RAFAEL REINHEIMER DOS SANTOS
ESTUDO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DO CONCRETO
PERMEÁVEL COM SUBSTITUIÇÃO DE AGREGADO NATURAL POR
AGREGADO RECICLADO
Santa Rosa 2017
RAFAEL REINHEIMER DOS SANTOS
ESTUDO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DO CONCRETO
PERMEÁVEL COM SUBSTITUIÇÃO DE AGREGADO NATURAL POR
AGREGADO RECICLADO
Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Me. Eder Claro Pedrozo
Santa Rosa 2017
Dedico este trabalho em especial aos meus pais Dilce e Valmir que acreditaram e investiram em mim,
e aos demais familiares e amigos que me incentivaram de alguma forma. A todos, o meu muito obrigado.
AGRADECIMENTOS
À Deus por ter me dado saúde e força para superar as dificuldades e me manter firme e forte.
Ao Professor orientador Eder Claro Pedrozo pelo acompanhamento e suporte prestado durante todo o período de desenvolvimento do trabalho de conclusão de curso.
Aos professores e funcionários da Unijuí, que contribuíram para que este Curso de Engenharia Civil pudesse ser realizado e com tamanho sucesso.
À Unijuí por proporcionar toda a aprendizagem adquirida, assim como disponibilizar toda a infraestrutura necessária para o desenvolvimento do estudo.
À minha mãe Dilce e ao meu pai Valmir, pelo amor, incentivo e apoio incondicional. A vocês o meu eterno muito obrigado.
À minha irmã Camila, cunhado Cristiano e afilhado Muriel pelo apoio e força nesta difícil, mas próspera caminhada.
Agradeço também aos meus colegas e amigos, Luander, Lara e Eduardo, pela ajuda na realização das atividades em laboratório. Muito Obrigado.
Agradeço aos Laboratoristas da engenharia civil da Unijuí, o Luiz em Ijuí e principalmente ao Marcos em Santa Rosa, onde sempre esteve disposto a me auxiliar durante as atividades em laboratório. Muito obrigado.
E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte incentivando e dando força para que chegássemos até aqui.
Você pode encarar um erro como uma besteira a ser esquecida, ou como um resultado que aponta uma nova direção. Steve Jobs
RESUMO
SANTOS, R.R. ESTUDO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DO CONCRETO
PERMEÁVEL COM SUBSTITUIÇÃO DE AGREGADO NATURAL POR
AGREGADO RECICLADO. 2017. Trabalho de Conclusão de Curso. Curso de
Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Santa Rosa, 2017.
Diante do elevado crescimento populacional e dos inúmeros empreendimentos em construção nos grandes centros urbanos, a geração de resíduos juntamente com o aumento das áreas impermeáveis, estão causando grandes prejuízos como enchentes e inundações. Visando o correto destino dos resíduos da construção civil, preservação do meio ambiente e bem estar das populações urbanas, torna-se necessário buscar uma solução que venha contribuir para a correção destes problemas. Então o presente trabalho busca analisar as características mecânicas e viabilidade técnica do concreto permeável com substituição parcial do agregado natural por resíduos da construção civil. Dessa forma, explanando os detalhes da produção do concreto permeável e os resultados encontrados através dos ensaios aplicados neste estudo. Logo, visando à contribuição com o meio ambiente, visto que atualmente na maioria das construções, os resíduos gerados não possuem um destino correto, assim como um concreto que possa ser utilizado em espaços urbanos, a fim de contribuir para a melhor distribuição das áreas permeáveis. As dosagens mantiveram-se no concreto referencial, concreto com 15% de RCD, 25% de RCD e 35% RCD, onde dentre os resultados obtidos, destacou-se o concreto de 15% RCD, pois apresentou melhores resultados durante os ensaios realizados.
Palavras-chave: Concreto permeável, Agregado reciclado, Concreto permeável
SANTOS, R.R. ESTUDO DA RESISTÊNCIA MECÂNICA DO CONCRETO
PERMEÁVEL COM SUBSTITUIÇÃO DE AGREGADO NATURAL POR
AGREGADO RECICLADO. 2017. Projeto de Trabalho de Conclusão de Curso.
Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul – UNIJUÍ, Santa Rosa, 2017.
Due to the high population growth and the numerous projects under construction in large urban centers, the creation of waste and the increase of impermeable areas are causing great damages such as floods. Aiming at the correct destination of the construction waste, the environment preservation and well-being of the urban population, it is necessary to find a solution that contributes to the correction of these problems. So, the present work analyzes the mechanical characteristics and technical viability of the permeable concrete with partial replacement of the natural aggregate from the civil construction waste. Explaining the details of the production of the permeable concrete and the results found through the tests applied in this study. Therefore, in order to contribute to the environment, since in most of the buildings, the waste generated does not have a correct destination, as well as a concrete that can be used in urban spaces, in order to contribute to the better distribution of permeable areas. The dosages were kept in the reference concrete, concrete with 15% RCD, 25% RCD and 35% RCD, where the 15% RCD concrete was the highlight, as it presented better results during the tests performed.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Concreto permeável ... 19
Figura 2 - Concreto permeável decorativo para os Jogos Olímpicos de 2008. ... 21
Figura 3 - Utilização de concreto permeável em paisagismo com chafariz. ... 22
Figura 4 – Verificação do teor de água ... 24
Figura 5 - Concreto permeável e concreto convencional durante uma precipitação . 26 Figura 6 - Diferença entre superfícies de pavimento de concreto permeável e pavimento asfáltico impermeável após a ocorrência de precipitação. ... 26
Figura 7 - Classificação dos agregados segundo a sua obtenção ... 30
Figura 8 - Aterro de estocagem de resíduos das construções civis do município de São José dos Campos - SP ... 33
Figura 9 - Delineamento ... 40
Figura 10 - Agregado Graúdo Natural (Brita 0) ... 42
Figura 11 – Agregado Graúdo Reciclado (Brita 0) ... 43
Figura 12 - – Curva granulométrica Agregado Graúdo Natural ... 44
Figura 13 - Curva granulométrica Agregado Graúdo Reciclado ... 45
Figura 14 – Mistura e homogeneização do concreto permeável ... 49
Figura 15 – Corpos de prova cilíndricos moldados ... 51
Figura 16 – Compactação das placas ... 52
Figura 17 – Corpos de prova cilíndricos identificados ... 53
Figura 18 – Corpos de prova cilíndricos sendo capeados ... 54
Figura 19 – Corpos de prova cilíndricos em ensaio à compressão ... 55
Figura 20 – Demonstração de ensaio de tração por compressão diametral ... 56
Figura 21 – Corpo de prova sendo ensaiado em tração por compressão diametral . 57 Figura 22 – Execução do ensaio de taxa de infiltração ... 58
Figura 23 – Gráfico comparativo dos resultados dos ensaios de resistência à compressão ... 60
Figura 24 – Gráfico comparativo dos resultados dos ensaios de resistência à tração ... 62
Figura 25 – Gráfico dos resultados dos ensaios de taxa de infiltração ... 65
Figura 26 – Aparência do concreto referencial ... 67
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Boletim de Ensaios de Cimento CP V – ARI RS (Referência Julho/2017)
... 41
Tabela 2 – Caracterização dos agregados graúdos ... 44
Tabela 3 – Amostras ensaiadas aos 28 dias ... 46
Tabela 4 – Amostras ensaiadas aos 56 dias Fonte: Autoria própria, 2017 ... 46
Tabela 5 – Dosagem inicial do concreto ... 47
Tabela 6 - Dosagem final do concreto ... 49
Tabela 7 – Resultados dos ensaios de resistência à compressão aos 28 dias ... 59
Tabela 8 – Resultados do ensaio de resistência à compressão aos 56 dias ... 59
Tabela 9 - Resultados dos ensaios de resistência à tração por comp. diametral aos 28 dias ... 62
Tabela 10 – Resultados dos ensaios de resistência à tração por comp. diametral aos 56 dias ... 62
Tabela 11 – Resultados dos ensaios de taxa de infiltração aos 28 dias ... 64
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACI American Concrete Institute
ASTM American Society for Testing and Materials
cm Cemtímetros
CO2 Dióxido de Carbone
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
Kg Quilogramas
LEC Laboratório de Engenharia Civil LEED Liderança em Energia e Design Ambiental
m³ Metros cúbicos
mm Milímetros
MPa Mega Pascal
NBR Norma Brasileira
ºC Graus Célsius
RCD Resíduos de Construção e Demolição
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 13 1.1 CONTEXTO ... 14 1.2 PROBLEMA ... 15 1.3 QUESTÕES DE PESQUISA ... 15 1.3.1 Questão Principal ... 15 1.3.2 Questão Secundária ... 16 1.4 OBJETIVOS DE PESQUISA ... 16 1.4.1 Objetivo Geral ... 16 1.4.2 Objetivos Específicos ... 16 1.5 DELIMITAÇÃO ... 16 2 REVISÃO DA LITERATURA ... 17 2.1 CONCRETO CONVENCIONAL ... 17
2.1.1 Conceito do concreto convencional ... 17
2.1.2 História do concreto convencional ... 18
2.2 CONCRETO PERMEÁVEL ... 19
2.2.1 Conceito do concreto permeável ... 19
2.2.2 História do concreto permeável ... 20
2.2.3 Aplicação do concreto permeável ... 21
2.2.4 Características do concreto permeável ... 22
2.2.5 Cimento Portland ... 27
2.2.6 Agregado graúdo ... 30
2.2.7 Água ... 31
2.3 AGREGADOS RECICLADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL E DEMOLIÇÃO ... 31
2.3.1 Princípios Gerais ... 31 2.3.2 Classificação ... 36 3 METODOLOGIA DE PESQUISA ... 38 3.1 METODOLOGIA CIENTÍFICA ... 38 3.2 ESTRATÉGIA DE PESQUISA ... 38 3.3 DELINEAMENTO ... 39 3.4 MATERIAIS ... 40 3.4.1 Aglomerante ... 41
3.4.4 Aditivo Superplastificante ... 45
3.4.5 Água potável ... 46
3.5 ENSAIOS LABORATORIAIS ... 46
3.5.1 Dosagem ... 47
3.5.2 Mistura ... 49
3.5.3 Moldagem das amostras ... 50
3.5.4 Capeamento dos corpos de prova cilíndricos ... 53
3.5.5 Resistência à compressão axial simples ... 54
3.5.6 Resistência à tração por compressão diametral ... 55
3.5.7 Taxa de Infiltração ... 57
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 59
4.1 ENSAIO DE RESISTÊNCIA MECÂNICA À COMPRESSÃO AXIAL SIMPLES ... 59
4.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA MECÂNICA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL ... 61
4.3 ENSAIO DE TAXA DE INFILTRAÇÃO DE ÁGUA ... 64
4.4 ANÁLISE TÁTIL VISUAL DO CONCRETO EM ESTADO FRESCO ... 66
1 INTRODUÇÃO
O atual crescimento dos grandes centros urbanos vem despertando a preocupação da sociedade como um todo, afinal quando tratamos de permeabilidade, é notório que a ausência de áreas permeáveis vem aumentando. Dessa forma impactando direta e negativamente o meio ambiente, assim como causando danos ao escoamento urbano, uma vez que o sistema de escoamento urbano não atende a quantidade de águas pluviais escoados por ele, ocasionando assim enchentes urbanas.
Segundo Araújo; Tucci e Goldenfum (2000) a ocupação urbana através de áreas impermeáveis como telhados, passeios, ruas, estacionamentos, e outros altera as características de volume e qualidade do ciclo hidrológico. O resultado dessas superfícies tem sido o aumento das enchentes urbanas e a degradação da qualidade das águas pluviais.
A pouca quantidade de aterros próximos às zonas centrais, vem dificultando a administração dos resíduos nos grandes centros urbanos, resultando com que o custo do transporte e aterramento desses materiais fique cada vez mais caro. Dessa forma, contribuindo diretamente para o surgimento de depósito clandestino, seja em terrenos baldios, no decorrer das margens dos rios ou nas ruas, causando inundações, enchentes, poluição ambiental, proliferação de doenças, trazendo consigo um enorme custo social e ambiental, tanto para a população quanto para o governo (SILVA, 2004).
O acelerado crescimento urbano acompanhado do impacto ambiental causado pela geração e destino incorreto de resíduos sólidos, tais como, lixo doméstico e resíduos industriais e da construção civil, são os principais fatores para a obstrução de bueiros. Diante disso, esta pesquisa busca encontrar um destino ideal para a utilização dos resíduos gerados nas construções civis, assim como, desenvolver um modelo de concreto permeável que reutilize esse material reciclado. Dessa maneira, solucionando também a deficiência da falta permeabilidade que o atual concreto utilizado em centros urbanos possui.
A tendência moderna no segmento de drenagem urbana busca a manutenção das condições de pré-desenvolvimento, assim agindo na fonte da
geração do escoamento superficial. Para isso, devem utilizar instrumentos de acréscimo de infiltração e de aumento do atraso do escoamento. Um tipo de instrumento utilizado com este fim é o pavimento permeável, que pode reduzir volumes de escoamento superficial e vazões de pico a níveis iguais ou até inferiores aos observados antes da urbanização. (ARAÚJO; TUCCI e GOLDENFUM, 2000).
1.1 CONTEXTO
A construção civil é a base do crescimento e desenvolvimento das cidades, consequentemente a indústria da construção consome anualmente um grande volume de materiais e recursos naturais, além de gerar resíduos impactando diretamente o meio ambiente. Juntando à crescente geração de resíduos, observa-se intenso crescimento populacional com concentração nos centros urbanos, que cria regiões de pouca ou nenhuma permeabilidade. (PEREIRA e BARBOSA, 2015).
As ações públicas para as soluções desses problemas no Brasil geralmente estão voltadas para as medidas estruturais. As soluções normalmente encontradas por parte do poder público têm sido as redes de drenagem, que basicamente transferem a inundação de um ponto para outro sem que se avaliem os reais benefícios da obra. Estas ações atuam sobre o efeito e não sobre as causas do aumento da vazão, que é o aumento das superfícies impermeáveis. (ARAÚJO; TUCCI e GOLDENFUM, 2000).
Buscando melhores alternativas para destinação dos resíduos gerados pela construção civil, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), criou a resolução nº 307, de 5 de julho de 2002. Nela estão estabelecidas diretrizes, critérios e procedimentos para a correta gestão dos resíduos da construção civil, buscando assim minimizar os impactos ambientais. (BRASIL, 2002).
De acordo com Leite (2001) a reciclagem é a melhor maneira para reduzir o impacto que o ambiente pode sofrer como o consumo de matéria prima e a geração descontrolada de resíduos. Dentre os últimos anos a reciclagem de resíduos tem recebido alguns incentivos em todo o mundo seja por questões políticas, econômicas ou ecológicas. A reciclagem de resíduos de construção deverá minimizar também os prejuízos com o gerenciamento dos resíduos sólidos dos municípios.
1.2 PROBLEMA
Ainda que nos últimos anos a economia voltada ao setor da construção civil tenha demonstrado uma redução das suas atividades, continua sendo desse setor a maior utilização de matéria prima fornecida da natureza. Beltrame (2013) estima que as edificações consomem 34% do fornecimento mundial de água, 66% de toda a madeira extraída, e sua operação utiliza mais de 40% de toda a energia produzida no mundo.
O consumo de materiais pela construção civil nos municípios é distribuído. Cerca de 75% dos resíduos gerados pela construção nas cidades tem origem de eventos informais (obras de construção, reformas e demolições, geralmente realizadas pelos próprios usuários dos imóveis). (PINTO, 2005).
A impermeabilização do solo urbano, presente nas vias pavimentadas, nos estacionamentos e em telhados, causa a diminuição da infiltração de água no solo e da evapotranspiração. Quando da ocorrência de chuvas, essas contribuição se transforma em escoamento superficial tendo como consequência o aumento dos volumes escoados e das vazões de pico. (PINTO, 2011)
Sendo assim, é de extrema importância que sejam determinadas medidas específicas ligando a destinação e reutilização dos resíduos da construção civil com a utilização de recursos e produtos que contribuem e facilitam a permeabilidade hídrica nos centros urbanos, assim amenizando os prejuízos à sociedade e ao meio ambiente.
1.3 QUESTÕES DE PESQUISA
1.3.1 Questão Principal
A questão principal de pesquisa deste trabalho é:
O concreto permeável produzido com a utilização de resíduos reciclados das construções civis possui viabilidade técnica?
1.3.2 Questão Secundária
As questões secundárias do trabalho serão:
Qual o percentual de resíduos reciclados pode prover ao concreto permeável o melhor desempenho?
Quais os benefícios que a utilização dos agregados reciclados na produção de concreto permeável pode trazer para o meio ambiente?
1.4 OBJETIVOS DE PESQUISA
1.4.1 Objetivo Geral
Verificar a viabilidade da utilização de agregados graúdos de resíduos reciclados oriundos da construção civil, como substituto parcial do agregado convencional, para a produção de elementos de concreto permeável.
1.4.2 Objetivos Específicos
Os objetivos específicos são:
Verificar a influencia da utilização do RCD na resistência mecânica do concreto permeável;
Verificar a permeabilidade do concreto permeável constituinte de RCD. 1.5 DELIMITAÇÃO
A presente pesquisa será delimitada por meio de ensaios realizados em corpos de provas moldados com a utilização do agregado graúdo reciclado, assim caracterizando as especificações das amostras e resultando na real eficiência do produto.
2 REVISÃO DA LITERATURA
Este capítulo de revisão bibliográfica busca trazer maior compreensão a fim de definir e explanar critérios que são delimitadores para o estudo em questão, assim dando base para o desenvolvimento da pesquisa.
2.1 CONCRETO CONVENCIONAL
2.1.1 Conceito do concreto convencional
Segundo Araújo (2014), concreto é o material consequente da mistura dos agregados (naturais ou britados) com cimento e água. Para algumas funções específicas, são acrescentados aditivos químicos, como retardadores ou aceleradores de pega, plastificantes e superplastificantes, e adições minerais (escórias de alto-forno, pozolanas, fíllers, calcários, microssílica, etc.) que aprimoram as características do concreto fresco ou endurecido. A resistência do concreto endurecido varia conforme alguns fatores, como o consumo de cimento e da água da mistura, o grau de adensamento, os tipos de agregados e de aditivos, etc. Quanto maior for o consumo de cimento e quanto menor for a relação água-cimento, maior será a resistência à compressão. A relação água-cimento define a porosidade da pasta de cimento endurecida, logo, as propriedades mecânicas do concreto.
Em sentido geral, o concreto é qualquer produto ou massa produzido por meio do emprego de um cimentante. Geralmente esse cimentante é o produto da reação entre um cimento hidráulico e a água. O concreto pode ser fabricado com diversos tipos de cimento, assim como também pode conter pozolana, cinza volante, escória de alto-forno, sílica ativa, adições minerais, agregados de concreto reciclado, aditivos, polímeros e fibras. Ainda podem-se ter esses concretos aquecidos, curados a vapor, auto-clavados, tratados a vácuo, prensados, vibrados por impactos, extrudados e projetados. (NEVILLE e BROOKS, 2013).
2.1.2 História do concreto convencional
O concreto de cimento Portland é atualmente o mais importante material de construção civil. Pode ser considerado como uma das descobertas mais interessantes da história. Houve a sua descoberta no século XIX e posteriormente o seu intenso uso no século XX, que acabou por se transformar no material mais consumido pelo homem, ficando atrás apenas da água. O concreto proporcionou revolucionar a arte de projetar e construir estruturas. (HELENE e ANDRADE, 2010).
Nos países ao redor do mundo e inclusive no Brasil, o concreto teve e ainda tem um papel de destaque, sendo então o principal material usado em construção, e por consequência o material mais consumido também. (HELENE e ANDRADE, 2010).
De acordo com Nicola (2010), o surgimento do concreto trouxe consigo a necessidade de unir a durabilidade da pedra com a resistência do aço, assim obtendo as vantagens do material composto, de poder assumir qualquer forma, com rapidez e facilidade, e ainda com o aço envolvido e protegido pelo concreto para evitar a sua corrosão. Os materiais de construção produzidos tendo como base o cimento, então chamados “materiais cimentícios”, podem ser considerados os materiais mais relevantes já obtidos pelo homem, pois através deles possibilitou-se construir as edificações e todas as demais importantes obras de que necessitava para viver. A grande disponibilidade das matérias primas em diversas regiões, somada à sua grande versatilidade para aplicação nas mais variadas formas, formam os principais motivos para o seu desenvolvimento, desde os tempos primórdios até os tempos atuais.
O homem não consome nenhum outro material em tão grande quantidade como o concreto, com exceção da água. Dentre os fatores da sua elevada utilização, está à facilidade e disponibilidade de encontrar as matérias-primas que o compõem e a um custo relativamente acessível; facilidade de execução; adaptação a diversas formas e tamanhos; ótima resistência à água e outras ações; e por fim, o fato de se apresentar como um material “ecologicamente correto”. (NICOLA, 2010).
2.2 CONCRETO PERMEÁVEL
2.2.1 Conceito do concreto permeável
Conforme Bertoluci (2016) o concreto permeável é um piso ecológico por onde a água possui maior facilidade em passar e dessa forma alcançar o solo, ele drena a água, por isso foi atribuído a ele esse nome. Empregado para contribuir na redução dos problemas causados pelas chuvas, o piso permeável é um material que se tornou essencial para todo tipo de construção.
De acordo com a NBR 16416 ABNT (2015) o concreto permeável é um concreto com vazios interligados que permitem a percolação de água por ação da gravidade.
Segundo Pereira e Barbosa (2015) o termo concreto permeável é usado para designar os concretos com altos índices de vazios interligados entre si, que permitem a passagem dos fluidos, resultado em uma elevada permeabilidade como é demonstrado na figura 1.
Figura 1 - Concreto permeável
Fonte: Nonato (2017)
A pavimentação permeável é uma das alternativas adequadas para obtenção de águas pluviais na cidade, visando contribuir com a diminuição das vazões e volumes dessas águas. A utilização de elementos de concreto permeável, construídos com agregados reciclados de construção e demolição, expande e
completa essa medida compensatória, sob o olhar de um ambiente sustentável. (VIDAL, 2014).
Para Petrucci (1998) o concreto permeável é constituído basicamente de cimento e agregado graúdo, eliminando-se o agregado miúdo com a finalidade de provocar vazios na massa.
Conforme American Concrete Institute (2006, apud, Schwetz et al., 2015) o concreto permeável é um material que tem um índice de vazios de 15 a 25% do seu total, utilizando pouca ou nenhuma quantidade de agregado fino na sua composição, apenas o imprescindível para manter uma coesão entre os agregados graúdos e a porosidade. Resultante desta baixa quantidade de agregado miúdo, em colocação da porosidade, o mesmo proporciona uma baixa resistência à compressão, algo entre 3,5 a 28 MPa.
2.2.2 História do concreto permeável
De acordo com Dumke (2005) foi a partir da década de 60 que foram criadas as misturas asfálticas com a utilização de granulometria aberta, dessa forma aplicadas em grande maioria, sobre uma camada asfáltica já existente. Contando com um alto índice de vazios providos pela granulometria aberta dos agregados, essas misturas levam o escoamento das águas pelos vazios, dessa forma extraindo a lâmina de água atuante sobre a superfície.
Tetracon relata em seu site que o crescimento da população no tempo pós-guerra e o aumento crescente das superfícies impermeáveis nas cidades, trouxeram também no final da década de 70, alguns países como os Estados Unidos, a França, a Suécia e o Japão para o interesse pelo concreto permeável. O material constituía, ainda, uma opção mais segura e confortável para as épocas chuvosas, bem como ainda colaborava com a redução do nível de ruídos e a poluição sonora nas grandes cidades.
Conforme Batezini (2013) a urbanização no Brasil ocorreu de maneira rápida e desordenada ao longo do século XX, influenciado pela grande migração da população que trocou o meio rural pela cidade. Batezini (2013) ainda relata que a falta de planejamento urbano e o crescimento acelerado trouxeram para os centros urbanos as seguintes consequências: problemas de saneamento básico, enchentes e inundações devido à impermeabilização do solo, poluição ambiental, entre outros.
Na atualidade brasileira pouco se desenvolveu no campo de utilização do concreto permeável, assim como ao seu desempenho em longo prazo, sendo que o numero de publicações sobre este tema é escasso. (BATEZINI, 2013).
2.2.3 Aplicação do concreto permeável
A quantidade de pedra, areia, cimento e água vai mudar conforme a resistência que se deseja ter no concreto. Quanto maior a resistência que se deseja, consequentemente menor será a permeabilidade. Para buscar ter mais permeabilidade, é necessário um maior volume de vazios, logo, haverá menos resistência. Por a isso, há restrições na aplicação do sistema de drenagem com concreto permeável. Ele possui maior indicação para utilização em locais de menor solicitação de carga, em que a resistência deve ser menor, como por exemplo, em ciclovias, quadras poliesportivas e estacionamentos. (MAZZONETTO, 2011).
Figura 2 - Concreto permeável decorativo para os Jogos Olímpicos de 2008.
Fonte: ConcreteDecor Journal (2010)
Segundo o site Tetracon, o concreto permeável vem sendo atribuído cada vez mais em projetos de engenharia, arquitetura e paisagismo como opção para elevar a permeabilidade de pavimentos, como é demonstrado nas figuras 2 e 3. Pode-se destacar como principal diferença entre o concreto permeável e o comum, o maior índice de vazios, que é determinado a partir de material granular.
Figura 3 - Utilização de concreto permeável em paisagismo com chafariz.
Fonte: Brasil Engenharia (2016)
A utilização dos pavimentos permeáveis, em um contexto geral, pode proporcionar uma redução dos volumes escoados e do tempo de resposta da bacia para condições similares às condições de pré-desenvolvimento. (ARAÚJO; TUCCI e GOLDENFUM, 2000).
Ao liberar a infiltração natural das águas pluviais, o material acaba colaborando para uma utilização mais eficiente do solo, não sendo necessárias grandes obras de drenagem, que são extensas e dispendiosas, como pontos de retenção, valas e tubulações. (SCHWETZ et al., 2015).
Os benefícios ambientais vão além de fornecer água os lençóis freáticos e evitar alagamentos. O concreto permeável funciona como um filtro (da mesma maneira que a terra durante o processo natural) e retém na superfície as impurezas e sujeiras presentes na água. Ele também colabora com a diminuição da pressão dos sistemas de esgotos urbanos onde toda a água e resíduos escoam durante uma forte chuva. (CID, 2010).
2.2.4 Características do concreto permeável
Os concretos sem finos são obtidos pela produção de concretos sem a utilização de agregado miúdo. Considerados medianamente leves, eficientes em
relação ao isolamento térmico e de baixa resistência mecânica. A massa especifica varia de 700 a 1.800 kg/m³. (PETRUCCI, 1998).
Batezini (2013) explica que o concreto permeável destaca-se por apresentar uma textura superficial diferenciada quando comparado ao concreto convencional, dessa forma:
Esta diferença está associada a pequena ou nula quantidade de agregados miúdos na sua composição, o que proporciona uma superfície mais rugosa, elevando o coeficiente de atrito. Este tipo de textura pode trazer benefícios relativos à segurança dos usuários, principalmente em períodos chuvosos ou em ocorrência de neve e gelo na pista, uma vez que, além do maior coeficiente de atrito atribuído à estrutura mais rugosa, a condição permeável do concreto pode ser bastante efetiva na diminuição dos riscos de hidroplanagem. Isso ocorre porque a água proveniente das intempéries percola pelo revestimento permeável do pavimento não permanecendo na sua superfície, o que evita a formação de poças d’agua e diminui a ocorrência do fenômeno de spray. (BETEZINI, 2013, p. 31).
O agregado graúdo utilizado na produção do concreto permeável pode ser a pedra brita ou o seixo rolado, assim como agregados leves. A graduação do agregado é fração correspondente entre 9,5 e 19 mm, assim não restante ter mais de 5% passando na primeira peneira. (PETRUCCI, 1998).
Conforme Batezini (2013) devem ser cuidadosamente controladas as quantidades de água e de ligante hidráulico utilizados na fabricação da composição do concreto permeável, pois é necessário se obter uma pasta que forme uma espessa capa ao redor das partículas dos agregados. A mistura necessita ter uma pequena ou nula quantidade de agregado miúdo, para que assim se tenha um material com elevado índice de vazios, que consequentemente apresentará boa drenagem das águas.
A relação água/cimento deve ser de 0,27 a 0,30, podendo chegar no máximo até 0,40, variando conforme a utilização de aditivos. Não é possível ter uma relação entre a rigidez e quantidade de água no concreto permeável, pois não é tão claro como no concreto convencional, pois a presença de vazios modifica a resistência geral da peça. Para saber a quantidade correta da água, deve analisar quando a massa ganha um certo brilho de umidade, sem tornar-se liquefeita (ACI, 2006 apud LAMB, 2014).
O concreto permeável em seu estado fresco é qualificado por oferecer elevada consistência (baixa trabalhabilidade) quando comparado com o concreto
convencional. O abatimento da mistura, geralmente é menor que 20mm. (ACI, 2006 apud BATEZINI, 2013; TENNIS et al., 2014 apud OLIVEIRA, 2017).
Conforme TENNIS et al. (2014, apud, Oliveira, 2017) os ensaios utilizados para determinar a consistência do concreto permeável em seu estado fresco são o controle visual e a massa unitária que trata-se do ensaio de massa específica aparente no estado fresco conforme estabelece a NBR 9833/2008 (ABNT, 2008). Na figura 4 é apresentado o teor de água ideal para a produção do concreto permeável.
Figura 4 – Verificação do teor de água
Fonte: Coninfra (2009, apud Barzotto, 2016)
Para Araújo; Tucci e Goldenfum (2000) o concreto permeável deve ser pouco adensável e a vibração só deve ocorrer por períodos muito curtos, caso contrario, a pasta de cimento poderá escorrer para o fundo. Também não se indica o adensamento com a utilização de soquetes, pois podem concluir em massas específicas localizadas elevadas.
Para Batezini (2013) o tempo útil de trabalho do concreto permeável é geralmente menor quando comparado ao tempo do concreto convencional. Ainda de acordo com ACI (2008, apud, Batezini, 2013) o tempo utilizado para trabalho do concreto permeável, deve ser de no máximo 60 minutos após o material ser misturado com a água. E em casos de utilização de aditivos retardadores, esse tempo pode ser elevado para em torno de 90 minutos, variando conforme o tipo do aditivo e das condições climáticas.
O tempo de transporte do local da produção do concreto permeável até o local de uso do mesmo, não deve ultrapassar uma hora. Isto se dá pelo fato desse concreto reagir muito mais rapidamente do que o convencional, devido a pouca quantidade de água na sua mistura. Durante a concretagem devem ser tomados
alguns cuidados com a checagem da consistência visualmente. (SCHWETZ et al., 2015).
Como o concreto permeável possui um alto índice de porosidade, o processo de cura torna-se muito importante, de forma a evitar-se ao máximo a perda excessiva de água. (SCHWETZ et al., 2015).
Mesmo que o concreto permeável com a utilização de aditivos demonstre resistência relativamente elevada, equivalente à resistência de um concreto convencional, deve-se manter cuidado com o seu emprego em vias de trafego pesado, uma vez que, devido ao seu alto índice de vazios, este tipo de concreto pode apresentar características de tenacidade e resistência à fadiga indesejada. (BATEZINI, 2013).
O pavimento constituinte de concreto permeável, independentemente do tipo de revestimento adotado, deve apresentar, quando recém construído, coeficiente de permeabilidade maior que 10⁻³ m/s. (NBR 16416 ABNT, 2015).
A permeabilidade em pisos de concreto permeável possui tendência de diminuição com o passar do tempo, porém, procedimentos de manutenção e restauração da capacidade permeável devem ser realizados com periodicidade máxima de seis meses. (KUANG et al., 2007, apud BATEZINI, 2013).
Segundo a NBR 16416 ABNT (2015) o pavimento constituído de concreto permeável deve passar por intervenções de manutenção sempre que houver condições que comprometam o desempenho mecânico ou hidráulico do pavimento. Ainda conforme a referida norma, os reparos realizados no pavimento devem fazer uso dos mesmos tipos de materiais do pavimento existente, assim sendo vetado o emprego de revestimentos impermeáveis ou demais materiais que evidenciem o reparo ou que possam prejudicar o desempenho do pavimento (ABNT, 2015).
De acordo com a NBR 16416 ABNT (2015) as etapas de limpeza são:
remoção de sujeiras e detritos em geral da superfície do pavimento por meio de varrição mecânica ou manual;
aplicação de jato de água sob pressão;
aplicação de equipamento de sucção para retirada de finos; recomposição do material de rejuntamento (quando for o caso).
É vetada a utilização de produtos químicos ou água contaminada na limpeza do pavimento NBR 16416 (ABNT, 2015)
Os materiais produzidos de concreto permeável permanecem com sua aparência sem alteração após a ocorrência de intempéries, o que não ocorre com os materiais produzidos de concreto impermeável, neste tipo de material a umidade permanece por mais tempo. Essa característica confirma o ganho relativo de segurança segundo Batezini (2013), conforme pode-se observar nas figuras 5 e 6.
Figura 5 - Concreto permeável e concreto convencional durante uma precipitação
Fonte: Concrete de Cor (2016)
Figura 6 - Diferença entre superfícies de pavimento de concreto permeável e pavimento asfáltico impermeável após a ocorrência de precipitação.
Fonte: Adaptado de Erin Ashley (2008)
Para a NBR 16416 ABNT (2015) o pavimento constituinte de concreto permeável pode ser concebido de três diferentes modos em relação à infiltração de água precipitada. A escolha do tipo do sistema de infiltração varia conforme as características do solo ou de condicionantes de projeto. Os sistemas de infiltração
são classificados em infiltração total, infiltração parcial, ou ainda sem infiltração. Abaixo descrição de cada sistema de infiltração, conforme NBR 16416 ABNT (2015):
Infiltração total: toda a água precipitada alcança o subleito e se infiltra. Infiltração parcial: parte da água precipitada alcança o subleito e se
infiltra, no entanto parte da água fica temporariamente armazenada na estrutura permeável, esta posteriormente é removida por meio de um dreno.
Sem infiltração: a água precipitada fica temporariamente armazenada na estrutura permeável e não infiltra no subleito, sendo que posteriormente é removida através de um dreno.
Conforme a NBR 16416 o concreto permeável moldado no local deve ter a sua resistência à tração na flexão ensaiada anteriormente à execução do pavimento, dessa forma, devendo ser moldados corpos de prova prismáticos de 10 cm × 10 cm × 40 cm para serem ensaiados (ABNT, 2015).
2.2.5 Cimento Portland
Conforme Falcão Bauer (2001), o cimento Portland é o produto obtido através da pulverização constituído principalmente de silicatos hidráulicos de cálcio, com uma certa proporção de sulfato de cálcio natural, contendo, eventualmente, adições de certas substâncias que modificam suas propriedades ou facilitam seu emprego.
De acordo com Petrucci (1979), as únicas matérias primas que são usadas na fabricação do cimento são de natureza calcária e argilosa. Normalmente são usados dois materiais, porém às vezes pode ser preciso usar mais alguns para fazer correções necessárias. Deve-se saber a composição química dos materiais e do clínquer, que são calculadas as quantidades que irão compor a mistura, podendo ser dosados por peso ou por volume.
Matérias primas usadas:
• Calcário: ≈ 90 % da mistura, componente básico do cimento fornecendo o Óxido de Cálcio.
• Argila: ≈ 10 % da mistura, componente usada para fornecer Silicatos de Alumínio e Ferro.
• Minério de ferro: Usado para corrigir o teor de óxido de ferro Fe2O3 da argila.
Tipos de Cimentos:
- CP I – Cimento Portland comum
CP I-S – Cimento Portland comum com adição CP II-E – Cimento Portland composto com escória CP II-Z – Cimento Portland composto com pozolana CP II-F – Cimento Portland composto com fíller calcário CP III – Cimento Portland de alto-forno
CP IV – Cimento Portland pozolânico
CP V-ARI – Cimento Portland de alta resistência inicial RS – Cimento Portland Resistente a Sulfatos
BC – Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação CPB – Cimento Portland Branco
CP I – É o tipo mais básico de cimento Portland, indicado para o uso em construções que não requeiram condições especiais e não apresentem ambientes desfavoráveis como exposição à águas subterrâneas, esgotos, água do mar ou qualquer outro meio com presença de sulfatos. A única adição presente no CP-I é o gesso (cerca de 3%, que também está presente nos demais tipos de cimento Portland). O gesso atua como um retardador de pega, evitando a reação imediata da hidratação do cimento.
CP I - S – Tem a mesma composição do CP I (clínquer+gesso), porém com adição reduzida de material pozolânico (de 1 a 5% em massa). Este tipo de cimento tem menor permeabilidade devido à adição de pozolana.
CP II - E – Além de sua composição básica (clínquer+gesso) esse cimento contém adição de escória granulada de alto-forno, o que lhe confere a propriedade de baixo calor de hidratação. O CP II-E é composto de 94% à 56% de clínquer+gesso e 6% à 34% de escória, podendo ou não ter adição de material carbonático no limite máximo de 10% em massa. O CP II-E é recomendado para estruturas que exijam um desprendimento de calor moderadamente lento.
CP II - Z – Contém adição de material pozolânico que varia de 6% à 14% em massa, o que confere ao cimento menor permeabilidade, sendo ideal para obras subterrâneas, principalmente com presença de água, inclusive marítimas. O cimento
CP II-Z, também pode conter adição de material carbonático (fíler) no limite máximo de 10% em massa.
CP II - F – É composto de 90% à 94% de clínquer+gesso com adição de 6% a 10% de material carbonático (fíler) em massa. Este tipo de cimento é recomendado desde estruturas em concreto armado até argamassas de assentamento e revestimento, porém não é indicado para aplicação em meios muito agressivos.
CP III – O cimento portland de alto-forno contém adição de escória no teor de 35% a 70% em massa, que lhe confere propriedades como: baixo calor de hidratação, maior impermeabilidade e durabilidade. Sendo recomendado tanto para obras de grande porte e agressividade (barragens, fundações de máquinas, obras em ambientes agressivos, tubos e canaletas para condução de líquidos agressivos, esgotos e efluentes industriais, concretos com agregados reativos, obras submersas, pavimentação de estradas, pistas de aeroportos, etc ) como também para aplicação geral em argamassas de assentamento e revestimento, estruturas de concreto simples, armado ou protendido, etc.
CP IV – O cimento portland Pozolânico contém adição de pozolana no teor que varia de 15% a 50% em massa. Este alto teor de pozolana confere ao cimento uma alta impermeabilidade e consequentemente maior durabilidade. O concreto confeccionado com o CP IV apresenta resistência mecânica à compressão superior ao concreto de cimento Portland comum a longo prazo. É especialmente indicado em obras expostas à ação de água corrente e ambientes agressivos.
CP V - ARI – Assim como o CP I não contém adições (porém pode conter até 5% em massa de material carbonático). O que o diferencia deste último é o processo de dosagem e produção do clínquer. O CP V-ARI é produzido com um clínquer de dosagem diferenciada de calcário e argila se comparado aos demais tipos de cimento e com moagem mais fina. Esta diferença de produção confere a este tipo de cimento uma alta resistência inicial do concreto em suas primeiras idades, podendo atingir 26MPa de resistência à compressão em apenas 1 dia de idade. É recomendado o seu uso, em obras onde seja necessário a desforma rápida de peças de concreto armado.
2.2.6 Agregado graúdo
A NBR 9935 ABNT (2011) define que o agregado é o material granular, que geralmente é inerte, com medidas e propriedades adequadas para a preparação de argamassa ou concreto. A norma também informa que os agregados graúdos são aqueles cujos grãos passam pela peneira de 75mm e ficam retidos na peneira 4,75mm.
Agregado é o nome dado ao material que quando acrescentado junto ao cimento e água obtém-se o concreto ou a argamassa. Os agregados são constituídos em forma de grãos, como as areia e britas, assim como devem ser inertes, ou seja, não provocar reações indesejadas. Os agregados ocupam aproximadamente 70% do volume total dos produtos em que são usados, desta forma, como consequência, obtém um relevante papel quanto ao custo total do produto. (RIBEIRO; PINTO e STARLING, 2002).
Conforme Falcão Bauer (2001), a pedra brita é um produto cominuição de rocha que se caracteriza por tamanhos nominais de grãos enquadrados entre 2,4 e 64mm.
Os agregados colaboram com uma menor retração das pastas de cimento e água, assim como aumentam a resistência ao desgaste superficial dos concretos e argamassas. (RIBEIRO; PINTO e STARLING, 2002).
Os agregados podem ser extraídos da natureza, como em leitos de rios ou barrancos (no caso de areias e pedregulhos), ou ainda por meio de processos artificias como a trituração ou fragmentação de materiais vindos da extração (britas e areias artificiais). (RIBEIRO; PINTO e STARLING, 2002). Desta forma, conforme a sua obtenção, os agregados se classificam em (figura 7):
Fonte: Adaptado de Ribeiro, Pinto e Starling (2002)
2.2.7 Água
De acordo com PETRUCCI (1998), a água usada no amassamento do concreto não deve conter impurezas que possam vir a prejudicar as reações entre ela e os compostos do cimento. Pequenas quantidades de impurezas podem ser toleradas, pois não apresentam, pelo menos aparentemente, efeitos danosos.
2.3 AGREGADOS RECICLADOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL E DEMOLIÇÃO
2.3.1 Princípios Gerais
As empresas na década de 50 só procuravam alcançar seus lucros sem levar em conta os danos que elas custariam à sociedade, isso mudou quando as empresas passaram a perceber a importância de se tornarem ecologicamente adequadas, acrescentando valor aos seus produtos, garantindo um conceito positivo na sociedade e mantendo um beneficio na competitiva relação a seus concorrentes. (YEMAL; TEIXEIRA e NAAS, 2011).
Segundo Neto (2012) os índices de reciclagem no Brasil são muito baixos, pelo fato do país ainda ter abundância de materiais naturais, no entanto algumas regiões necessitam de transportar os materiais a grandes distâncias. Ainda Neto (2012) relata que é muito pequena a participação das empresas na reciclagem, pois, aquelas que atuam neste segmento, somente têm o objetivo de promover o transporte dos resíduos das obras para os aterros.
Atualmente a indústria da construção civil é uma das mais discriminadas por gerar uma elevada quantidade de resíduos, que na maioria das vezes não recebem o tratamento correto. Se não bastasse, os materiais empregados também são motivo de críticas. Pode-se relatar que o cimento é um exemplo de um grande poluidor, se levado em consideração o seu processo de produção. (VISINTAINER; CARDOSO e VAGHETTI, 2012).
Estima-se que no Brasil, em torno de 65% do material descartado é de procedência mineral, 13% de madeira, 8% de plásticos e por fim 14% de outros tipos de materiais. Estima-se também que as construtoras são responsáveis pela produção de 20 a 25% desse entulho, sendo o restante é proveniente de reformas e de obras de autoconstrução. (TECHNE, 2001, apud VIDAL, 2014).
Os concretos com agregados reciclados geralmente possuem um bom desempenho. Para Batista (2009) as pesquisas tratam na sua maioria, de resistência à compressão, contudo, para que o resultado seja obtido, é necessário que o agregado reciclado passe por um tratamento. Geralmente esse tratamento é o peneiramento ou a lavagem com o intuito de diminuir a porcentagem de finos nas amostras.
Conforme Batista (2009) a reciclagem de resíduos de construção pode garantir varias vantagens ambientais e econômicas. No Brasil vem sendo implantadas usinas de reciclagem, normalmente em cidades médias e de porte grande. Esse processo de reciclagem de resíduos de construção pode ser realizado individualmente ou com a parceria das prefeituras. O uso dos entulhos traz consigo vantagens ambientais, econômicas e sociais:
● Economia na matéria-prima;
● Diminuição da poluição visual e ambiental gerada pelo entulho; ● Preservação das reservas minerais;
● Criação de alternativa para as mineradoras, pois cada vez estão mais sujeitas ás restrições ambientais;
● Diminuição do gasto de energia e de geração de CO2 na produção e no transporte desses materiais.
Ainda podem ser consideradas vantagens da reciclagem dos entulhos a ajuda nos custos de limpeza urbana dos municípios, pois com as empresas de
reciclagem recolhendo os entulhos, as prefeituras não teriam gastos com essa etapa. (BATISTA, 2009).
É importante ressaltar que ainda não há exigências legais para a construção civil, que determinam limites para a geração de resíduos sólidos e para a utilização de recursos naturais. Porém, inicia-se a formalização da legislação ambiental brasileira que poderá desempenhar controle nas atividades das empresas construtoras de empreendimentos. (VIDAL, 2014).
Pereira e Barbosa (2015) relatam que os resíduos gerados atualmente atingem volumes expressivos e não recebem solução adequada, impactando o ambiente urbano. Na grande maioria dos casos, não se tem um tratamento adequado ou uma destinação final correta para os resíduos, dessa forma eles acabam sendo depositados em aterros sanitários ou em bota-foras ilegais, onde acabam acumulando-se por anos ou até décadas. Conforme a figura 8 demonstra.
Figura 8 - Aterro de estocagem de resíduos das construções civis do município de São José dos Campos - SP
Fonte: Moreira, R. (2014)
Existe uma expectativa de crescimento da reciclagem de resíduos de construção e demolição, pois atualmente é gerado em grandes quantidades e carecem de áreas com grandes infraestruturas para sua destinação, essas que hoje estão em falta nas cidades brasileiras. Devido a crescente utilização de recursos naturais na construção civil e pela geração descontrolada de resíduos, uma das soluções para amenizar o impacto ocasionado ao meio ambiente é a reciclagem de resíduos de construção e demolição. (VIDAL, 2014).
No mesmo sentido:
A outra alternativa sustentável visa reduzir os impactos causados pelo desenvolvimento dos ambientes urbanos, devido a crescente impermeabilização do solo nas Cidades, é a pavimentação permeável, produzida com agregados graúdos reciclados da construção Civil. A pavimentação permeável é uma das medidas compensatórias, para retenção de águas pluviais em ambientes urbanos, visando à diminuição das vazões e volumes dessas águas. A aplicação de elementos de concreto permeável, construídos com agregados reciclados de construção e demolição (RCD), amplia e complementa essa medida compensatória, sob a ótica de um ambiente sustentável. (VIDAL, 2014, p. 18).
Os resíduos da construção civil e demolição são os originados de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica, etc., normalmente identificados por entulhos de obras, caliça ou metralha. (CONAMA, 2002).
Conforme Batista (2009) apesar de muitas utilizações do agregado reciclado, alguns usos de concreto com agregados reciclados são restritas, como:
● Concreto com função estrutural: em vigas, lajes e pilares;
● Concreto em peças estruturais em fundações de edificações, como blocos, sapatas, brocas e estacas;
● Concreto para fabricação de peças pré-moldadas com função estrutural: componentes para alvenaria estrutural, vigotas para lajes, etc.
Segundo Hansen e Narud (1983, apud Batista, 2009), a granulometria dos agregados reciclados possui forte influência sobre a trabalhabilidade dos concretos em estado fresco. Esses agregados tendem a ter uma composição mais grossa em sua granulometria quando comparados aos agregados naturais, assim derivando em um módulo de finura maior, que consequentemente se torna um fator importante para a dosagem das misturas recicladas.
Vidal (2014) esclarece algumas características que o concreto permeável produzidos com agregados reciclados possui, assim como essas características podem ser modificadas, dessa forma:
Os concretos permeáveis produzidos com reciclado apresentam, em geral, características diferentes dos concretos convencionais, e o grau de diferença vai variar de acordo com o tipo e qualidade do resíduo reciclado.
Algumas características do concreto que podem ser modificadas pelo uso de resíduos reciclados são: resistência mecânica; absorção de água, porosidade e permeabilidade; retração por secagem; módulo de elasticidade; fluência e massa específica. As características do concreto com reciclado variam mais que as de concretos convencionais, pois além das variações ligadas à relação água/cimento e ao consumo de aglomerantes, há ainda as mudanças determinadas por variações na composição e outras características físico-químicas dos resíduos reciclados. (OLIVEIRA, 2007, apud VIDAL, 2014, p. 66).
Quando se estuda o uso dos agregados reciclados em concretos, um dos fatores mais importantes é a absorção de água dos agregados reciclados, pois esta taxa intervém diretamente na relação final da água/cimento das misturas. No entanto, se a absorção não for levada em conta, além da diminuição da relação água/cimento, haverá uma redução da trabalhabilidade do material, tornando o concreto muito seco. (LEITE, 2001).
Ainda conforme Leite (2001) a absorção de água dos agregados reciclados é muito importante quando se estuda os concretos, pois esta taxa intervém diretamente na relação água/cimento final das misturas. Leite (2001) ainda relata que se a absorção não for considerada, além da redução da relação água/cimento, haverá uma diminuição substancial da trabalhabilidade do material, deixando o concreto muito seco.
Leite (2001) esclarece o uso da água na produção de concreto com agregados reciclados, dessa forma:
Fazendo uma análise simplista, quando se produz concretos com agregados reciclados existe a necessidade de acrescentar mais água à mistura, comparando com um mesmo traço feito com agregado natural. A depender da quantidade de água a mais a ser incorporada na mistura, haverá um aumento da relação água/cimento e consequente redução da resistência mecânica. Assim, para manter a resistência haverá a necessidade do aumento do consumo de cimento, o que aumenta o custo do concreto produzido. Compensar apenas parcialmente a taxa de absorção dos agregados reciclados é uma boa alternativa para minimizar os problemas com a trabalhabilidade das misturas e ao mesmo tempo para que não haja excesso de água no concreto com consequente redução da resistência mecânica. (LEITE, 2001, p. 76).
Uma das propriedades do concreto que pode ser mais afetadas pelo uso de agregados reciclados, com certeza é a trabalhabilidade, isso devido a sua forma irregular e textura mais áspera, assim como sua alta taxa de absorção. Uma trabalhabilidade menor, trás a necessidade de aumentar a quantidade de água nas misturas, para assim obter uma melhoria nessa parte. Porém, esse ato pode agravar outras propriedades do concreto no seu estado endurecido. (LEITE, 2001).
O decréscimo da resistência nos concretos constituídos de agregados reciclados é causado principalmente pela alteração da relação entre água e o cimento. Isso, por ele ser um agregado mais poroso, consequentemente precisará de uma maior quantidade de água para atingir a mesma trabalhabilidade que os concretos convencionais atingem. (LIMBACHIYA, 2000, apud BATISTA, 2009).
Mesmo que o concreto permeável com adições apresente elevadas resistências, deve-se ter cuidado com a utilização em vias de trafego elevado, pois em função do seu alto índice de vazios, o material deve apresentar especificações de tenacidade e resistência à fadiga insatisfatória. (BATEZINI, 2013).
2.3.2 Classificação
De acordo com Cabral (2007) é importante classificar o resíduo a ser trabalhado porque em função dessa classificação será feito o equacionamento das decisões que devem ser desenvolvidas e executadas.
Segundo Conama (2002), o entulho é classificado nas quatro classes abaixo:
Classe A – Resíduos reutilizáveis, como concretos, argamassas, alvenarias e coberturas, bem como materiais de terraplenagem.
Classe B – Resíduos recicláveis, tais como plásticos, papéis, metais, vidros e madeiras.
Classe C – Resíduos no qual ainda não há destinação correta, ou aplicações que sejam viáveis, permitindo sua reciclagem.
Classe D – Resíduos perigosos incluem tintas, solventes, óleos, materiais radioativos, amianto, materiais que possam denegrir a saúde.
Conforme Batista (2009) a destinação quanto à classificação das classes relatadas anteriormente, devem ocorrer da seguinte maneira:
Classe A: Devem ser reutilizados ou reciclados como agregados, ou encaminhados a locais apropriados como aterros de resíduos da construção civil, sendo dispostos de maneira a aprovar a sua futura utilização ou reciclagem.
Classe B: Devem ser reutilizados, reciclados ou destinados a áreas de armazenamento temporário, preparados de modo a permitir que a sua utilização ou reciclagem futura possa ocorrer.
Classe C: Devem ser armazenados, transportados e destinados conforme as normas técnicas específicas.
Classe D: Devem ser armazenados, transportados, reutilizados e destinados conforme as normas técnicas específicas.
Segundo a NBR 10.004/04 – Resíduos sólidos – Classificação, os resíduos sólidos são classificados nas seguintes classes:
a) Resíduos classe I – perigosos: são aqueles que apresentam periculosidade, ou seja, apresentam algum risco a saúde publica ou riscos ao meio ambiente, como inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade.
b) Resíduos classe II – não perigosos: este dividem-se em duas subclasses:
c) Resíduos classe II A – Não inertes: são aqueles que não se enquadram nas classificações de resíduos classe I – Perigosos ou de resíduos classe II B – inertes. Podem ter propriedades como biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água.
d) Resíduos classe II B – inertes: entram nessa classificação, quaisquer resíduos que quando submetidos a contato dinâmico ou estático com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente, não tenha nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor.
3 METODOLOGIA DE PESQUISA
Esse capítulo abordará a metodologia de pesquisa que foi utilizada para o desenvolvimento desse trabalho. Nessa parte irá constar a estratégia utilizada, o delineamento da pesquisa e o cronograma de desenvolvimento das atividades do trabalho.
3.1 METODOLOGIA CIENTÍFICA
Para Tartuce (2006) a metodologia científica aborda o método e ciência. Método vem do grego methodos; met'hodos que significa, o “caminho para chegar a um fim”, dessa forma, é o caminho para se chegar a um objetivo.
A Metodologia é a aplicação de procedimentos e técnicas que devem ser observados para construção do conhecimento, com o propósito de comprovar sua validade e utilidade nos diversos âmbitos da sociedade. (PRODANOV, 2013).
Segundo Prodanov (2013) método científico é o conjunto de processos ou operações mentais que devemos empregar na investigação. É a linha de raciocínio adotada no processo de pesquisa.
3.2 ESTRATÉGIA DE PESQUISA
Prodanov (2013) relata que a Pesquisa Científica visa a conhecer cientificamente os aspectos de determinado tema. Logo, deve ser sistemática, metódica e crítica. O produto da pesquisa científica deve colaborar para o avanço do conhecimento humano.
Para o desenvolvimento deste trabalho, a estratégia de pesquisa seguida foi primeiramente uma pesquisa exploratória seguida de uma pesquisa experimental.
Pesquisa exploratória é quando a pesquisa se encontra na fase preliminar, ou seja, possui a finalidade proporcionar mais informações sobre o tema que será investigado, possibilitando a sua definição e o seu delineamento. (PRODANOV, 2013).
Segundo Gil (1989) as pesquisas exploratórias têm como principal finalidade desenvolver, esclarecer e modificar conceitos e ideias, com vistas na formulação de problemas mais precisos ou hipóteses pesquisáveis para estudos posteriores.
Para Prodanov (2013) pesquisa experimental é quando definimos um elemento de estudo, determinamos as variáveis que seriam capazes de interferi-lo, definimos as formas de controle e de observação dos efeitos que a variável produz no objeto.
Logo, na pesquisa experimental, o pesquisador busca recompor as características do fato a ser avaliado. Para isso, ele se usa de local adequado, equipamentos e demais instrumentos de precisão, buscando demonstrar o modo ou as causas pelas quais um fato é produzido. (PRODANOV, 2013).
A pesquisa experimental tem uma grande vantagem sobre os outros tipos – o pesquisador pode manipular tratamentos para fazer com que aconteçam certas coisas (por exemplo, pode-se estabelecer uma situação de causa e efeito). (THOMAS; NELSON e SILVERMAN, 2012).
3.3 DELINEAMENTO
De acordo com Prodanov (2013) o delineamento atribui-se ao planejamento da pesquisa em sua dimensão mais ampla, abrangendo diagramação, previsão de análise e interpretação de coleta de dados.
O delineamento é a chave do controle dos resultados de pesquisas quase experimentais e experimentais. As variáveis independentes são manipuladas na tentativa de avaliar os seus efeitos sobre as variáveis dependentes. (THOMAS; NELSON e SILVERMAN, 2012).
O trabalho em questão foi dividido em três etapas. A primeira delas em caráter inicial foi realizada uma pesquisa bibliográfica, com a finalidade de compor todas as informações necessárias para o desenvolvimento do estudo. A segunda etapa se deteve no desenvolvimento prático da pesquisa, ou seja, realização dos ensaios laboratoriais, esses que ocorreram no Laboratório de Engenharia Civil do Campus Santa Rosa da UNIJUÍ – (LEC) – Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul. E por fim na terceira e ultima etapa foi realizada a análise dos resultados, estudo de viabilidade e desenvolvimento da conclusão.
Para maior entendimento do processo, a figura 9 apresenta um esquema que define como foi o delineamento do atual trabalho.
Figura 9 - Delineamento
Fonte: Autoria própria (2017).
3.4 MATERIAIS
Para o desenvolvimento do trabalho, foram utilizados os seguintes materiais: Cimento CP V - ARI - RS da marca Votorantim;
Agregado graúdo natural: pedra brita 0 (pedrisco); Agregado graúdo reciclado: pedra 0 (pedrisco); Aditivo Superplastificante (MC-PowerFlow 4000); Água potável (rede de abastecimento).
PESQUISA BIBLIOGRAFICA
CONCRETO PERMEÁVEL AGREGADOS RECICLADOS
DESENVOLVIMENTO DE CONCRETO PERMÁVEL COM A UTILIZAÇÃO DE AGREGADO RECICLADO
COLETA DE DADOS DAS BIBLIOGRAFIAS REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS EM LABORATÓRIO ANÁLISE DOS RESULTADOS E ESTUDO DE VIABILIDADE CONSIDERAÇÕES FINAIS
3.4.1 Aglomerante
O Cimento escolhido para elaboração deste trabalho, foi o CP V – ARI RS da marca Votorantim Cimentos, o mesmo foi facilmente encontrado em indústrias de artefatos de cimento, na praça de Três de Maio – RS. A escolha deste aglomerante se deu baseado na sua utilização em outros trabalhos semelhantes desenvolvimentos anteriormente (PEREIRA e BARBOSA, 2015; BARZOTTO, 2016).
A caracterização do cimento foi fornecida pela fabricante, o valor da massa específica do cimento, de 3,01 g/cm³, a mesma informação foi buscada pelo autor deste trabalho, que realizou ensaio de caracterização para obtenção do valor da massa específica que foi de 3,012 g/cm³. Segue na tabela 1 a caracterização fornecida por meio do boletim de ensaios.
Tabela 1 - Boletim de Ensaios de Cimento CP V – ARI RS (Referência Julho/2017)
Fonte: Votorantim Cimentos (2017).
3.4.2 Agregado Graúdo Natural
O agregado graúdo natural empregado no trabalho foi à pedra britada zero (Brita 0) de origem basáltica. Segue a figura 10 da pedra brita utilizada.
Blaine PF MgO SO3 para
C₃A≤8 RI #200 #400 (cm²/g)
Inicio (min)
Fim
(min) 1 Dia 3 Dias 7 Dias 3.56 5.67 2.65 11.78 0.00 0.70 4871 31.10 201.67 239.00 0.13 22.55 34.55 39.43
Resist. à Compressão (MPa)
EXIGÊNCIAS FÍSICO E MECÂNICOS
Teores (%) EXIGÊNCIAS QUÍMICAS Finura (%) Água de Consist. (%) Tempo de Pega Expansib. a quente (mm)
Figura 10 - Agregado Graúdo Natural (Brita 0)
Fonte: Autoria própria (2017).
3.4.3 Agregado Graúdo Reciclado
O agregado graúdo reciclado utilizado no trabalho foi o pedrisco (Brita 0) de RCD, este é produzido e comercializado pela empresa RESICON de Santa Rosa - RS.
Para aprimorar a qualidade do concreto permeável e obter resultados mais precisos, foi realizado o peneiramento do RCD para que assim houvesse uma melhor seleção do agregado, deixando-o mais uniforme. Com a finalidade de selecionar o material, foram utilizadas as peneiras com aberturas de 9,5 mm e 4,8 mm, onde o material obtido para o estudo era passante na peneira com aberturas de 9,5 mm e retido na peneira com aberturas de 4,8 mm. Na figura 11 pode-se observar o RCD antes do peneiramento, conforme foi adquirido.
Figura 11 – Agregado Graúdo Reciclado (Brita 0)
Fonte: Autoria própria (2017).
Para realizar o secagem dos agregados, tanto o agregado natural quanto o reciclado, ambos foram deixados em estufas por cerca de 24 horas à 110 °C. Após sua secagem total, o material foi removido das estufas e depositado em ambiente arejado para então esfriar naturalmente. Depois de resfriado, o material foi separado e armazenado, para a realização dos ensaios.
Os ensaios de caracterização do agregado graúdo natural e do agregado graúdo reciclado foram realizados de acordo com as seguintes NBR:
Composição granulométrica (módulo de finura e diâmetro máximo) por meio da NBR 7217/1987 (ABNT, 1987): Agregados – Determinação da composição granulométrica;
Massa específica e absorção da água através da NBR NM 53/2009 (ABNT, 2009): Agregado graúdo – Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção da água;
Massa específica e massa específica aparente através da NBR NM 52/2003 (ABNT, 2003): Agregado miúdo – Determinação da massa específica e massa específica aparente;
Massa unitária solta conforme a NBR 7251/1982 (ABNT, 1982): Agregado em estado solto – Determinação da Massa unitária;
