estudo do uso de Argamassas, São Carlos, 1994. Dissertação de Mestrado - Escola de Engenharia de São Carlos, 148p, Departamento de Arquitetura e Planejamento. Universidade São Paulo.

  3. JOHN, V. M., AGOPYAN, V. & PRADO, T. A. Durabilidade de Compósitos de Cimentos e Fibras Vegetais. III Seminário Internacional Durabilidade de Materiais, Componentes e Estruturas. PCC-USP São Paulo, Julho/1997.

  4. Zordan, S. E. Entulho da Industria da Construção Civil, www.reciclagem.pcc.usp.br.

  5. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, Bloco Vazado de Concreto Simples para Alvenaria Estrutural – Especificação, NBR 6136 (1994).

  6. ABNT. Blocos Vazados de Concreto Simples Para Alvenaria – Determinação da Resistência a Compressão, NBR 7184 (1991).


USE OF THE DUMP OF THE BUILDING SITE: DOSAGEM FOR MAKING OF STRUCTURAL BLOCKS OF CONCRETE

ABSTRACT

The re-use of the dump represents socioeconomic advantages and you adapt, such as: economy in the raw material acquisition; decrease of the pollution generated by the dump; and the preservation of the natural reservations of raw material. In this work, obtained results of the application of a practical methodology are presented for the dosagem study in the elaboration of structural blocks of concrete with use of dump of the building site. Considering the process of production of prefabricated concrete blocks, that it requests dry consistence for the mixtures, the dosagem study gives larger importance to the definition of the ideal tenor of water in the appraised lines. The rehearsals were accomplished varying the relationship água/cimento and the substitution of natural attachés for dump, in the proportions: 0%, 30%, 60%, and 100%. It is observed that the compactação degree during the production of the blocks is fundamental for the definition of your properties physics-mechanics. This compactação degree is influenced directly by the humidity of the mixture and for the molding conditions.




Word-key: re-use, waste materials, concrete, block, dosagem.

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