15 a 17 de agosto de 2018
PRODUÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO COM INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO E
DEMOLIÇÃO - RCD
Lucas Benício Rodrigues Araújo (lucas.benicio.araujo@gmail.com) José Francisco de Lima (jflima.23@hotmail.com)
Mateus Nogueira Silva (mateus.nogueira@aluno.ufca.edu.br) Francisco Fábio Saraiva de Morais Júnior (saraiva@aluno.ufca.edu.br)
Ana Patrícia Nunes Bandeira (ana.bandeira@ufca.edu.br)
Resumo: Um dos impactos negativos gerados pela indústria da construção civil é a grande quantidade de resíduos gerados nas obras. Esse material, geralmente, não tem uma destinação adequada e são na maioria das vezes descartados de forma inapropriada no meio ambiente. Uma das estratégias para minimizar esses impactos, tem sido a utilização dos resíduos da construção e demolição na produção de blocos de concreto. O presente trabalho se propõe a expor as principais técnicas adotadas para a triagem de materiais oriundos da construção civil, bem como sugerir um método para a fabricação de blocos de concreto não estrutural através da incorporação desses resíduos. O método de fabricação dos blocos consiste, inicialmente, num processo de coleta, triagem, britagem e caracterização do mesmo. Em seguida é feita a combinação dos constituintes do bloco conforme os traços definidos. O concreto formado é então encaminhado a uma vibro-prensa onde serão produzidos os blocos. Logo após, os blocos devem passar por um processo de cura. Por fim, devem ser encaminhados ao laboratório para realização de ensaios visando verificar os requisitos exigidos por norma.
Palavras-chave: Bloco de Concreto. RCD. Produção.
INTRODUÇÃO
Um dos grandes problemas enfrentados no meio urbano é a constante produção de resíduos provenien- tes da construção e demolição, movida pela expansão populacional e pela necessidade de construção de novas edificações e reforma das já existentes. Esses resíduos, geralmente, não tem uma destinação adequada e são em boa parte das vezes descartados de forma inapropriada no meio ambiente, contribuindo para a degradação dessas áreas, podendo a vir se tornar um grave problema ambiental.
Segundo John (2000), os resíduos provenientes da construção e demolição (RCD), tanto em nosso pa- ís, como em outros, representam de 13 a 67% dos resíduos sólidos urbanos (RSU) em termos de massa. Dessa forma, fica clara a dimensão do problema e a necessidade da busca de soluções que na prática visem diminuir o grande volume de materiais da construção civil descartados em locais inapropriados. O autor afirma ainda que vários benefícios podem ser obtidos com a utilização do RCD, principalmente, quando se fala sobre os be- nefícios que traz para a população, para sociedade em geral e para o meio ambiente.
A redução da quantidade desse material tem sido foco de muitos estudos e diversas estratégias foram propostas e desenvolvidas. Entre elas, destaca-se a utilização do RCD na produção de blocos de concreto, que por sua vez, podem ser aplicados em diversas finalidades. Nesse contexto, surge o foco desse trabalho que visa a produção de peças de concreto pela incorporação de RCD.
De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT (2004), disposto na NBR 15116/2004, a implantação de resíduos da construção civil, feito pela inserção de materiais reciclados ou reu- tilizados, em uma nova edificação é possível, visto que não devem ser empregados em peças com finalidade
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estrutural. Em seu trabalho Carneiro (2005) obteve resultados que mostraram a viabilidade do uso dos agrega- dos oriundos da reciclagem dos RCD. A reincorporação desse material pode fortalecer o entendimento de que a técnica poderia ser uma alternativa viável na destinação de uma parcela desses resíduos.
Os RCD são compostos basicamente por argamassas, concretos, cerâmicas, telhas, tijolos, além de ou- tros materiais que não possuem características necessárias para a produção de blocos, tais como restos de tinta, solventes, pregos, entre outros que devem ser retirados e ter uma destinação adequada, haja vista a necessidade de um estudo mais aprofundado sobre suas propriedades.
O presente trabalho se propõe a expor as principais técnicas adotadas para a triagem de materiais oriun- dos da construção civil, bem como sugerir um método para a fabricação de blocos de concreto não estrutural através da incorporação desses resíduos.
1. OBJETIVOS
Apresentar técnicas de caracterização e seleção do material proveniente dos resíduos da construção ci- vil, visando desenvolver um método para confecção de blocos de concreto não estrutural de baixo custo, com a incorporação de resíduos da construção e demolição.
2. REFERENCIAL TEÓRICO
O resíduo da construção e demolição representa a maior parte dos resíduos sólidos urbanos. Quando re- colhidos e corretamente processados, sendo retiradas as partes que não são interessantes para a produção de agregados, o material pode passar por um processo de britagem e em seguida ser separado em várias faixas granulométricas, que podem ser utilizadas para diversos fins, sendo um deles a produção de blocos.
Borges (2012), ao estudar a diversas porcentagens de incorporação de agregados reciclados provenien- tes do RCD, tanto miúdos como graúdos, encontrou ótimos resultados para uma incorporação de 100% tanto de ambos agregados, com resistências superiores a 2 Mpa. Isso mostra o quanto o aproveitamento desse mate- rial pode ter relevância no que diz respeito a seu uso.
De acordo com a NBR 10004/2004 os resíduos da construção e demolição pertencem a classe II B que são materiais inertes, ou seja, aqueles resíduos que não apresentam concentrações superiores de potabilidade da água, após testes de solubilização. Todavia, esses materiais podem vir a se encaixar em outra classe como a I e a IA uma vez que nesse resíduo podem estar presentes tintas, solventes e óleos. Segundo a resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA 307/2002), os RCD são agrupados em quatro classes. Essa pesquisa irá trabalhar com a Classe A (tijolos, telhas, concretos), uma vez que é mais adequada para a finalida- de do projeto. A Classe B (plástico papel, vidros, metais, madeiras) não será estudada.
Revista FENEC - 2(2): 337-344, agosto/setembro, 2018 339 Figura 1.
RCD
Fonte: Autor.
O concreto utilizado para a fabricação de peças tem uma consistência bem diferente da usual, possuin- do uma porcentagem menor de água, bem parecida com a dos concretos compactados a rolo, utilizados em barragens. Sua composição é basicamente uma fração grossa, composta por pedra britada de graduação zero (pedrisco) ou pedregulho natural, uma fração fina composta por areia natural ou artificial, um aglomerante, usualmente cimento Portland, água, e em alguns casos se utilizam aditivos.
A NBR 6136/2016, divide em quatro classes os blocos de concreto:
y Classe A - Com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima ou abaixo do nível do solo. Resistência Característica (fbk) Mpa ≥ 6;
y Classe B - Com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo. Resis- tência Característica (fbk) Mpa ≥ 4;
y Classe C - Com função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo. Resis- tência Característica (fbk) Mpa ≥ 3;
y Classe D - Sem função estrutural, para uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo. Resis- tência Característica (fbk) Mpa ≥ 2.
Para a dada pesquisa, a resistência do bloco deve ser de no mínimo 2 Mpa, sendo considerado como classe D, pois mesmo que o bloco atinja resistências superiores a essa norma, não recomenda-se sua utilização como alvenaria estrutural.
Com relação à fabricação de peças de concreto que utilizam RCD devem ser seguidas as normas: NBR 15116/2004, que apresenta pontos a serem atendidos para a viabilidade e uso dos agregados obtidos em con- cretos; NBR 6136/2016 necessária nas etapas de fabricação das peças de concreto; e a NBR 12118/2014, que trata dos testes que devem ser realizados após a produção dos blocos de concreto.
O processo de fabricação de peças de concreto requer uma série de cuidados e considerações. Para se atingir a resistência adequada dos blocos, quesitos como relação água/cimento, teor de argamassa, traço, pro- dução dos blocos e cura, devem ser pensados e executados adequadamente. Segundo Medeiros (1993 apud HOOD, 2006, p. 55), em muitos locais que produzem blocos, o fator água-cimento não é considerado, sendo dosado de acordo com a experiência dos operários, ocorrendo uma grande variação nas características dos blo- cos, principalmente, devido ao grau de compactação durante o processo de moldagem.
Segundo Borges (2012), o concreto para blocos possui uma textura mais seca, e a umidade do concreto pode afetar na sua resistência. Um bom concreto para blocos não deve formar uma nata de cimento ao redor do bloco após sua moldagem, caracterizando excesso de umidade. Portanto, é necessário escolher o teor de umi- dade adequado, levando-se em consideração que se está trabalhando com RCD.
Borges (2012) afirma ainda que outro ponto que merece atenção é o teor de argamassa, que relaciona a quantidade de agregados miúdos e graúdos que serão utilizados na produção das peças, uma vez que essa rela- ção influencia na estética, no custo e na resistência do bloco. Um bloco com uma má relação entre os agrega- dos pode apresentar uma aparência não comercial e uma resistência fora de norma.
Visto que a resistência da peça de concreto depende diretamente de proporções ideais dos componentes (relação água/cimento e agregados, no caso, RCD), o traço a ser usado é estudado com bases previamente de- finidas, levando em conta pesquisas já feitas, o teor de argamassa e dosagens experimentais. Esse procedimen- to é realizado com a finalidade de se obter um traço que ofereça uma melhor resistência de acordo com o tipo de resíduo em estudo. Ainda é possível se empregar o uso de aditivos na confecção do traço com o objetivo de verificar um possível ganho de resistência ou uma melhora na trabalhabilidade.
Além do traço, as diferenças geométricas dos blocos são de suma importância para a qualidade da es- trutura da peça e a sua resistência. Assim, a geometria do molde, é feita de acordo especificações da NBR 6136/2016 e da NBR 12118/2014. Estas normas estabelecem uma análise dimensional e faz uma verificação das dimensões do corpo de prova, como largura, comprimento, altura, espessura das paredes, dimensões dos furos e raios das mísulas.
Conforme Sousa (2001, p. 9), os equipamentos usados para produzir blocos de concreto são denomina- dos de vibro-prensas, nome recebido devido ao seu mecanismo de funcionamento usado durante o processo de fabricação dos blocos, que alia a vibração com a prensagem. A vibração tem como função o preenchimento e adensamento do concreto, enquanto a prensagem é responsável pelo controle de altura do bloco e o adensa- mento.
A cura consiste em desacelerar o processo de evaporação da água de amassamento utilizada na fabrica- ção do concreto e permitir a completa hidratação do cimento. Brito et al. (2001) afirma que o agregado recicla- do deve estar saturado para que o concreto apresente resultados satisfatórios. Justifica ainda, que a resistência à compressão de concretos com entulho é aproximadamente 20% menor que o concreto convencional em cer- tos traços utilizados.
Figura 2.
Cura dos Blocos de Concreto
Fonte: Autor.
Revista FENEC - 2(2): 337-344, agosto/setembro, 2018 341 Com mais clareza, a cura do concreto se resume em manter a superfície do concreto úmido, sombrea- do e protegido, durante um período de pelo menos 7 dias, podendo ser estendido até 14 dias, dependendo das condições locais, como estabelecido pela NBR 12118/2014. Após a produção e cura das peças alguns ensaios são necessários para descobrir quais foram os resultados correspondentes as diferentes incorporações de RCD como agregado. Entre eles, pode-se citar:
y Teor de Absorção;
y Umidade Relativa;
y Compressão Direta;
y Compressão direta;
y Determinação da Resistência a Compressão.
Um problema bastante pertinente que se apresenta nos resultados desses estudos são as divergências de resultados apresentados pelos pesquisadores. Como exemplo, podemos citar a pesquisa de Paula (2010), onde foi observado por meio de ensaios, utilizando traço de 1:6 e substituindo o agregado miúdo por RCD, sendo acrescentadas proporções de 0%, 25%, 50%, 75% e 100%. Com esses acréscimos crescente, houve um decrés- cimo na resistência, chegando com 100% de agregado proveniente do RCD a uma resistência de 2,04 MPa.
Em contrapartida, no estudo feito por Mesquita, et al. (2014), foi observado que a partir de traços sem bases padronizadas pelo autor, houve um aumento na resistência. Quando utilizado 100% de RCD, como agre- gado miúdo e graúdo, obteve-se uma resistência de 4,3 MPa.
A questão da diferença de resistência das peças pode ser vista por várias ópticas. A primeira hipótese a ser levantada é a questão da composição dos resíduos utilizada por cada autor. Os resíduos utilizados por Pau- la (2010) possuíam 38% de argamassas e concreto e 35% de material cerâmico, enquanto os usados Borges (2012), possuíam 48% de concreto e argamassa e 22% de material cerâmico, já Mesquita et al. (2014) não de- terminou as porcentagens de cada material, mas ficava clara predominância de concretos e argamassas.
A segunda hipótese a ser levantada, é a questão do traço. Nos trabalhos de Paula (2010) e Borges (2010), houve certa consonância no traço e nos seus resultados. Todavia Mesquita et al. (2014) usou um traço comple- tamente diferente e chegou a resultados opostos.
Uma terceira hipótese a ser levantada é a questão do maquinário utilizado na fabricação dos blocos de concreto. Pois, a resistência do bloco está diretamente relacionada com o tipo de maquinário que foi utilizado na sua fabricação, como pode ser observado na Figura 3. Paula (2010) e Borges (2012) utilizaram vibro-pren- sas manuais, enquanto Mesquita et al. (2014), não especificou em sua pesquisa qual o tipo de vibro-prensa que foi utilizada na fabricação dos blocos de concreto.
Figura 3.
Traço x Resistência, Vibro-Prensa
Fonte:
Albuquerque (2005).
4. METODOLOGIA
4.1 Coleta, Britagem e Caracterização
Deve-se primeiramente fazer a obtenção e retirada do resíduo da construção e demolição. Tais resíduos poderão ser coletados em construções em andamento ou em locais de descarte. Logo em seguida o mesmo pas- sará por uma triagem, para retirada de matérias indesejadas que podem estar contido no mesmo.
Então, ele será encaminhado para a britagem para que o resíduo se encaixe na faixa granulométrica de trabalho. A britagem é realizada com o auxílio de um britador. O resíduo britado deverá ter uma granulometria menor que 4.8 mm para ser utilizado como agregado miúdo e granulometria entre 4.8 mm e 6.3 mm para subs- tituir a brita zero como agregado graúdo.
O resíduo processado passará então por uma caracterização, para a determinação da sua granulometria, módulo de finura, porcentagem que compõe o RCD, dentre outros parâmetros. Após, define-se alguns pontos da produção dos blocos, tais como seu teor de umidade, teor de argamassa, porcentagem de incorporação do RCD e traço do concreto.
4.2 Fabricação dos blocos, cura e estocagem
Com todos os fatores que envolvem a produção dos blocos definidos, inicia-se o processo de fabricação propriamente dito. Todos os constituintes dos blocos precisam ser separados e pesados de acordo com o traço.
A priori, será adicionada água e o agregado graúdo na betoneira, a fim de se eliminar qualquer fino aderido à sua superfície, em seguida adiciona-se um pouco de cimento para formar uma pasta que envolva o agregado, então o agregado miúdo e o restante do cimento são adicionados e por último a água é adicionada aos poucos até a mistura atingir a consistência visualmente adequada.
O concreto produzido é levado até uma vibro-prensa, onde são produzidos os blocos. O concreto é en- tão depositado na gaveta alimentadora, que irá preencher o molde, onde sofrerá um processo de vibração. Em sequência, o bloco é compactado com auxílio dos extratores da máquina, e o processo se repete até que a for- ma do bloco esteja completa. Logo após, o bloco de concreto é desformado sobre um pallet. Estes passarão por um adequado processo de cura, pois devido à incorporação de RCD tendem a ter um consumo maior de água.
Problemas na cura, devido à presença de concretos, argamassas e cerâmicas como agregado são muito comuns, e para evita-los deve-se realizar uma cura úmida dos blocos. Para isso, deve-se estocá-los sobre uma base plana e sem impurezas e alocados em um lugar com umidade adequada e protegidos das intempéries.
Depois de atingida a quantidade de dias necessários de cura os blocos devem ser encaminhados para o laboratório, e lá devem permanecer por três dias até o início dos ensaios. Nesse tempo, os blocos que serão en- saiados a compressão direta devem ser capeados, para garantir que a tensão será aplicada por toda a extensão do bloco, com uma pasta de cimento e água. Vale salientar que a espessura do capeamento não deve ultrapassar 3 mm. Um exemplo de capeamento de bloco de concreto pode ser observado na Figura 4.
Figura 4.
Processo de Capeamento dos Blocos
Fonte: Autor.
Revista FENEC - 2(2): 337-344, agosto/setembro, 2018 343 Então os blocos devem ser submetidos aos ensaios de teor de umidade, teor de absorção, compressão di- reta, de acordo com a NBR 12118/2013. Logo depois, a resistência média dos blocos, em Mpa, será obtida de acordo com a NBR 6136/2016, bem como o teor de absorção.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Após a análise dos resultados, caso alguma das amostras submetidas a algum ensaio estejam em desa- cordo com o estabelecido por norma ou com o comportamento diferente de outras peças, a mesma deverá en- tão ser estudada para determinar se seu comportamento reflete diretamente nas características de qualidade dos blocos. Deve ser verificado se os resultados encontrados são provenientes de características dos materiais uti- lizados na produção ou se é devido a algum erro de fabricação.
Percebe-se que a utilização do RCD é uma alternativa para redução dos despejos desses materiais no meio ambiente, bem como uma forma viável e econômica de produção dos blocos de concreto. Ainda se ob- serva que é necessária uma análise mais aprofundada dos parâmetros da pesquisa incluindo ensaios, técnicas e procedimentos de produção das peças para que haja uma maior eficiência e padronização na produção dos blocos em grande escala.
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