PROPOSTA DE MISTURA SUSTENTÁVEL A SER EMPREGADA
NA CONFECÇÃO DE PISOS INTERTRAVADOS DE CONCRETO
Maria Teresa Gomes Barbosa(1); José Alberto Barroso Castañon(2); Mariana Paes da Fonseca Maia(3), White José dos Santos(4),Paulo Vitor Barbosa Ferreira(5) (1) Pós-graduação em Ambiente Construído - UFJF, e-mail: teresa.barbosa@engenharia.ufjf.br (2) Pós-graduação em Ambiente Construído - UFJF, e-mail: jose.castanon@ufjf.edu.br
(3) Pós-graduação em Ambiente Construído - UFJF, e-mail: marianapaes@engenharia.ufjf.br (4)Pós-graduação em Ambiente Construído - UFJF, e-mail:white.santos@engenharia.ufjf.br (5) Bolsista PIBIT/CNPq – UFJF, e-mail: paulo.barbosa@engenharia.ufjf.br
Resumo
No que se refere ao setor da construção civil, dois problemas corroboram fortemente com o desenvolvimento insustentável: o consumo de matérias-primas não renováveis e a geração de resíduos.O objetivo da presente pesquisa é verificar, experimentalmente, algumas propriedades mecânicas do concreto confeccionado com resíduos em substituição aos agregados convencionais para futura aplicação na fabricação de pisos intertravados. Para isso, os agregados graúdos e miúdos tradicionais (brita e areia de rio) foram substituídos integralmente por resíduos da construção e demolição (RCD) e resíduos do beneficiamento do mármore triturados, respectivamente. Os corpos-de-prova foram submetidos aos ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo deelasticidade e velocidade de propagação ultrassônica. Com base nos resultados parciais apresentados, verificou-se que, embora a resistência à compressão obtida na mistura analisada não seja compatível com as exigências para o emprego em bloquetes destinados ao tráfego pesado, seu baixo custo, vantagem ambiental e melhor desempenho quanto às propriedades analisadas, torna viável o emprego em ambientes com solicitações mais leves. Palavras-chave: Resíduos, Pisos intertravados, Desenvolvimento Sustentável
Abstract
With regard to the construction industry, two problems strongly corroboratewith unsustainable development: the consumption of non-renewable raw materials and waste. The objective of this research is to verify experimentally the mechanical properties of concrete was elaborated with artificial aggregate. The traditional small and coarse aggregates (crushed stone and river sand) were replaced entirely by the construction and demolition waste (CDW) and marble triturated residue, respectively. The concrete are evaluated in: strength, elasticity module and ultrasonic pulse velocity tests. Based on the partial results presented, it makes possible the use ininterlocking floors for light loads if considered:the low cost, environmental benefit and improved performance, as the other properties.
Keywords: Waste, Interlocking Floors, sustainable development
1. INTRODUÇÃO
De acordo com Liddle (1994) e Hill e Bowen (1997) apud John (2000): “a partir da percepção dos efeitos das alterações do meio ambiente sobre o homem (e a natureza em geral) desenvolve-se o paradigma ecológico ou preservacionista”. Neste contexto, surge a contraposição entre o meio ambiente e o desenvolvimento, que resulta na defesa do primeiro, considerando-o, incontestavelmente, antidesenvolvimentista.Esse paradigma pode ser
observado através da crescente regulamentação ambiental concentrada, dentre outros fatores, no desenvolvimento de técnicas de deposição e remediação de locais e cursos d´água contaminados sem questionar fundamentalmente a produção linear.
No que se refere ao setor da construção civil, dois problemas corroboram fortemente com o desenvolvimento insustentável: o consumo de matérias-primas não renováveis e a geração de resíduos. Esse setor é responsável pelo consumo na ordem der 15% a 50% de recursos naturais extraídos no mundo. Especificamente no caso do consumo de agregados naturais, varia entre 1 e 8 toneladas/ano.habitante. No Brasil, o uso desses agregados na produção de concretos e argamassas varia em torno de 220 milhões de toneladas por ano (JOHN, 2005). Quanto à produção de resíduos, o volume de entulho da construção e demolição gerado pode ser até duas vezes maior do que o volume de lixo sólido urbano de um país. No Brasil, essa proporção é de 60%, sendo que 70% desses podem ser reaproveitados (ABRECON, 2011). Esses valores, no entanto, podem ser ainda maiores se considerada a deficiência na classificação e separação desses materiais, bem como a quantificação dos resíduos oriundos de tipologias de construção diferentes das comerciais.
O Japão, mais de um ano depois do tsunami que veio a devastar todo o leste do país, apenas conseguiu processar 5% dos destroços do desastre. Dentre os motivos para tal lentidão, estão: o grande volume de entulhos; a recusa de cidades vizinhas em ceder espaço para a deposição do material por conta de seu alto potencial radioativo; e, principalmente, pela priorização de alternativas de reciclagem e reutilização dos destroços em detrimento a incinerações e aterramentos na reconstrução das cidades (VELOSO, 2012), decisão esta mais econômica e consciente.
De acordo com PINTO (1999), os processos de gestão dos resíduos nos canteiros, de sofisticação dos procedimentos de demolição, de especialização no tratamento e reutilização dos RCD, “vão conformando um respeitável e sólido ramo da engenharia civil, atento a necessidade de usar parcimoniosamente recursos que são finitos e a necessidade de não sobrecarregar a natureza com dejetos evitáveis”.
A Política Nacional de Resíduos Sólidos - PNRS, criada pela Lei nº 12.305, de 2010 e regulamentada pelo Decreto nº 7.404, de 2010, criou como um dos seus principais instrumentos o Plano Nacional de Resíduos Sólidos. (BRASIL, 2011). E dentre as metas específicas para os resíduos da construção civil destacam-se: a eliminação de 100% das áreas de disposição irregular até 2014; implantação de aterros para preservação de materiais para uso futuro em 100% dos municípios atendidos por aterros desses resíduos até 2014; implantação de pontos de entrega voluntária, áreas de triagem e transbordo em 100% dos municípios; reutilização e reciclagem em 100% dos municípios destinando os resíduos para instalação de recuperação até 2027; elaboração, pelos grandes geradores, dos Planos de Gerenciamento de Resíduos da Construção e do sistema declaratório de geradores, transportadores e áreas de destinação.
Pesquisas recentes vêm estudando diferentes maneiras de reciclar e reutilizar os resíduos, da construção e industriais, na fabricação de novos materiais e componentes empregados na construção civil. Objetivando a substituição dos agregados, miúdos e graúdos, por resíduos de naturezas diversas, destacam-se: Patricio, et al. (1998); Barrote (2000); Gonçalves (2001); Leite (2001); Moreiraet al. (2003);Lisboa (2004); Barbosa et al. (2008); Barbosa et al (2011); Santos (2011); Pacheco-Torgal et al (2012); Shi-Cong et al (2012); dentre outros.
De acordo com BCSD-GM (1999) e Lauritzen (1998) apud John (2005), existem várias barreiras que dificultam a introdução de novos produtos contendo resíduos: legais/ regulamentares, educação e informação, tecnológicas, econômicas e geográficas.
Cabe as entidades de terceira parte, especialmente as instituições de pesquisa, vencer as resistências técnicas através de demonstrações de desempenho iguais ou superiores as alternativas tradicionais. Além disso, os sistemas de certificação ambiental também possuem um papel importante ao terem como base a teoria do desempenho na aprovação de processos e produtos, diferentemente das normas prescritivas vigentes.
O objetivo da presente pesquisa é verificar, experimentalmente, algumas propriedades mecânicas do concreto confeccionado com resíduos em substituição aos agregados convencionais para futura aplicação na fabricação de pisos intertravados.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Os agregados graúdos e miúdos tradicionais (brita e areia de rio) foram substituidos integralmente por resíduos da construção e demolição (RCD) e resíduos do beneficiamento do mármore triturados, respectivamente, em uma mistura de concreto. Dessa maneira, todos os componentes da mistura, com exceção do cimento, eram reciclados (mais de 72% do peso total).
Foram confeccionados 24corpos de prova empregando-se o traço: 1:1,83:2,83:0,38 (cimento: agregado miúdo: agregado graúdo: fator água/cimento), para os agregados naturais (MISTURA 1 (M1)) e 1 : 1,83 : 2,83 : 0,50 para os agregados naturais (MISTURA 2 (M2)), determinados com base no método de dosagem desenvolvido pelo IPT, descrito por HELENE e TERZIAN (1993).
2.1. Materiais
Os materiais empregados encontram-se discriminados abaixo e suas características são apresentadas na Tabela 1.
Propriedades Rejeito de Mármore Areia de Rio RCD Brita
Diâmetro característico máximo (mm) 4,8 4,8 19 25
Graduação granulométrica Ótima Zona
Utilizável Graduação1 Graduação 1
Módulo de finura 2,75 2,75 6,85 6,53
Massa específica real (Kg/dm³) 2,91 2,62 2,21 2,70
Massa específica aparente (Kg/dm³) 1,74 1,46 1,13 1,36
Teor de material pulverulento (%) 5 0,6 2,2 0,20
Impureza Orgânica (p.p.m) <300 <300 *** <300
Torrões de argila (%) Isento Isento *** Isento
Absorção de água (%) 1,27 3,16 8,5 ***
Tabela 1 – Característica dos agregados empregados no programa experimental.
• Cimento: do tipo CP V
• Água: proveniente da rede de abastecimento de Juiz de Fora- MG, CESAMA.
• Agregado Miúdo Artificial: proveniente do britamento do rejeito de mármore , com diâmetro máximo igual a 4,8 mm e agregado miúdo natural proveniente do Rio do Peixe (MG), com diâmetro máximo igual a 4,8 mm.
civil, constituído em sua maioria por pedaços de lajotas, blocos, areia, concreto, solo, etc., com diâmetro máximo igual a 19 mm, oriundos da usina de reciclagem localizada na cidade de Belo Horizonte (MG) e agregado graúdo de origem gnaíssica, com diâmetro máximo igual a 25,0 mm.
2.2. Métodos
Os ensaios realizados, as idades de realização dos mesmos e o número de corpos-de-prova utilizados são detalhadados na Tabela 2.
Ensaio Idade de Ensaio (dias) Nº de corpos-de-prova
Resistência à compressão axial (NBR
5739(ABNT 1994)) 7, 28 8
Resistência à tração por compressão
diametral(NBR 7222 (ABNT, 1994)) 28 8
Módulo de elasticidade(NBR 8522
(ABNT 2008)) 28 8
Velocidade de Propagação ultrasônica
(NBR 8802 (ABNT 1984)) 7, 28 8
Tabela 2 – Ensaios, tempo de cura e número de corpos de prova
3. RESULTADOS E ANÁLISES
Os resultados obtidos nos ensaios, a média, com seus respectivos coeficientes de variação encontram-se na Tabela 3. Salienta-seque o coeficiente de variação é uma análiseestatística preliminar, com o qual se avalia avariabilidade dos resultados de um experimento.Em geral, se seu valor for inferior a 25%, aamostra é aceita.
MISTURA M1 MISTURA M2
Propriedade 7dias 28dias 7 dias 28 dias
Resistência à compressão axial (MPa) CV=3,7419,44 CV = 12,8723,18 CV=6,1622,51 CV = 6,3826,85 Resistência à tração por compressão axial
(MPa) CV = 20,252,59 CV = 6,423,69
Módulo de Elasticidade dinâmico (GPa) 22,51
CV= 21,54
28,82
CV= 5,24
Módulo de Elasticidade(GPa) CV = 18,9435,33
Velocidade de Propagação de Pulso ultrasônico (km/s) 4,06 CV = 6,64 4,96 CV= 5,87 4,06 CV = 6,64 Tabela 3 – Resultados dos ensaios, médias e coeficientes de variação.
Analisando os resultados apresentados na Tabela 3 e sendo a resistência à compressão do concreto uma das propriedades mais importantes quando se avalia o seu desempenho, verifica-se que a definição do traço, em função das propriedades físicas dos materiais,gerou um concreto com agregados alternativos (rejeitos) com desempenho adequado, sendo, portanto uma solução viável o emprego desses rejeitos em conjunto. Na avaliação dessa propriedade constatou-se que que o rompimento dos corpos-de-prova, ocorreu sobre os agregados graúdos (RCD), que possuem resistências conhecidamente mais baixas.
Deve-se considerar, ainda, os requisitos da NBR 9781 – Peças de Concreto para Pavimentação (1987), onde a resistênciaà compressão mínima é igual a de 35 MPa para pisos intertravados submetidos a solicitações de veículos comerciais de linha e, 50 MPa para os solicitados por veículos especiais ou instalados em ambientes característicos por acentuatos efeitos abrasivos. Portanto, conclui-se que a mistura proposta não atende as necessidades desse emprego.
Entretanto, Fiorotti et al (2007) mencionam que o uso de blocos de concreto na pavimentação intertravada pode ser feito em ambientes com solicitações leves, como, por exemplo, em calçadas, praças, ciclovias e condomínios residenciais.Dessa forma, é pertinente considerar o reaproveitamento dos rejeitos para a fabricação desse produto.
Há de se considerar que as possíveis desvantagens oriundas do RCD são compensadas pelo uso do rejeito de mármore (empregado como agregado miúdo), material comprovadamente melhor quando comparado a areia de rio, na maior parte das propriedades avaliadas. Conclui-se, portanto, que o concreto composto com agregados reciclados (rejeito de mármore e RDC) proporciona vantagens ecológicas e financeiras maiores do que quando utilizados separadamente.
No que se refere aos concretos convencionais da Classe C25 (classe em que o concreto avaliado se enquadraria de acordo com sua resistência à compressão), estes usualmente possuem módulo de elasticidade estático em torno de 30,5 Gpa; dessa maneira, a mistura proposta possui o módulo de elasticidade superior, 35,33 GPa, característica favorável ao emprego sugerido, uma vez que tende a reduzir a formação de microfissuras na interface agregado-pasta.
Para o caso da velocidade de propagação de pulsos ultrasônicos, o valor obtido foi um pouco superior ao verificado em um concreto padrão, comprovando a densidade da mistura analisada, entretanto o comprometimento da resistência final ocorre devido à fragilidade do agregado graúdo (RCD).
4. CONCLUSÕES
Com base nos resultados parciais apresentados anteriormente, verificou-se que, embora a resistência a compressão obtida na mistura analisada não seja compatível ao emprego em bloquetes destinados ao tráfego pesado, seu baixo custo e vantagem ambiental torna viável o emprego em ambientes com solicitações mais leves.
Além disso, verificadas as vantagens referentes a outras propriedades, como no caso do módulo de elasticidade, a experimentação de outros traços (sobretudo com a redução do fator água/cimento) aponta uma oportunidade para estudos futuros, assim como a análise do ciclo de vida dos materiais empregados.
A pesquisa na qual se resultou o presente artigo vem buscando flexibilizar o emprego dos resíduos apresentados, com base nas contribuições isoladas de cada um, de forma a verificar a possibilidade de aplicações diferenciadas, objetivando, principalmente, os resultados mais sustentáveis possíveis.
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AGRADECIMENTOS
À CAPES e ao CNPQ, pelo financiamento das bolsas de mestrado e bolsa de graduação na modalidade PIBIT.
