ENSAIO DOS CONSTITUINTES

O Ensaio das propriedades geométricas dos agregados, para a classificação dos constituintes de agregados grossos reciclados, foi realizado de acordo com a norma portuguesa NP EN 933 de novembro de 2011, que descreve o método para análise destes, a fim de identificar e estimar as proporções relativas dos seus materiais constituintes.

Adicionalmente levou-se em consideração as especificações do Laboratório Nacional de Engenharia Civil, E 474-2009, que diz respeito à utilização de materiais reciclados provenientes de resíduos de construção e demolição em aterro e camada de leito de infraestruturas de transporte.

Como descrito pela Norma Portuguesa em questão, o ensaio consiste na triagem manual das partículas de um provete de agregado grosso reciclado, de acordo com uma lista de constituintes.

A proporção de cada constituinte no provete é determinada e expressa em percentagem de massa, exceto a proporção das partículas flutuantes, a qual e expressa em volume de massa.

 Procedimento do Ensaio

Uma vez analisada a curva granulométrica do RCD, e verificado que a dimensão máxima do agregado em estudo é D<16mm, foi possível determinar a quantidade de RCD necessária para se fazer o estudo dos constituintes, de acordo com o Quadro 1 da NP 933-11 sobre a recomendação da massa dos provetes, onde, para uma dimensão máxima do agregado, inferior a 32 mm a massa mínima do provete de ensaio recomendada é de 20KG.

Foi preparada uma quantidade de 50Kg de material (Figura23), que foi totalmente seca em estufa a uma temperatura de 400C por um período de 24 horas. Uma vez que era impossível antever a presença de constituintes sensiveis a temperaturas elevadas (ex. betuminosos, material plástico, etc), após a secagem o material foi totalmente desterroado, e então esquartelado para separar o mínimo de 20Kg para o ensaio (Figura 24). O total de material separado para o ensaio foi chamado de M0.

Figura 23 - RCD no seu estado original

Figura 24 - Esquartelamento do RCD para seleção dos 20Kg necessários para o ensaio dos Constituintes

A massa M0, foi passada em peneiros de diâmetro 63mm e 4mm (Figura 25), o material retido no peneiro de 63mm é registado como M , mas como referenciado

anteriormente, o diâmetro máximo das partículas deste RCD era de 16mm. Logo, a massa M63 é igual a zero, a massa retida no peneiro de diâmetro 4 mm foi registada como M1 (Figura 26), e a massa passada no peneiro de 4 mm registada como M4 (Figura 27).

Ao se atender às especificações do LNEC E 474-2009 deve-se ter em consideração a fração <<Solo>> do material. A especificaçao do Laboratório Nacional de Engenharia Civil nao é clara quanto a abordagem que deve ser utilizada para a massa Solo, nem dá indicações sobre o material passado pelo peneiro de 4 mm, que neste caso corresponde a maior parte da amostra, as recomendações são de que se considere apenas o solo retido juntamente com as particulas grossas no peneiro de 4mm, aqui chamado de SL

Contudo, é de se ter em conta que o provete possui uma quantidade de solo superior a SL e que corresponde a maior parte da amostra, assim, optou-se por considerar solo toda massa passada pelo peneiro 4 mm. Este procedimento não corresponde a realidade, pois foi tido como critério de classificação apenas a granulometria do material, uma vez que existe uma dificuldade na separação do material passado pelo peneiro de 4 mm, e que é composto por cimento, frações de dimensões pequenas de cerâmica, de gesso e outros materiais além do solo. Esta massa foi designada de Ms (Massa de Solo).

Figura 26 - Material retido no peneiro de 4mm – M1

Figura 27 - Material passado pelo peneiro de 4mm – M4

Toda massa M1, foi submersa em água (Figura 28), e agitada de forma lenta e continua, de modo a lavar as partículas e libertar aquelas flutuantes, que por sua vez foram recolhidas e separadas para a determinação do respetivo volume em cm3. As partículas flutuantes foram secas com um pano limpo (Figura 29), e posteriormente submetidas numa proveta volumétrica (Figura 30), foi adicionada água à proveta até esta atingir o nível, depois com o auxilio de um embolo, as partículas foram totalmente submersas e o volume que estas ocuparam foi registado como VFL.

Figura 28 - Material retido no peneiro de 4mm submerso em água

Figura 30 - Determinação do volume das partículas flutuantes

Após separar as partículas flutuantes, o total do material lavado (não flutuante) foi passado novamente pelo peneiro de 4mm, para separar da água as partículas sólidas e denominado M2. Esta água utilizada para a lavagem, foi colocada para secar, uma vez que continha uma porção fina de solo que anteriormente à lavagem se encontrava basicamente em estado de pó, fixadas as partículas maiores, esta fração de solo foi denominada SL como já referido acima, e, irá somar com a massa Ms e M2, uma vez que esta última, de acordo com a NP EN 933, é igual à massa M1 menos as particulas flutuantes.

A especificação do LNEC, E474, na sua secção 4 refere que a massa do constituinte solo deverá fazer parte do conjunto designado por M2 (Figuras 31 e 32).

Figura 31 - Solo resultante do processo de lavagem do material retido no peneiro de 4 mm após o tempo de secagem

Figura 32 - Solo resultante do processo de lavagem do material retido no peneiro de 4 mm

A norma (EN 933) recomenda uma quantidade mínima de 1000 partículas como modo de facilitar a divisão, ou seja, propõe diminuir a quantidade de massa de M2, de acordo com o seu quadro 3, onde as indicações para um D<16mm é de 2 Kg de material, esta massa por sua vez vem registada como M3. Contudo, visando minimizar possíveis erros e/ou desvios nos valores foi decidido trabalhar com a quantidade completa de agregados de M2 após a lavagem, isto é, M2 menos a massa do solo resultante do processo de lavagem, logo M3= (M2 - SL - Particulas flutuantes).

Uma vez lavado e separadas as partículas flutuantes da massa M1, o material (agora denominado M3), voltou à estufa para ser seco novamente a uma temperatura de 400C por um período de 24 horas, e posteriormente separado, onde manualmente um a um os elementos foram selecionados tendo em conta o quadro 2 da NP-EN 933. (Figura 33).

Figura 33 - Triagem das partículas retidas no peneiro de 4mm

Tabela 16 - Descrição do tipo de constituinte consoante a sigla utilizada de acordo com quadro 2 da EN 933

Constituinte Descrição

Rc Betão, produtos de betão, argamassa, Blocos de betão de alvenaria

Ru Agregados não ligados, pedra natural, agregados tratados com ligantes hidráulicos

Rb Elementos cerâmicos de alvenaria (i. E tijolos e telhas) Blocos slico-calcários de alvenaria

Betão celular não flutuante Ra Materiais betuminosos

Rg Vidro

Rs Solos

X

Outros: Materiais coesivos (isto é, argila e solo)

Diversos: Metais(ferrosos e não ferrosos), madeira não flutuante, plástico e borracha Estuque

Após a triagem foi registada a massa de cada constituinte (Figura 34), a massa de cada um segue abaixo na Tabela 17.

Figura 34 - Constituintes separados de acordo com o quadro 2 da NP-EN 933

Tabela 17 - Valores obtidos através da pesagem dos constituintes do RCD Constituinte Massa [Gr] M0 20829,0 M1* 4361,0 M2** 3136,0 M3 3136,0 M4 16468,0 SL*** 1220,3 MRc 1308,6 MRu 641,3 MRb 932,3 MRa 70,6 MRg 77,6 X 70,0

*M1 contempla a massa de material retido no peneiro de 4mm, incluindo o SL, e as partículas flutuantes. **M2 contempla a massa do material retido no peneiro de 4mm, exceto as particulas flutuantes. ***SL – Solo resultante do processo de lavagem.

 Cálculos e Resultados

Para efeitos de cálculo foram realizadas duas abordagens, uma seguindo o método de cálculo sugerido pela norma NP EN 933 e com os valores apresentados na Tabela 17. A outra abordagem tem o cálculo adaptado para atender as indicacoes do LNEC (E-474).

Esta segunda abordagem foi necessária, uma vez que é preciso ter em conta a fracção solo, e considerou-se solo todo o material passado pelo peneiro de 4mm para além daquele resultante do processo de lavagem.

O modelo de cálculo que segue é o sugerido pela norma NP 933, e referente ao material retido no peneiro de 4mm.

Temperatura de secagem T= 40 0c M0 = 20829,0 g Retido no 63mm, M63 = 0 g Passado no 4mm, M4 = 16468,0 g Massa do provete, M1 = 4361,0 g Massa de Rs = 17688,3 g

Remanescente não flutuante M2 = 4356,3 g

Constituinte Volume, cm3 Proporcao, cm3/kg

FL VFL = 15,6 1000 x VFL/M1 = 4.97

Constituinte Massas [g] Proporcoes [%]

X Rc Ru Rb Ra Rg RSL* MX = 70,0 MRC = 1308,6 MRU = 641,3 MRB= 932,3 MRA = 70,6 MRG = 77,6 MSL* = 1220,3 100 x MX/ M1 = 1,61 100 x (M2/ M1) x (MRC/M3) = 29,97 100 x (M2/ M1) x (MRU/M3) = 14,69 100 x (M2/ M1) x (MRB/M3) = 21,36 100 x (M2/ M1) x (MRA/M3) = 1,62 100 x (M2/ M1) x (MRG/M3) = 1,77 100 x (MSL/M1) = 27,98 ∑P = 99,0 %

* Foi considerado a massa da fração de solo que anterior a lavagem se encontrava em um estado de pó, fixadas as partículas maiores, ou seja SL.

Obedecendo as especificações do LNEC a respeito da fracção solo do material, os cálculos foram adaptados, os valores correspondem a um percentual do total do provete.

É importante ter-se em conta que o percentual de solo no provete todo, é muito superior ao valor apresentado como sendo massa de solo nos cálculos indicados pela EN NP 933 para a classificação dos constituintes de agregados grossos reciclados.

Ao atender a E-474/2009, o material passado no peneiro de 4mm e mais a massa resultante do processo de lavagem das partículas retidas no peneiro de 4mm, foram considerado solo, perfazendo um valor de 17688,3 g de solo, que de acordo com o cálculo apresentado a seguir, corresponde a quase 85% da massa total do material utilizado para este ensaio.

Rs(%)= 100 x (Ms/M0**)  100 x (17688,3/20824,3**)  Rs = 84,94%

**Foi considerado todo o solo Ms, (ou seja, aquele passado no peneiro de 4mm e mais o solo resultante do processo de lavagem das partículas), tendo em conta toda a massa utilizada para o ensaio M0 menos a massa das partículas flutuantes.

Assim, faz-se necessário apresentar os novos valores obtidos ao se realizar esta abordagem para a fracção total do material e não apenas para aquela retida no peneiro de 4 mm considerada fracção grossa pela NP 933. Seguem os cálculos que atendem as especificações do LNEC E-474/2009.

Constituinte Massas [g] Proporcoes [%]

X Rc Ru Rb Ra Rg RS MX = 70,0 MRC = 1308,6 MRU = 641,3 MRB= 932,3 MRA = 70,6 MRG = 77,6 MS = 17688,3 100 x MX/ M0 = 0,34 100 x (MRC/M0**) = 6,28 100 x (MRU/M0**) = 3,08 100 x (MRB/M0**) = 4,48 100 x (MRA/M0**) = 0,34 100 x (MRG/M0**) = 0,37 100 x (MS/M0**) = 84,94 ∑P = 99,83 %

*Massa total de solo, resultante da lavagem e do material passado no peneiro de 4 mm

** massa M0 menos a massa das partículas flutuantes

Tabela 18 - Quadro de classificação dos materiais reciclados de acordo com E471 - 2009 do LNEC

Classe

Proporção dos constituintes (EN 12620:2002/A1:2008)

Rc (%) Rc+Ru (%) Rb (%) Ra(%) X+Rg (%) FL(%)

ARB1 >90 <10 <5 <0,5 <2

ARB2 >70 <30 <5 <1 <2

Tabela 19 - Quadro de classificação dos materiais reciclados de acordo com E474 - 2009 do LNEC

Classe Proporção dos constituintes

Rc+Ru+Rg(%) Rg (%) Ra(%) Rb+Rs(%) X+Rg(%) FL(%)

B >90 <10 <5 <10 < 5 < 1

MB <70 <25 >30 <70 < 5 < 1

C sem limite <25 <10 sem limite < 5 < 1

De acordo com as tabelas de classificação apresentadas acima (Tabela 18 e Tabela 19), e retiradas das duas especificações do LNEC já referenciadas, o material analisado, não poderia ser classificado segundo a especificação E 471, que diz respeito a utilização de agregados reciclados grossos em betões de ligantes hidráulicos.

No que diz respeito a classificação indicada no quadro 2 da E LNEC 474/2009, a qualidade dos finos e o teor em sulfatos solúveis ultrapassam os limites estabelecidos, e por isso não são enquadráveis em nenhuma das classes referidas. Contudo, tal facto não inviabiliza que os materiais possam vir a ser utilizados, desde que o seu bom desempenho seja comprovado.