Peterson Gonçalves, Drª

(1)

XX Encontro Latino Americano de Iniciação Científica, XVI Encontro Latino Americano de Pós-Graduação e VI

Encontro de Iniciação à Docência – Universidade do Vale do Paraíba. 1

FABRICAÇÃO DE PAVIMENTOS INTERTRAVADOS (PAVERS) UTILIZANDO

RESÍDUOS DE BORRACHA DE PNEUS INSERVÍVEIS E RESÍDUOS DA

CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC) COMO AGREGADO MIÚDO

1

_{Ana Paula da Silva,}

2

_{Vitória Mendes Calderaro, ³Gustavo da Silva Cruz,}

4

_Erika

Peterson Gonçalves, Drª

UNIVAP -Universidade do Vale do Paraíba / FEAU – Faculdades de Engenharias, Arquitetura de Urbanismo, Av.Shishima Hifumi,2911, Urbanova, São José dos Campos,

¹analuap2000@yahoo,com.br, ² vickcalderaro@hotmail.com, ³ gustavocruz100@gmail.com

4_{erika@univap.br}

Resumo - Atualmente muito se estuda sobre a destinação de resíduos, principalmente da construção civil (RCC) e de pneus inservíveis após a reciclagem. Pois é necessário encontrar uma destinação para estes resíduos, sendo uma boa alternativa na redução do impacto causado pelo consumo desordenado de matéria-prima e pela redução das áreas de disposição, em virtude do grande volume de resíduos descartados a cada ano em todo mundo. Este trabalho estuda a utilização de resíduos inservíveis de pneu e de construção civil na fabricação de pavimentos Intertravados (pavers) como substituição de agregados miúdos, como a areia, sem a redução na resistência a compressão, tração e resistência na análise da estrutura do pavimento.

Palavras-chave: resíduos, reciclagem, pneus, pavimentos Inter travados, construção civil, Área do Conhecimento: Engenharias

Introdução

Atualmente muito se discute sobre a destinação final de resíduos sólidos e o impacto ambiental causado por estes. Um desses resíduos são os pneus (resíduos inservíveis), que demoram aproximadamente 600 anos para se decompor, gerando um grande problema nos aterros sanitários, figura 1, além do grande potencial para a reprodução de doenças. O Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) determina na Resolução 258/99 referente ao ano 2009 a destinação final de Forma Ambientalmente adequada e segura de pneumáticos inservíveis.

Figura 1 - Pneus descartados em Vila Buriti Manaus- Brasil/2015

Figura 2 –RCC- Resíduos da Construção Civil – UNIVAP – 2016

Fonte: http://noticiasdoamazonas.com.br Acesso em 28/08/2016

Fonte: o autor

De algum tempo para cá, no entanto, uma nova modalidade de reutilização dos pneus surgiu no mercado, a destinação desse resíduo para a utilização em pisos e pavimentos.

Visando ainda a preocupação com o meio ambiente, pensou-se também juntamente com os resíduos de borrachas de pneus a utilização de resíduos da construção civil (RCC) para o desenvolvimento de um pavimento Intertravado (pavers), sendo uma alternativa viável para diminuir o consumo de materiais naturais e a disposição inadequada dos resíduos no meio ambiente dando destinação útil aos resíduos de demolição gerados pela indústria da construção civil, figura 2.

(2)

Nas cidades brasileiras de médio e grande porte, segundo Pinto (1999), os resíduos provenientes de construções e demolições representam de 40% a 70% da massa total de resíduos sólidos urbanos. Consequentemente, esse tipo de resíduo tem recebido grande atenção por parte das prefeituras e de outros órgãos responsáveis, devido aos problemas causados pela coleta e disposição inadequada, pois eles acabam arcando com os custos da remoção, transporte e disposição final quando os infratores não são identificados.

Diante desse panorama e considerando que entre 88% a 95% desses resíduos são de interesse para reciclagem como agregados para a construção civil (Sardá, 2003; Ângulo et al, 2002), foi criada a resolução nº 307 do CONAMA, em julho de 2002, que obriga os geradores e prefeituras a tomarem medidas para a diminuição, reciclagem e disposição adequada dos resíduos gerados por demolições e construções (BRASIL, Ministério do Meio Ambiente, 2004). Essa resolução entrou em vigor em 2003, sendo alterada pelas resoluções CONAMA nº 348/04 (BRASIL 2004), CONAMA nº 431/11 (BRASIL 2011) e CONAMA nº448/12 (BRASIL 2012).

Para os Resíduos da Construção Civil (RCC) ainda existe preconceito do produtor final em relação ao uso dos materiais reciclados, mas tanto o uso na construção civil dos materiais convencionais quanto dos materiais reciclados, devem estar submetidos a normas técnicas brasileiras de controle de qualidade.

O estudo deste desenvolvimento, foi realizado nas dependências da FEAU e serão realizadas as etapas de dosagem, processamento e produção dos corpos de prova, assim como os ensaios mecânicos pertinentes para avaliar as propriedades requeridas. Todo o procedimento será, quando possível, baseado em normas técnicas reconhecidas e aceitas nacionalmente.

Metodologia

A fabricação dos pavers de resíduos reciclados foi divida em duas etapas: 1 - Processamento do Resíduo de Construção civil (RCC);

2 - Fabricação dos pavers de resíduos reciclados, com adição de resíduos de construção civil (RCC) e resíduos de borracha inservíveis.

Etapa 1: Processamento do Resíduo de Construção civil (RCC);

Foram recolhidos resíduos da construção civil no canteiro de obras na UNIVAP - FEAU, sendo escolhidos os resíduos como blocos, restos de demolição de prédios, onde é necessário que estes resíduos estejam sem restos de tintas, gesso, ferragem ou madeiras.

Após a retirada do canteiro de obras, os resíduos foram submetidos ao processo de moagem seca em um recipiente de cerâmica misturado com meios de moagem esféricos de aluminas (com a proporção de 1/3 de resíduos para 1/3 de esferas). O processo de moagem tem duração de 25 minutos, para a produção de resíduos. As figuras 3,4 e 5 apresentam respectivamente, jarro de moagem, meio de moagem e agregado miúdo obtido pelo processo de moagem do resíduo (RCC). Figura 3 - Jarro de moagem Figura 4 – Esferas de aluminia Figura 5 – Residuos (RCC)

Fonte: o autor Fonte: o autor Fonte: o autor

Após a moagem, o material foi levado para as peneiras, passando pelo processo de separação de granulometria. (Foram utilizadas as peneiras: #16, #50, #80, #150, #200 e #325), determinando-se do módulo de finura, ensaio realizado respeitando-se a Norma 7217 – Determinação da Composição da Granulometria. Determinou-se a composição da granulometria a soma dos percentuais acumulados em todas as peneiras de modo normal, dividido por 100. Quanto maior o módulo de finura, mais grosseira será a amostra analisada sendo esta determinação

(3)

Os resíduos foram separados por granulometria e levados para análise de difração de raio X. Os resíduos inservíveis de borracha foram adquiridos com a granulometria definida de 20 mesh, 0,841 mm.

Etapa 2 - Fabricação dos pavers de resíduos reciclados com adição de resíduos de construção civil (RCC) e resíduos de borracha inservíveis.

O traço do concreto, nada mais é do que a formulação da massa a ser misturada para a obtenção do material denso, nele determina-se a dosagem dos componentes constituintes do concreto. Comumente no Brasil utiliza-se as normas da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP), NBR 6118, adaptado do método da ACI (American Concrete Institute), para agregados brasileiros. Este método fornece, para concretos de consistência plástica à fluida, uma primeira aproximação da quantidade dos materiais devendo-se realizar uma mistura experimental. Para tanto devem ser conhecidas as características dos materiais a serem utilizados, tais como, cimento, agregados (graúdo e miúdo); fixar a relação a/c (água/cimento).

Dosagem é o proporcionalmente adequado e mais econômico de materiais: cimento, água, agregados, adições e aditivos.

𝑪𝑪 = 𝑪𝒂 𝒂/𝒄

Onde, Cc: Consumo de cimento; Ca: consumo de água; a/c: relação água/cimento. 𝑪𝑩 = 𝑽𝑩. 𝑴𝒖

Onde, Cb: consumo de agregado graúdo; Vb: Volume do agregado graúdo seco por m3_de

concreto; Mu: Massa unitária compactada do agregado graúdo.

𝑽𝒎= 𝟏 − 𝑪𝑪 𝜸𝒄𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐+ 𝑪𝑩 𝜸𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 𝒈𝒓𝒂ú𝒅𝒐+ 𝑪𝑨 𝜸á𝒈𝒖𝒂 Onde, Vm: volume do agregado miúdo

𝑪𝑴 = 𝜸𝒂𝒈𝒓𝒆𝒈𝒂𝒅𝒐 𝒎𝒊ú𝒅𝒐. 𝑽𝒎

Onde, CM: consumo de agregado miúdo; m: massa especifica do agregado miúdo.

Apresentação do traço: Cimento: areia : brita : a/c

Determinado o traço traço a ser utilizado, preparou-se o concreto e moldou-se os corpos de prova, para tanto misturou-se os materiais em betoneira de eixo inclinado, figura 6, com capacidade de produção 120 L, a figura 7 apresenta a massa cimentícea obtida pelo traço calculado. Adicionou-se os materiais, na seguinte ordem: 70% de água, em seguida 100% de brita 0, 100% de cimento CPIII-40, 100% do resíduo da construção civil, 20% de resíduos de pneus inservíveis e, finalmente, os 30% de água. O tempo médio de mistura foi de ± 5 min. Moldou-se seis corpos de prova prismáticos de dimensões 10 cm x 20 cm x 6 cm, figura 8, e 7 corpos de prova cilíndricos com dimensões e 20 cm x 10 cm, figura 9. O processo de adensamento adotado foi o de mesa vibratória. Após a moldagem, os corpos de prova foram mantidos no ambiente do laboratório câmara semi-úmida por 28 dias (tempo de cura). Após a desmoldagem, submeteu-se as amostras à saturação em água, figura 10, obedecendo a norma ABNT NBR 9781(ABNT-Associação Brasileira de Normas Tecnicas) (NBR-Norma Brasileira), onde, as peças foram colocadas submersas por no minimo 24 horas até o ensaio de compressão/ruptura das mesmas.

Figura 6 – Processo de concretagem/ preparo do concreto

Figura 7 – Massa cimentícea obtida pelo traço ABCP calculado

(4)

Figura 8 – Corpo de prova prismático moldado (paver)

Figura 9 – Corpo de Prova cilíndrico moldado

Figura 10 – Pavers Saturados

Fonte: O autor Fonte: O autor Fonte: O autor

Resultados

Observou que ao desmoldar os pavers, suas extremidades estavam enfraquecidas onde ocorria a parte da borracha nele adicionada estava soltando-se do corpo de prova, aparentemente ocorreu a separação dos resíduos de pneus inservíveis. Após o ensaio de compressão pode-se observar que os resíduos de pneus inservíveis estavam presentes no interior na massa cimentícea, sendo que a separação dos mesmos, não ocorreu, assim pode-se concluir que os fragmentos de borracha inservíveis não se apresentam coesos na superfície dos corpos de prova.

A figura 11 apresenta o difratograma de raios X obtido pela análise do agregado miúdo obtido por moagem de RCC, nele pode-se notar que o material processado possui em sua maioria variações de SiO2, material formador da areia, Ca(CO3) proveniente do cimento reciclado, Ca(SO4).2H2O

proveniente de resíduos de gesso da demolição. Com este ensaio pode-se garantir a ausência de material orgânico, o que classifica a este resíduo como material para aplicação como agregado miúdo de concreto.

Figura 11 – Difratograma de Raios X do Agregado Miúdo Reciclado

Fonte: O autor

Quadro 1 – Granulometria obtida pelo ensaio de peneiramento e resultados do ensaio de módulo de finura

Peneiras 1° ensaio 2° ensaio 3° ensaio

Peso (g) % % Ac Peso (g) % % Ac Peso (g) % % Ac

#4,8 33,375 6,72 6,72 79,988 0,16 16 94,483 0,190 19 #2,4 49,424 9,95 16,67 72,035 0,144 30,4 65,365 0,131 32,1 #1,2 75,364 15,17 31,84 89,471 0,179 48,3 87,516 0,176 49,7 #0,6 100,173 20,16 52 91,445 0,183 66,6 86,334 0,173 67 #0,3 85,272 17,16 69,16 61,941 0,124 79,0 60,033 0,120 79,0 #0,15 23,08 92,24 74,184 0,148 93,8 76,568 0,154 94,4 Passou 38,548 7,76 28,337 0,0566 22,009 0,058 ∑=496,823 ∑=261,91 ∑=497,401 ∑=318,1 ∑=498,264 ∑=322,2

(5)

Fonte: O autor

Com a realização do cálculo para o traço que foi utilizado para a confecção dos corpos de prova obteve-se: 1:1,3:1,5//0,44, onde, cimento: resíduo: pedra // água

Na porcentagem do cimento substituiu-se por 20% em massa do resíduo de pneus inservíveis. Os resultados dos ensaios de compressão realizados nos corpos de prova estão apresentados no quadro 2.

Quadro 2- Resultados medidos no ensaio de compressão dos pisos

CDP Tensão Máxima em Compressão

(MPa) 1 12,9 2 12,7 3 12,6 4 13,1 5 13,2 6 13.1 Fonte: o autor

As imagens apresentadas nas figuras de 12 e 13 mostram as amostras prismáticas ensaiadas na prensa hidráulica com capacidade para 150 toneladas.

Figura 12 – ensaio de compressão

Figura 13 – amostra após o ensaio de compressão

Fonte: O autor Fonte: O autor

Pode-se observar que os pavers, quando desenformados, em suas extremidades aparentemente estavam enfraquecidos e inicialmente acreditava-se na separação dos resíduos de pneus inservíveis (separação do concreto e resíduo de pneus inservíveis), mas ao realizar o teste de compressão, pode-se observar que isso não ocorreu, os resíduos estavam bem misturados no concreto e não mais esfarelavam suas extremidades. Os resultados foram satisfatórios, pois sabe-se que foram substituídos de 20% de cimento pelos resíduos de pneus inservíveis sendo que o cimento é o material mais importante na constituição do concreto, pois a falta ou excesso dele pode influenciar na durabilidade e resistência. Sabe-se que pisos comuns tem a resistência de 35 MPa à 50 MPa, sendo hoje comumente encontrados no mercado nacional pisos com resistência de 35 MPa, como a norma exige, norma técnica NBR 9781:87 (Norma Brasileira).

Discussão

Atualmente estuda-se as questões ambientais, principalmente com relação a descarte dos resíduos sólidos, tem-se considerado seriamente as questões naturais, que a valoração e a preservação desta riqueza é vista como principal dificuldade no desenvolvimento da construção civil, sendo assim estabelecem-se limites para a poluição gerada no processo de produção e descarte.a cada dia busca-se intensamente a obtenção de um ciclio sustentável para a indústria da construção civil , visto que esta, segundo estimativas, é responsável por 15 a 50% do consumo dos recursos naturais extraídos do planeta. Contudo, a utilização de resíduos como matéria prima na construção civil pode vir a reduzir a quantidade de recursos naturais retirados do meio ambiente. Os resíduos poderão se tornar um grande auxiliador na produção de materiais alternativos de baixo custo quando comparado aos materiais convencionais, substituindo em grande parte os agregados naturais empregados em concretos, argamassas, blocos, pavers, barreiras de contenção, bases para pavimentação, etc. De maneira paralela ao desenvolvimento do concreto contendo resíduos, sabe-se que mundialmente o número de veículos aumenta todos os anos. Esse aumento gera, entre outras coisas, subprodutos da utilização desses veículos como, por exemplo, os resíduos de borracha vulcanizada. Frente a isso, com a introdução dos resíduos de borracha na composição do concreto dos pavers, tem grande importância

(6)

sustentável, visto que estudos nesta área ainda são escassos e devido à ausência de normas para ensaios e produção destes produtos. Neste estudo, avaliou-se o comportamento em compressão dos pavers produzidos com adição de resíduo de construção e borracha inservível, porém muito há de ser avaliado, quanto ao comportamento em tração, módulo de elasticidade, resistência à abrasão e ao impacto e por fim resistência à intempéries, visto que a substituição de cimento na formulação pela adição de borracha pode causar variações que ainda não podem ser estimadas, visto a falta de literatura na área.

De qualquer forma, a continuação do estudo é promissora, visto que espera-se que os resíduos elastoméricos possam vir a se tornar uma alternativa na composição de materiais e componentes da construção civil, não somente em pavimentos mas também como absorvedores de impacto e vibração para aplicação industrial.

Conclusão

Várias são as aplicações de pisos Intertravados com adição de resíduos de construção civil (RCC) e resíduos de pneus inservíveis na construção civil e pavimentos de vias urbanas sujeito ao tráfego para ciclovias, pavimentos internos de industrias e pátio de manobra. Aplicações como essas ampliam o horizonte de utilização do concreto com borracha e resíduos da construção civil (RCC) como uma alternativa tecnológica sustentável que contribui para a disposição deste material em aterros e para a preservação de recursos naturais não renováveis.

Referências

1. NBR 15.953: 2011 - Pavimento Inter travado com Peças de Concreto – Execução

2. NBR 9.781: 2013 - Peças de Concreto para Pavimentação - Especificação e Métodos de Ensaio 3. NBR 12.307: 1991 - Regularização do Subleito - Procedimento

4. NBR 12.752:1992 - Execução de Reforço do Subleito de uma Via - Procedimento

5. NBR 11.803:2013 - Materiais para Base ou Sub-Base de Brita Graduada Tratada com Cimento -Requisitos

6. NBR 11.804:1991 - Materiais para Sub- Base ou Base de Pavimentos Estabilizados Granulo metricamente/Especificação

7. NBR 11.806:1991 - Materiais para Sub- Base ou Base de Brita Graduada - Especificação 8. NBR 11.798:2012 - Materiais para Base de Solo-Cimento - Requisitos

9. NBR 15.115:2004 - Agregados Reciclados de Resíduos Sólidos da Construção Civil - Execução de Camadas de Pavimentação – Procedimentos

10. NBR-7217 (AGO 1987) - Agregados - Determinação da composição granulométrica

11. Cerâmica vol.55 no.334 São Paulo Apr./June 2009 –http://dx.doi.org/10.1590/S0366-69132009000200016

12. NBR-7217 (AGO 1987) Agregados - Determinação da composição granulométrica 13. ANGULO, S.C.; JOHN, V.M. Normalização dos Agregados Graúdos de Resíduos de

Construção e Demolição Reciclados para Concretos e a Variabilidade. Foz do Iguaçu: IX ENTAC, p. 1613-1624, 2002

14. http://www.pensamentoverde.com.br/reciclagem PANERO, Julius; ZELNIK, Martin. Acesso em 28/02/2016.

15. Resíduos Sólidos: Problema ou Oportunidade? - Ribeiro, Daniel Veras Ribeiro - Editora Interciência: São Paulo, 2009.

16. Blocos e Pavers: Produção e Controle de Qualidade – Fernandes, Idário Domingues Edição 17. GODINHO, D. P. Pavimentos de concreto Inter travados. Revista Techne, n. 66, set. 2002. 18. http://www.institutofilantropia.org.br/component/k2/item/2034-reciclagem_de_pneus_e_uma_saida_para_reduzir_o_impacto_ambiental. Acesso em 23/07/2016. 19. http://g1.globo.com/bomdiabrasil/0,,MUL1323663-16020,00-PNEUS+PODEM+VIRAR+CASAS.html. Acesso em 01/09/2016. 20. http://www.cenedcursos.com.br/meio-ambiente/vantagens-da-reciclagem-residuos/Acesso em 01;09/2016. 21. http://www.jeantosetto.com/2011/07/reciclados.html. Acesso em 01/09/2016. 22. http://noticiasdoamazonas.com.br/. Acesso em 28/08/2016.