AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA NO EMPREGO DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL NA FORMULAÇÃO DE CONCRETOS

AVALIAÇÃO TÉCNICO-ECONÔMICA NO EMPREGO DE RESÍDUOS

DE CONSTRUÇÃO CIVIL NA FORMULAÇÃO DE CONCRETOS

Erika Elis Kuo1_{; Márcio de Moraes Tavares}2_{; Willy Ank de Morais}3

1 _{Universidade Federal do ABC (UFABC). Guarujá, São Paulo, Brasil. Graduada em Engenharia Civil}

e Mestranda em Ciência e Engenharia dos Materiais. erikakuo@hotmail.com.

2 _{Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP). Guarujá, São Paulo, Brasil. Docente e Coordenador do}

Curso de Engenharia Civil e da Pós-graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho. mtavares@unaerp.br.

3 _{Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP). Guarujá, São Paulo, Brasil. Docente do Curso de}

Engenharia Civil. wmorais@unaerp.br.

RESUMO:

O presente trabalho tem como objetivo geral apresentar o potencial de utilização de RCC para produção de concreto reciclado, focando a análise na sua resistência a compressão e, assim, demonstrar a viabilidade técnica de se empregar RCC como agregado para a produção de novos concretos reciclados. Por isso, antes de se reciclar os RCC, alguns pontos precisam ser observados, tais como: controle tecnológico sobre os agregados produzidos; custo de aquisição dos agregados comuns versus agregados reciclados; investimento e custos para a reciclagem; possíveis aplicações para os agregados reciclados na obra; tipos de equipamentos disponíveis e especificações tecnológicas para reciclagem e armazenamento. No Brasil, por não haver um bom processo de separação dos resíduos na fonte e por ser feito o beneficiamento em instalações simples, os agregados reciclados não apresentam homogeneidade de suas características, dificultando seu emprego. Assim sendo, para o beneficiamento do RCC foram feitos ensaios e análises das características dos agregados miúdos e também a montagem de corpos de provas e teste de compressão, comprovando que o uso de RCC é eficiente para aplicação para construção civil e também uma importante ferramenta no desenvolvimento do país, entretanto é necessário conhecer o material empregado para que não haja perda e também um custo/benefício eficaz.

PALAVRAS-CHAVE: Reciclagem; Resíduos de Construção Civil; Concreto. ÁREA DE CONHECIMENTO: Tecnologias.

1 INTRODUÇÃO

A construção civil é uma das atividades mais antigas existentes, sendo realizada desde os primórdios da civilização e ainda presente como uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econômico e social. Entretanto, apesar de necessárias, as atividades da construção civil também podem causar diversos impactos ambientais. Os diversos subprodutos e resíduos originados das atividades envolvidas na construção civil levam à importância de se incorporar práticas de reciclagem e sustentabilidade neste setor (ADAMS, 2006).

Os conceitos de reciclagem e sustentabilidade são consequências da evolução da tecnologia e do crescimento da civilização moderna. Tal cenário têm provocado por um lado, a liberação de uma série de substâncias que impactam gradativamente o ambiente em que vivemos, mas que por outro suscitam uma maior consciência e reflexão por parte da sociedade. O desenvolvimento econômico sustentável é tema de vários relatórios e acordos como por exemplo, o Relatório Brundtland, o Relatório Nosso Futuro Comum, a Agenda 21 e o Protocolo de Kioto (DIAS, 2018). Particularmente, o aumento na extração de fontes não renováveis, aliada ao consumo crescente da população planetária, trouxeram à pauta também a questão da geração de resíduos sólidos, inclusive no setor da Construção Civil.

“Entulho de construção” é um termo usado na indústria da Construção Civil para designar sobras e rejeitos de materiais minerais provenientes de processos construtivos, tanto associados a obras novas, quanto a reformas e demolições. A Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição (ABRECON, 2019) estipula que os resíduos gerados nos processos construtivos, de reforma, escavação ou demolição devem ser designados como: Resíduos da Construção e Demolição (RCDs) ou Resíduos da Construção Civil (RCCs). A geração desses resíduos está associada a erros e práticas ineficazes, muitas delas historicamente enraizadas nas obras civis. Alguns exemplos desses casos, conforme apontados por Dias (2018) são: falhas na elaboração dos projetos e/ou erros na sua execução, matérias empregados de baixa qualidade, perdas no acondicionamento e transporte assim como práticas de execução que exigem retrabalho gerando descartes.

Desta forma, há uma necessidade premente de mudanças nas formas de utilização de matérias-primas oriundas de fontes não renováveis. Os impactos ambientais, sociais e econômicos causados pelos RCCs, impõe a necessidade da incorporação de práticas de reciclagem no setor da construção. Atualmente no Brasil, estão sendo criadas diretrizes, através de políticas públicas, direcionadas ao correto gerenciamento dos RCDs e RCCs (BRASIL – CASA CIVIL, 2010). Tais diretrizes, que ainda estão em fase de adaptação, buscam impor, às empresas geradoras de resíduos sólidos, o início de um novo comportamento visando a redução no impacto ambiental do setor (ABRECON, 2018).

Um caminho para mitigar os impactos na geração de resíduos é pela sua incorporação na formulação de novos concretos, incluídos como agregados reciclados em substituição parcial ou total aos agregados tradicionais (GOMES, 2015). Entretanto, esta é uma aplicação que exige estudos e cuidados, considerando o importante papel que os agregados desempenham no comportamento dos concretos (FUSCO, 2008).

1.1 PANORAMA DA RECICLAGEM DOS RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO

A reciclagem de materiais de construção civil para a produção de novas obras é uma prática existente desde a antiguidade, mas que tem se intensificado nos últimos anos. Segundo Porto e Silva (2008), na Alemanha por volta de 1860, foram

utilizadas sobras de blocos de concreto de cimento Portland, na fabricação de artefatos de concreto. Mas foi somente a partir de 1928 que começaram a ser ampliadas as pesquisas tecnológicas para avaliar o consumo de cimento, a quantidade de água e o efeito da granulometria dos agregados derivados de alvenaria britada e de concreto (LEVY, 1998). A aplicação desse material reciclado passou a ser empregada em larga escala, após o final da Segunda Guerra Mundial, para recompor cidades devastas, sendo assim, pode-se afirmar que o grande impulso no uso da reciclagem de entulho oriundo da construção civil iniciou-se a partir de 1946.

Conforme apresentado pelo gráfico da Figura 1, o continente Europeu destaca-se na reciclagem de resíduos sólidos na construção civil, gerando a atingir um total de 90% na Holanda, seguida de 87% na Bélgica e 81% na Dinamarca. Dentre os resíduos de construção civil gerado neste continente, os principais são: restos de concreto, tijolos, gesso, madeira, vidro, metais, plástico, solventes, amianto e solo escavado, muitos dos quais são reciclados em diversos países, conforme dados do biênio 2014/15 (DIAS, 2018). Países como a Alemanha, Japão e Estados Unidos vêm viabilizando seu potencial de reciclagem.

No Brasil são produzidos, anualmente, cerca de 84 milhões de metros cúbicos de resíduos de construção civil e demolição (RCCs e RCDs) (ABRECON, 2019). Estima-se que 90% dos resíduos poderiam ser reciclados pelas obras, isto é, a reciclagem da maior parte dos resíduos poderia ser realizada e aplicada no próprio canteiro de obra. Esta prática levaria à diminuição de custos relacionados ao manejo e também com descarte, muitas vezes feito de forma ilegal (SOARES E PFÜTZENREUTER, 2016).

Figura 1. Resíduos de Construção Civil em porcentagem em alguns países da Europa.

Fonte: Adaptado de Dias (2018).

O déficit no reaproveitamento dos resíduos está atrelado, em boa parte, à ausência de usinas de tratamento de RCCs, a falta de planejamento ou de técnicas de (re)aproveitamento dos resíduos na própria obra. Tudo isso leva aos geradores de RCCs e RCDs incorrerem em práticas de descarte muitas vezes danosas ao

meio ambiente. A incorporação de terceiros, os chamados “caçambeiros”, encarregados de recolher e dispor os resíduos das obras em locais pré-determinados, tem contribuído para que esse quadro seja amenizado, embora tais locais, conforme discutido por Porto e Silva (2008), nem sempre sejam os apropriados para o descarte, o que demandaria o estabelecimento de critérios de fiscalização mais assertivos.

Segundo Pinto (1999), nas cidades brasileiras de médio e grande porte, os resíduos originados de construções e demolições representam de 40 a 70% de todos os sólidos, cujo destino final é geralmente incorreto, acarretando prejuízos econômicos, sociais e ambientais. Por isso, as prefeituras de algumas destas cidades, estão implantando "Usinas de Reciclagem de Entulho", locais considerados mais adequados para receber os RCCs e RCDs. Tais instalações são constituídas basicamente por um espaço para deposição do resíduo, uma linha de separação, um britador, que processa o resíduo na granulometria desejada e um local de armazenamento, onde o entulho já processado aguarda para ser utilizado (PORTO e SILVA, 2008).

A Tabela 1 apresenta um panorama da concentração de usinas de reciclagem nos estados brasileiros, na qual percebe-se que o estado de São Paulo concentra 54% das instalações disponíveis. Na sequência vêm os estados do Rio de Janeiro e do Paraná, cada um com 7% das recicladoras. Entretanto, sabe-se que a quantidade de usinas existentes é maior, já que existem usinas na Região Norte não listadas na Tabela 1 (MIRANDA et al., 2016).

Tabela 1. Grupo de usinas recicladoras de RCC por estado.

Estado Usinas de Reciclagem

São Paulo 54%

Rio de Janeiro 7%

Rio Grande do Sul 7%

Paraná 7%

Paraíba 4%

Pernambuco 4%

Rio Grande do Norte 3%

Minas Gerais 3% Goiás 3% Ceara 3% Bahia 1% Distrito Federal 1% Espírito Santo 1%

Fonte: ABRECON (2015) e Miranda et al. (2016).

Embora a prática da reciclagem seja familiar à sociedade e mesmo sabendo da existência de usinas de reciclagem voltadas para os resíduos de construção e demolição em grandes cidades, tais como, São Paulo (SP), Belo Horizonte (MG),

Londrina (PR), João Pessoa (PB) e Petrolina (PE), ainda há uma carência de iniciativas para o uso/reaproveitamento desses materiais. Lima e Lima (2012) apontam que a reciclagem e reutilização dos resíduos despertam maiores interesses em estudos realizados nas Instituições de Ensino/Pesquisa do que na utilização prática efetiva nas obras. Atualmente são gerados no Brasil cerca de 290,5 mil toneladas de RCCs e apenas 0,6% tem sido reaproveitado (ABRECON, 2019). Por isso, a realidade nacional na reutilização de resíduos ainda é desafiadora, mas que está obtendo entusiasmo devido a preocupações ambientais.

1.2 USO EM ARGAMASSAS E CONCRETOS RECICLADOS

De acordo com Gomes et al. (2015), os agregados reciclados possuem algumas particularidades, tais como, maior porosidade e heterogeneidade, menor resistência e densidades. Também é possível apontar um maior teor de finos e/ou de materiais pulverulentos, formatos ou texturas superficiais irregulares e maior rugosidades. Assim, as características dos RCCs dependem de homogeneidade das matérias-primas e das técnicas construtivas que geraram os resíduos em questão. A Tabela 2 apresenta as principais características e aplicações de diferentes tipos de RCCs.

Tabela 2. Grupo de usinas recicladoras de RCC por estado.

PRODUTO CARACTERÍSTICAS USO RECOMENDADO

Areia reciclada

Material com dimensão máxima característica inferior a 4,8 mm, isento de impurezas, proveniente da reciclagem de concreto e blocos de concreto.

Argamassas de assentamento de alvenaria de vedação, contrapisos,

solo-cimento, blocos e tijolos de vedação.

Bica corrida

Material proveniente da reciclagem de resíduos da construção civil, livre de impurezas, com dimensão máxima característica de 63 mm (ou a critério do cliente).

Obras de base e sub-base de pavimentos, reforço e subleito de pavimentos, além de regularização de

vias não pavimentadas, aterros e acerto topográfico de terrenos.

Brita reciclada

Material com dimensão máxima característica inferior a 39 mm, isento de impurezas, proveniente da reciclagem de concreto e blocos de concreto.

Fabricação de concretos não estruturais e obras de drenagens.

Pedrisco reciclado

Material com dimensão máxima característica de 6,3 mm, isento de impurezas, proveniente da reciclagem de concreto e blocos de concreto.

Fabricação de artefatos de concreto, como blocos de vedação, pisos intertravados, manilhas de esgoto,

entre outros.

Rachão

Material com dimensão máxima característica inferior a 150 mm, isento de impurezas, proveniente da reciclagem de concreto e blocos de concreto.

Obras de pavimentação, drenagens e terraplenagem.

Fonte: THÉCHNE, 2006.

Deste modo, a matéria-prima empregada na construção civil pode ser novamente utilizada no próprio setor. Todavia, tornam-se necessário alinhar alguns

pontos para tornar a utilização dos resíduos de construção segura, confiável e econômica, conforme MIRANDA et al. (2016) e o Sinduscon-SP (2005):

A) Controle tecnológico sobre os agregados produzidos.

B) Custo de aquisição dos agregados comuns versus agregados reciclados;

C) Investimento e custos para a reciclagem (incluindo o custo de remoção dos RCC do canteiro de obras onde foram gerados);

D) Possíveis aplicações para os agregados reciclados na obra;

E) Tipos de equipamentos disponíveis e especificações tecnológicas para reciclagem;

F) Volume e fluxo estimado de geração para formação de um estoque de agregados.

Conforme Morand (2016), no Brasil, por não existir um bom procedimento de separação dos resíduos na fonte (canteiros de obra, demolições e reformas) e como o beneficiamento é realizado em instalações simples, os agregados reciclados não apontam constância de suas características, dificultando seu emprego. Mesmo assim, há emprego de materiais reciclados no Brasil, em diversas áreas, tais como:

A) pavimentação;

B) agregados para o concreto; C) agregados para a argamassa;

D) preenchimento de rasgos de paredes para tubulações; E) fixação (‘chumbamento’) de caixas elétricas e tubulações; F) contra piso de interiores de unidades habitacionais.

Adicionalmente, os resíduos de construção civil (RCCs) são mais limpos que os de demolição (RCDs), isso porque ainda não foram sujeitos a pinturas ou misturados a outras substâncias de tratamento de superfícies (OLIVEIRA, 2011). Com isso, espera-se um melhor desempenho no uso dos RCCs como agregado miúdo.

O agregado não só pode influenciar a resistência do concreto, como também podem produzir propriedades indesejáveis por comprometer a durabilidade e o desempenho estrutural do concreto. Uma granulometria equilibrada promove um concreto mais trabalhável e econômico, com desprezíveis índices de vazios, que reduzem os riscos de entrada dos agentes agressivos. Já partículas maiores fora dos limites especificados em norma, tendem a apresentar concretos com mais microfissuras (SBRIGHI NETO, 2005).

A forma das partículas e a textura superficial dos agregados, são características relevantes na mistura entre os componentes (cimento e agregado), pois influenciam na trabalhabilidade e na compacidade (SILVA e LIBORIO 2005). Isto é quanto mais grosseira a faceta, angulosas e alongadas, maior deverá ser a quantidade de pasta cimentícia para produzir misturas trabalháveis e, portanto, aumentam o custo do concreto. A Figura 2 ilustra as formas características das

partículas observadas em agregados empregados em concretos e argamassas (METHA e MONTEIRO, 1994).

Figura 2. Formas e angulosidades dos agregados.

Fonte: Metha e Monteiro (1994).

De acordo com Silva e Libório (2005), em termos de forma dos grãos, partículas chatas e alongadas têm uma tendência maior de reter água no instante em que o concreto está sendo adensado (exsudação interna), tornando a zona de transição mais porosa e propensa à fissuração. Por outro lado, partículas angulosas necessitam mais água de amassamento, pois mostram áreas superficiais maiores para mesmo volume, exigindo mais água de molhagem.

Uma distribuição granulométrica adequada do agregado é necessária para permitir maior densidade de empacotamento das partículas, viabilizando menor consumo de cimento para uma determinada trabalhabilidade, ocasionando um menor custo da obra (METHA e MONTEIRO, 1994). Além disso, uma estruturação adequada dos agregados leva a obter uma maior massa especifica ou menor índice de vazios no concreto final, melhorando sua resistência ao aparecimento de várias patologias.

2 OBJETIVOS

O presente trabalho tem como objetivo geral avaliar uma remessa de resíduos da construção civil (RCCs), disponível na Baixada Santista, caracterizando-o e fazendo a comparação com um agregado miúdo (areia), tipicamente empregado na região do Guarujá (SP). Além disso, objetiva-se avaliar o impacto das características físicas, mecânicas e econômicas de concretos com substituições variadas de agregado miúdo pelos RCCS.

3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 MATERIAIS

• cimento Portland CP II-F32, produzido pela CSN (Companhia Siderúrgica Nacional);

• entulho comum de construção civil de uma Usina de Reciclagem, localizada no município de São Vicente (SP), uma organização licenciada conforme Resolução CONAMA nº 307 e que faz a coleta, triagem e reciclagem de RCCs;

• agregado miúdo (areia) e graúdo (brita) distribuídos comercialmente no município do Guarujá (SP) no estado ‘in-natura’.

3.2 MÉTODOS

A partir das matérias-primas tradicionais e das recicladas, foram confeccionados corpos de prova (CPs) cilíndricos de 100200 mm, para ensaios de compressão conforme a ABNT NBR 5739 (2018). Para isso, determinou-se um traço de concreto conforme o método empregado por Roberto (2017), visando a uma resistência característica Fck = 20 MPa. O resultado, apresentado na Tabela 3, foi

empregado em todas as formulações, como um traço-base de concreto com a relação: 1:2,4:2,3:0,6; teor de argamassa de 59,65% e relação água/cimento de 0,6. Foram obtidos 3 CPs deste traço-base (1:2,4:2,3:0,6) e 3 CPs de cada uma de mais 3 dosagens, duas com substituições parciais e uma com substituição total do agregado miúdo pelos RCCs. Cada uma das 4 dosagens de traço obtidas foi designada da seguinte forma:

• Traço 1 - CPs de concreto convencional;

• Traço 2 - CPs de concreto com substituição de 50% da areia por RCCs; • Traço 3 - CPs de concreto com substituição de 75% da areia por RCCs e • Traço 4 - CPs de concreto com substituição de 100% da areia por RCCs.

A moldagem dos corpos de prova foi realizada seguindo a norma ABNT NBR 5738:2015; ainda de acordo com esta norma; para eliminação de bolhas de ar na mistura, são precisos de no mínimo 25 golpes manuais para o adensamento do concreto. Logo após a confecção os CPs, ilustrados na Figura 3, foram alocados em ambiente interno para cura, sendo desenformados e numerados aos 7 dias, e depois lá permaneceram por um período de 28 (vinte e oito) dias. Após este período, os CPs foram submetidos a ensaios de resistência à compressão para avaliar o grau de alteração nas características do concreto com uso de agregados reciclados.

Tabela 3. Carta de traço de concreto (1:2,4:2,3:0,6), visando Fck = 20 MPa, com as quantidades

necessárias para obter uma sequência de 3 corpos de prova (aproximadamente 15 kg).

CIMENTO (CP II-F32) AGREGADO MIÚDO (areia/RCCs) AGREGADO GRAÚDO (brita) ÁGUA(_*) Teor de Argamassa Relação Água/Cimento 2,50 kg 6,00 kg 5,75 kg 1,50 L 59,6% 0,60

Figura 3. Ilustração dos 4 conjuntos de 3 CPs preparados para avaliar a influência dos RCCs na

resistência à compressão (os números indicam os 4 diferentes traços estudados).

Fonte: Autores.

A caracterização dos agregados empregados na confecção dos 12 CPs (3 CPs para cada um dos 4 traços de concreto) se deu através de três formas:

• classificação granulométrica, pela passagem em um conjunto padrão de peneiras em conformidade com a ABNT NBR 7211 (2009) e determinação do módulo de finura (soma das porcentagens retidas acumuladas em massa de um agregado, nas peneiras da série normal, dividida por 100); • determinação da massa específica, pelo método de Arquimedes

(deslocamento de água), adaptando o método da ABNT NBR NM 45 e • da observação microscópica para determinação da forma e características

visuais das partículas das matérias-primas.

Na determinação da massa específica, em conformidade à ABNT NBR NM 45 (2006), normalmente é utilizada uma balança de 5 kg com precisão de 1 g. No entanto empregou-se uma balança semi-analítica com capacidade de 3 kg e com uma precisão de 0,01 g. A análise de deslocamento foi feita em água deionizada empregando-se provetas de 1 e 0,500 L e cinco medições com amostras diferentes de cada material. A determinação da massa específica foi feita através da equação:

𝜌 =𝑚

𝑉 (1)

Na qual:

•  é a massa específica em [g/cm3_];

• m é a massa em [g] e

• V é o volume em [cm3_{], por sua vez determinado através de:}

𝑉 = ∆𝑉𝐻₂0− 𝑈 (2) Na qual:

4

4

4

3

3

3

• VH20 é o volume deslocado de água = nível depois – nível antes, da adição de uma amostra a ter a massa específica determinada, em [cm3_]

e

• U é o volume da umidade presente na amostra, calculo a partir do seu teor de umidade.

Para a determinação da umidade utilizou o método descrito na ABNT NBR 9939 (2011), também utilizado por Kuo et al. (2016). Amostras das matérias-primas para o concreto (cimento, areia, brita e RCCs) foram pesadas antes em uma balança semi-analítica (capacidade de 3 kg e precisão de 0,01 g), submetendo-se os mesmos em uma estufa por 24± horas a 100 ± 5°C, pesando-as novamente e repetindo o processo com intervalor menor (2 horas) até a diferença na massa ser desprezível. Uma vez estabilizada a massa, a determinação do grau de umidade foi feita pela equação:

𝐻 =𝑀𝑎𝐼− 𝑀𝑎𝐹 𝑀𝑎𝐹

× (100) (3)

Na qual:

• H é o grau de umidade %; • MaI é a massa Inicial; • MaF é a massa Final.

Para realização dos ensaios de compressão, conforme a ABNT NBR 5739 (2018), empregou-se uma prensa hidráulica manual, disponível no CTE da UNAERP-Guarujá, com capacidade de aplicar 70 toneladas durante um ensaio de compressão. Para que a carga seja distribuída uniformemente em todos os CPs, foi necessário o desbastamento manual com lixa para retirar rugosidade das extremidades de cada CP e posterior verificação com esquadro metálico. A determinação da resistência à compressão apresentada pelas amostras é feita pela equação:

𝜎 = 𝐹

𝐴 ∙ 98,06 (4)

Na qual:

•  é a tensão de resistência em [MPa]; • F é a força em [t];

• A é a área em [cm²] e

•

4 DESENVOLVIMENTO

4.1 RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados dos ensaios granulométricos, apresentados na Tabela 4, ilustram as características e o módulo de finura dos agregados miúdos empregados.

Tabela 4. Composição granulométrica dos agregados empregados neste estudo

(areia comum e RCCs).

Peneira Peso retido (g) Areia Peso retido (g) RCCs %Retido Areia %Retido RCCs Retido acumulado % Areia RCCs 2,36 mm 37,08 51,57 3,9% 7,8% 4% 8% 1,18 mm 109,4 149,42 11,4% 22,7% 15% 31% 600 μm 212,6 185,19 22,1% 28,1% 37% 59% 425 μm 142,17 77,5 14,8% 11,8% 52% 70% 300 μm 210,8 48,95 21,9% 7,4% 74% 78% 150 μm 214 93,3 22,3% 14,2% 96% 92% 75 μm 27,3 44,5 2,8% 6,8% 99% 99% Fundo 6,8 6,5 0,7% 1,0% 100% 100% MF 0,04 0,04 Fonte: Autores.

Pode-se afirmar que a distribuição de tamanho das partículas obedece a um padrão de solo arenoso, como ilustrado pelo aspecto final das amostras após análise granulométrica, apresentada na Figura 4. Houve uma maior quantidade de material retido nas peneiras de 1,18 mm, 600 μm, 425 μm, 300 μm e 150 μm na amostra de areia comum e nas peneiras de 600 μm, 150 μm e 1,18 mm e 600 μm para os RCCs.

A maneira como os agregados se distribuem e a forma que apresentam suas partículas constituintes, levam a estes agregados a uma maior ou menor compacidade, que é uma de suas propriedades mais importantes, já que interfere diretamente no concreto (FRAZÃO et al., 2007).

Figura 4. Aspecto da amostra de areia convencional (à esquerda) e dos

RCCs finos (à direita) após análise granulométrica.

Fonte: Autores.

As Figuras 5 e 6 mostram os resultados do %retido (porcentagens de retidos) e %retido acumulado nas amostras de areia comum e RCCs. Particularmente, as duas curvas da Figura 6 ilustram que os RCCs apresentam uma maior heterogeneidade dimensional, em relação à areia analisada, que contém partículas mais homogêneas do que as encontradas nos RCCs,

A Figura 7 apresenta o aspecto dos agregados, como vistos ao microscópio. O agregado miúdo convencional (areia), apresenta grãos típicos de quartzo, feldspato e minerais variados. Em contrapartida, no agregado reciclado nota-se uma multimistura, provavelmente oriundos de cerâmicas vermelhas (restos de tijolos e/ou telhas) e outros compostos de construção (concreto e/ou argamassas) presentes neste material. A Figura 4, inclusive, indica uma tendência de tonalidade avermelhada na amostra de RCCs, para os tamanhos menores de partículas (abaixo de 300 m)

Figura 5. Curva granulométrica do %retido dos agregados empregados neste estudo

(areia comum e RCCs).

Fonte: Autores.

Figura 6. Curva granulométrica do % retido acumulado dos agregados empregados neste estudo (areia comum e RCCs). Fonte: Autores.

0%

10%

20%

30%

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

R

etido

Abertura da Peneira (μm)

0%

50%

100%

150%

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

R

etido

Ac

umulado

Abertura da Peneira (μm)

Figura 7. Visão geral das partículas formadoras dos agregados empregados neste estudo

(areia comum e RCCs), ampliação ótica 50X.

Fonte: Autores.

Os RCCs apresentam texturas mais rugosas, superfícies mais porosas e maior variação dimensional, conforme pode ser observado na Tabela 5. Vale ressaltar que as areias naturais e recicladas não apresentaram diferenças significativas em relação à forma de suas partículas. Conforme apresentado na revisão deste estudo, as partículas de areia convencional são formadas por: esféricos e granular, em contrapartida os RCCs são formadas por partículas porosas e angulares (vide Fig. 2).

Tabela 5. Comparação morfológica das partículas dos agregados empregados neste estudo

(areia comum e RCCs). Escala de imagem Areia RCCs Escala de imagem Areia RCCs 200 μm 600 μm 400 μm 800 μm 1000 μm Fonte: Autores.

4.3 DENSIDADE, TEOR DE UMIDADE E MASSA ESPECÍFICA DOS AGREGADOS

A Tabela 6 mostra a média dos resultados obtidos da umidade e da massa unitária dos componentes utilizado no concreto (areia convencional, RCC, cimento, brita). Os ensaios de teor de umidade são importantes, pois oferecem dados para correção da quantidade de água para correta dosagem do concreto. Para a massa específica o ensaio se faz necessário para conhecimento e maior controle do traço, uma vez que os RCC tendem apresentar um uma menor densidade devido à camada residual de cimento presente no agregado.

Para confecção os traços empregando agregados convencionais e reciclados, considerou-se o teor de umidade obtida nas matérias-primas e o traço originalmente empregado por Roberto (2017), obtendo-se os dados apresentados na Tabela 7.

Tabela 6. Resultados do ensaio de teor de umidade das matérias-primas empregadas neste estudo.

Componente %Umidade Massa específica (g/cm3₎ Média Desvio padrão Coeficiente de Variação RCCs 6,0% 2,60 0,61 23% Areia 4,7% 2,61 0,43 16% Brita 2,2% 2,66 0,11 4% Cimento 2,2% 3,14 0,11 4% Fonte: Autores.

Tabela 7. Dosagem dos traços empregando agregado miúdo e RCCs.

Componente Fração

no traço Traço 1 (Kg) Traço 2 (Kg) Traço 3 (Kg) Traço 4 (Kg)

Cimento 1,0 2,50 2,50 2,50 2,50 Areia 2,4 a 0 6,00 4,50 3,00 0,00 RCC 0 a 2,4 0,00 1,50 3,00 6,00 Brita 2,3 5,75 5,75 5,75 5,75 Água 0,6 1,50 1,50 1,50 1,50 TOTAL 15,75 Fonte: Autores.

4.4 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA COMPRESSÃO AXIAL

Os resultados obtidos nos ensaios de compressão axial, apresentados na Tabela 8, permitem atestar que o incremento no uso de RCCs, influencia negativamente na resistência, de modo que, conforme aumenta-se a adição de RCCs, diminui-se a resistência à compressão. Ainda assim está dentro do esperado para este método de dosagem e não apresentam desvios significativos, ou seja, os valores de carga são muito próximos em face à variabilidade de características que os RCCs podem apresentar, conforme a literatura (MORAND, 2016).

Neste estudo foram analisados os custos/benefícios na utilização do RCC em relação a areia. Para isso, considerou-se os custos de mercado (custos por volume ou R$ por m3_{), obtidos em uma tomada de preços feita pelos autores no mercado}

local do município de Guarujá (SP), entre os meses de outubro e novembro de 2019. O cálculo do custo por unidade de massa foi realizado empregando-se as massas específicas medidas neste trabalho e apresentadas na Tabela 6:

• Areia: R$ 90,00/m3 ou R$ 0,03/kg (considerando  = 2,61 ton./m3_);

• RCC: R$ 15,00 / m3 ou R$ 0,01/kg (considerando  = 2,60 ton./m3_);

• Brita: R$ 79,00 / m3 ou R$ 0,03/kg (considerando  = 2,66 ton./m3_);

• Cimento: R$ 20,00 /saco (50 kg) ou R$ 0,40/kg;

• Água: R$ 5,60 / m3 ou R$ 0,01/kg (considerando  = 1,00 ton./m3_).

Tabela 8. Resultados dos Ensaios de compressão axial nos CPs com sem adição de RCCs.

CPs Traço 1 (0% RCCs) Traço 2 (50% RCCs) Traço 3 (75% RCCs) Traço 4 (100% RCCs) Resistência do concreto (MPa) 18,4 16,0 15,1 13,7 19,3 16,4 14,7 13,8 17,4 16,4 14,2 14,2 Média (MPa) 18,4 16,3 14,7 13,9 Desv. Padrão (MPa) 0,95 0,23 0,45 0,26 Coef. Variação 5,2% 1,4% 3,1% 1,9% Resistência relativa 100% 88% 79% 75%

Fonte: Autores.

Assim é possível descrever o cenário de custos para a produção de concreto normal, como apresentado na Tabela 9. Neste caso, ao se empregar 100% de agregado miúdo natural (areia), esta apresenta um impacto de 15% (ou R$ 0,013/kg) no custo final do concreto. Quando se optar pela substituição integral da areia por RCCs, o impacto no custo total cai para 3% (ou R$ 0,002/kg). Assim sendo, o traço de concreto estudado neste trabalho, empregando apenas RCCs no lugar da areia, apresenta um custo 12% menor ao custo do concreto só com areia, ou 88% do custo do concreto feito apenas com areia como agregado miúdo.

Tabela 9. Resultados dos Ensaios de compressão axial nos CPs com sem adição de RCCs.

Material %Participação no traço do concreto Custo individual do material (R$/kg) Impacto no custo do concreto (R$/kg) % Impacto no custo do concreto Cimento 16% R$ 0,40 R$ 0,063 72% 82% Areia 38% R$ 0,03 R$ 0,013 15% - RCC 38% R$ 0,01 R$ 0,002 - 3% Brita 37% R$ 0,03 R$ 0,011 12% 14% Água 10% R$ 0,01 R$ 0,001 1% 1% TOTAL 100% - R$ 0,090 100% 100% Fonte: Autores.

No entanto o RCC impactou negativamente na resistência do concreto obtido ao fazer a substituição da areia (vide item 4.3). Por isso, deve-se fazer a conciliação da perda de resistência pelo ganho em custo. O concreto deste estudo, ao ser produzido só com agregados finos compostos por RCCs, apresentou 75% da resistência (vide Tab. 8) e 88% do custo total do concreto empregando só areia como agregado miúdo.

Assim, a diferença final, considerando a compensação da diminuição da resistência e do custo, apresentada na Tabela 10, aponta que, nas condições deste estudo, há uma perda na efetividade estrutural-econômica do concreto pela substituição integral da areia pelo RCCs.

Tabela 10. Resultados comparativos da resistência e da relação resistência/custo dos concretos sem

e com o uso de RCC.

%Substituição da areia pelo RCC 0% 50% 75% 100% Resistência do concreto (MPa) 18,36 16,27 14,67 13,88 Resistência Relativa, %R 100% 89% 80% 76%

Custo relativo 100% 94% 91% 88%

Diferença de desempenho 0% -5% -11% -12%

Fonte: Autores.

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O reuso dos resíduos de construção (RCCs) e de demolição (RCDs) podem contribuir com sustentabilidade das atividades humanas, porém, apesar de serem úteis em diversas aplicações, ainda são muito pouco empregados.

Nos ensaios realizados neste estudo notou-se uma diferença entre os agregados convencionais e os RCCs, principalmente em relação à heterogeneidade de suas partículas. Em termos de desempenho mecânico/estrutural, o uso dos RCCs estudados ocasionou uma perda de até 25% na resistência. Adicionalmente, apesar dos RCCs terem menor custo que a areia, não houve uma compensação econômica da perda de resistência, já que o impacto no custo é menor (12%).

Porém, a grande vantagem no uso de RCC é a garantia de sustentabilidade e pode-se concluir que, atualmente a reciclagem é uma importante ferramenta para preservação e prevenção do meio ambiente visando o desenvolvimento sustentável e para a economia do país.

6 REFERÊNCIAS

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