Estudo da trabalhabilidade em argamassas e concretos com utilização de RCD - PDF
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Ana do Carmo Pinhal Lameira
1 Estudo da trabalhabilidade em argamassas e concretos com utilização de RCD Patrícia Krüger (Universidade Estadual de Ponta Grossa) Annelise Breus de Souza (Universidade Estadual de Ponta Grossa) William Uczak Konofal (Universidade Estadual de Ponta Grossa) Resumo: Atualmente, o mundo vive uma fase de questionamentos quanto à sustentabilidade e preservação do meio ambiente, e a construção civil é uma das áreas que mais provocam impactos ambientais e que mais geram resíduos. Para isso vem se estudando diversos modos de como se deve fazer para que se obtenha uma construção limpa e sustentável. Diferentemente de antigamente, o mundo e inclusive nosso país passam por uma fase de reformulação de conceitos, tanto de ideologia quanto de práticas construtivas, pois a preservação torna-se praticamente obrigatória, através da conscientização e até mesmo de leis, sejam elas de âmbito nacional, estadual ou municipal. Uma das soluções que podem ser tecnicamente viáveis é a utilização de agregados recicláveis, gerados através dos RCD s (Resíduos de Construção e Demolição), em alguns materiais muito e comumente utilizados em obra, que é o caso de concretos e argamassas. Apesar de ser uma solução para a destinação adequada de resíduos, algumas operações podem ser feitas para que esse agregado reciclado obtenha um melhor desempenho. Desta forma, será apresentado neste trabalho análises obtidas através de ensaios em concretos e argamassas utilizando agregados miúdos reciclados, a fim de se verificar as suas trabalhabilidades, visando a comprovação da eficácia da utilização deste tipo de material para fins de construção. Palavras-chave: Sustentabilidade, reutilização, trabalhabilidade, RCD. 1. Introdução Atualmente, o cenário que se vê e percebe na construção civil é de uma grande época no que se diz respeito ao aumento de produtividade, valorização dos profissionais e expansão do mercado, mas, como em qualquer setor, as empresas precisam estar atentas aos temas mais abrangentes pela sociedade na qual está inserida, como por exemplo, as questões ambientais. O termo questão ambiental tem sido de grande importância e preocupação nos dias de hoje, seja em países desenvolvidos ou não, a quantidade de resíduos gerados pela construção civil tornou-se um dos centros das discussões da sustentabilidade. A incorporação de práticas de sustentabilidade na construção é uma tendência crescente no mercado. Como se pode perceber, uma postura consciente nas mais diversas etapas da construção civil, além de financeiramente viável, demonstra a preocupação da empresa com a situação do meio ambiente junto ao público (YEMAL; TEIXEIRA; NÄAS, 2011).
2 Com o mercado da construção civil aquecido, e com temas de questões ambientais sendo discutidos fortemente, a noção de construção sustentável deve estar presente em todo o ciclo de vida do empreendimento, desde sua concepção até sua desconstrução ou demolição. É necessário um planejamento detalhado do que pode ser feito em cada fase da obra, a fim de demonstrar os aspectos e impactos ambientais gerados, bem como estes itens devem ser trabalhados de modo que o empreendimento caminhe para: uma ideia sustentável, implantação sustentável e uma moradia sustentável. Além de impactos gerados por obras, as empresas fornecedoras de insumos para a construção civil vem consumindo gradativamente os recursos naturais do planeta. Algumas jazidas de agregados naturais, atualmente, estão cada vez mais escassas, fazendo com que se busque este material em lugares cada vez mais distantes, aumentando seus custos de produção e comercialização. As fontes alternativas de agregado são o caminho para minimizar o problema de escassez das jazidas. O presente artigo tem por finalidade apresentar uma dessas fontes alternativas, o uso do resíduo de construção e demolição (RCD), como material a ser substitutivo de agregados convencionais. 2. Fundamentação teórica A indústria da construção civil busca, de maneira constante e insistente, materiais alternativos oriundos de subprodutos que venham a atender à redução de custos, a agilidade de execução, a durabilidade e a melhoria das propriedades do produto final, visando principalmente à redução da extração de materiais naturais mediante o emprego de resíduos de construção e demolição, solucionando também, os problemas de estocagem do material (PRIGOL, 2010). O aproveitamento desse resíduo como matéria prima pode contribuir significativamente para que o setor atenue efeitos negativos sobre o ambiente. Para combater os impactos ambientais, os resíduos devem ter uma destinação adequada, mas ainda hoje no Brasil os mesmos costumam ser dispostos de maneira clandestina, em terrenos baldios e outras áreas públicas, ou em aterros, tendo sua potencialidade desperdiçada. Apesar desta prática ainda ser frequente, ela tem diminuído em decorrência principalmente do avanço nas políticas de gerenciamento de resíduos sólidos, como a criação da Resolução nº. 307 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (GHISI, 2010). Uma boa parte dos resíduos sólidos gerados é constituída por resíduos de construção e demolição. A indústria da construção civil é reconhecida como uma das mais importantes atividades para o desenvolvimento econômico e social e, por outro lado, comporta-se ainda como grande geradora de impactos ambientais, quer seja pelo consumo de recursos naturais, pela modificação da paisagem ou pela geração de resíduos (SILVA, 2007). A forma de armazenagem dos materiais no canteiro, assim como o manuseio inadequado dos mesmos e a falta de conhecimento de alguns trabalhadores na execução de alguns serviços são responsáveis também por boa parte das perdas e da geração de resíduos. O setor de construção encontra-se mobilizado em torno do tema de redução das perdas, pois estas significam uma oportunidade de redução de custos. Medidas de controle de deposição, transporte e até mesmo taxação da geração de resíduos pela construção são alternativas adicionais à disposição do poder público. Resíduo é tudo aquilo que sobra de algo, logo os resíduos da construção civil, popularmente conhecido como entulho, são restos de materiais gerados por uma obra. Toda e qualquer atividade comercial ou industrial gera seus resíduos, mas a construção civil é conhecida por sua produtividade baixa e altos índices de desperdício de insumos. Amenizando essa situação
3 iminente a um colapso, existem algumas soluções que não resolvem o problema em sua totalidade, mas ajudam muito, como por exemplo, o reaproveitamento. Os resíduos são classificados quanto às suas características físicas, composição química e origem. Nesse caso, os RCD s, são considerados resíduos secos (característica física), inorgânicos (composição química) e denominados entulhos (origem). Basicamente este entulho é composto por: tijolos, blocos, restos de concretos e argamassas, rochas, metais, solos, madeiras, gesso, tintas, vidros, etc. O resíduo da construção civil pode ser gerado em vários momentos durante as etapas das obras, dentre elas estão a fase de construção, fase de manutenção e reformas e demolição de edifícios. Fase de construção: parte é incorporada novamente à construção, cujas dimensões finais são superiores àquelas projetadas. Este é o caso de argamassas de revestimento, concretos, etc. Outra parcela vai se converter em resíduo de construção. Fase de manutenção: correção de defeitos, reformas, e substituição de materiais que já atingiram sua vida útil. Fase de demolição: a redução desse tipo de resíduo depende do prolongamento da vida útil de edifícios, da existência de incentivos para que os proprietários realizem modernização e não demolições e de tecnologias de projeto e demolição ou desmontagem que permita a reutilização dos componentes (JOHN; AGOPYAN, 2000). Uma boa solução para destino dos Rcd s é a reciclagem, afinal, a maior parte deles é reciclável e reciclando diminui a quantidade de resíduos despejados no meio ambiente (RIUL, 2010). O presente artigo contempla a reciclagem de RCD, de forma a transformá-lo em material com características físicas iguais ao agregado miúdo utilizado na fabricação de concretos e argamassas. Quanto ao estudo das propriedades fundamentais em argamassas e concretos, não se pode deixar de abordar três das mais importantes e que se complementam entre si para que se possa obter um produto final com as características necessárias, sendo elas a resistência à compressão, a consistência e a coesão. Os materiais constituintes das argamassas e concretos são responsáveis diretos pela melhora ou não destas propriedades. 3. Estudo da trabalhabilidade em concretos e argamassas com utilização de RCD A trabalhabilidade é a facilidade em manusear, transportar e aplicar uma argamassa ou um concreto. Uma argamassa é trabalhável quando não segrega ao ser transportada, não gruda na colher de pedreiro, distribui-se facilmente ao ser assentada, não endurece em contato com superfícies absortivas e permanece plástica por tempo suficiente para que seja aplicada. Um concreto é trabalhável quando no estado fresco apresenta consistência e dimensões máximas dos agregados apropriadas ao tipo de obra a que se destina no que respeita às dimensões das peças, ao afastamento e à distribuição das barras das armaduras, bem como aos métodos de transporte, lançamento e adensamento que serão adotados (ARAÚJO; RODRIGUES; FREITAS, 2000). Uma propriedade muito ligada à trabalhabilidade é a coesão. A falta de coesão da mistura pode acarretar a desagregação do concreto no estado fresco. O concreto ideal é aquele que apresenta coesão e trabalhabilidade adequadas. Concreto coeso é aquele que se apresenta homogêneo e sem separação de materiais da mistura em todas as fases de sua utilização.
4 A coesão depende muito da proporção de partículas finas na mistura. Visualmente observouse que o agregado miúdo de RCD a ser estudado, continha grande quantidade de finos. Portanto, antes de confeccionar os concretos e as argamassas, foi realizado um estudo sobre teor de materiais pulverulentos deste agregado. Conforme a NBR 7219 de 1987 (Agregados - Determinação do teor de materiais pulverulentos), os materiais pulverulentos são partículas minerais com dimensão inferior a 0,075 mm, inclusive os materiais solúveis em água, presentes nos agregados. De acordo com Oliveira (2002), partículas finas até o limite recomendado por norma auxiliam no preenchimento dos vazios da areia da argamassa que facilita o envolvimento da areia pelo cimento. Por outro lado se houver excesso de partículas finas, estas envolvem as partículas de cimento com prejuízo às propriedades do concreto. O excesso de materiais pulverulentos exige a adição de uma quantidade maior de água para a hidratação do cimento o que aumenta a quantidade de vazios no concreto e causa a queda de resistência mecânica e da durabilidade do concreto. O valor médio de material pulverulento encontrado para o agregado miúdo do concreto de referência é igual 3,50%. Após o ensaio de teor de materiais pulverulentos, observou-se que o agregado miúdo de RCD apresentou um teor de materiais pulverulentos de 12,37%, estando bem acima do recomendado pela norma. Devido a este resultado, optou-se por lavar o agregado miúdo de RCD, para realizar os ensaios de concreto e argamassa, conforme a figura 1. Figura 1 Areia reciclada suja (esquerda), e areia reciclada lavada (direita) Para fins de estudo, realizou-se ensaios de concreto e argamassa com agregado miúdo de RCD e, comparou com os resultados obtidos utilizando agregado miúdo convencional. Portanto, realizaram-se os ensaios de granulometria, massa específica absoluta e unitária, umidade e inchamento para caracterizar os agregados. 4. Estudo da trabalhabilidade em argamassas com uso de RCD Utilizando traços estudados em trabalhos anteriores, realizou-se o ensaio de consistência de argamassas utilizando o agregado miúdo de RCD lavado. Os resultados obtidos encontram-se na tabela 1 a seguir:
5 Tabela 1 Índice de consistência média para argamassas com RCD traço ICmédia 1:3:0, :3:0, :3:0, :3:0, Fonte: Os autores, 2013 Com os resultados obtidos na tabela 1, escolheu o traço cuja consistência estava dentro do valor adequado ao estudo, que foi o 1:3:0,56. Com o propósito de estudar a trabalhabilidade de argamassas, alterando a relação água/materiais secos, sem alterar suas resistências, ou seja, mantendo a relação água/cimento (x) constante. Com base nesse traço, calcularam-se mais quatro traços, alterando apenas a relação água/materiais secos e a quantidade de agregado miúdo em massa, mantendo assim constante a relação água/cimento. Os novos traços de argamassas a serem confeccionadas as argamassas foram: 1:2.5:0.56, 1:2.73:0.56, 1:3:0.56, 1:3.31:0.56 e 1:3.67:0.56. Foram realizados ensaios de índice de consistência (figura 2) e moldados seis corpos de prova para cada traço, com rompimento e análise da resistência à compressão nas idades de 3, 7 e 28 dias. Os valores encontrados de H e IC estão demonstrados na tabela 2. Tabela 2: Relação água/materiais secos e índice de consistência Traço H (%) Icmédia 1:2,5:0, ,43 1:2,73:0, ,15 1:3:0, ,58 1:3,31:0, ,97 1:3,67:0, ,63 Fonte: Os autores, 2013 Figura 2 Consistência da argamassa com agregado RCD
6 Figura 3: Correlação: água/matérias secos e índice de consistência Conforme a figura 3, pode-se observar que existe uma correlação linear entre a relação água/materiais secos (H) e o índice de consistência, demonstrando que quanto maior o H (relação água/materiais secos) maior será o IC (índice de consistência) Com os corpos de prova elaborados para argamassa, realizaram-se ensaios de resistência à compressão a 3, 7 e 28 dias. Para fins de informação neste trabalho, serão apresentados somente os valores obtidos aos 28 dias, conforme demonstrado na tabela 3. Tabela 3: Carga de ruptura e resistência à compressão Traço carga de ruptura (kgf) Resistência fc28 (Mpa) 1:2,5:0, ,31 1:2,73:0, ,10 1:3:0, ,03 1:3,31:0, ,03 1:3,67:0, ,84 Fonte: Os autores Analisando os resultados obtidos na tabela 2, pode-se concluir que quanto maior a relação água/materiais secos e, menor a quantidade de agregado miúdo de RCD, maior será o valor da consistência da argamassa de RCD e, haverá queda na resistência à compressão da argamassa conforme se aumenta a quantidade de agregado miúdo (e diminui-se a relação água materiais secos (H)), conforme a tabela Estudo da trabalhabilidade em concretos com o uso de RCD Também com base em estudos anteriores, utilizaram-se três traços: 1:2:3.25:0.5, 1:2.3:3.58:0.55 e 1:2.6:3.9:0.6, cujos valores de H e α eram respectivamente, 8% e 48%, alterando apenas a relação água/cimento. Realizou-se o teste do abatimento do tronco de cone, para verificar a consistência do concreto, com o agregado miúdo de RCD. Nenhum resultado
7 foi satisfatório com relação às propriedades esperadas do concreto em estado fresco, que seriam a trabalhabilidade e coesão, portanto, foi preciso ampliar o estudo. Estipulou-se, então, então de valores de α e x respectivamente de 59% e 0,55 variando o valor de H, obtendo-se os traços: 1:2.6:2.51:0.55, 1:2.25:2.25:0.55, 1:1.95:2.05:0.55 e 1:1.7:1.88:0.55. Foram realizados ensaios de abatimento através do Slump test (figura 4), para verificar a consistência e, moldados seis corpos de prova para cada traço, com rompimento e análise da resistência à compressão nas idades de 3, 7 e 28 dias. Para fins de informação neste trabalho, serão apresentados somente os valores obtidos aos 28 dias. Os valores encontrados de H, Slump e resistência estão demonstrados na tabela 4. Tabela 4: Relação água/materiais secos, Slump Test, Carga de ruptura e Resistência à compressão traço H (%) Slump (cm) Carga de ruptura (kgf) Resistência fc28 (Mpa) 1:2,6:2,51:0, ,30 1:2,25:2,25:0, ,03 1:1,95:2,05:0, , ,11 1:1,7:1,88:0, , ,46 Fonte: Os autores, 2013 Figura 4 Slump Test de concreto utilizando o agregado RCD Analisando os resultados obtidos na tabela 4, observou-se que o concreto com agregado miúdo de RCD apresentou uma melhora na trabalhabilidade conforme aumentou a relação água/materiais secos, isto é, foi reduzindo gradativamente apenas a quantidade de agregado miúdo de RCD e do agregado graúdo, porém esta melhora na trabalhabilidade não foi de maneira uniforme. Nenhum traço apresentou boa coesão, devido o agregado ter um DMC (dimensão máxima característica) alto. Quanto à resistência à compressão, obteve-se valores semelhantes entre os traços desenvolvidos.
8 6. Conclusão Após realizar todos os ensaios com argamassa e concreto, pode-se concluir que é possível melhorar a trabalhabilidade de argamassas e concretos utilizando agregado miúdo de RCD, sem alterar a relação água/cimento, modificando apenas a relação água/materiais secos. Porém ainda não foi possível obter uma boa coesão entre os componentes do concreto, devido ao DMC (dimensão máxima característica) do agregado de RCD ser muito alto. Recomendase um estudo sobre a correção da granulometria deste material, adicionando grãos mais finos e, controlando a quantidade de material pulverulento. Com relação à resistência, apresentou bons resultados, porém ainda é preciso mais estudos sobre o assunto, que comprovem que o agregado de RCD poderá ser utilizado para fins estruturais. Referências ARAÚJO, R.C.L.; RODRIGUES, E.H.V.; FREITAS, E.G.A. Materiais de construção. Editora Universidade Rural. v.1. Rio de Janeiro, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7219/ Agregados - Determinação do teor de materiais pulverulentos. Rio de Janeiro, ABNT GHISI, Enedir. Sustentabilidade em Edificações. Florianópolis, JOHN, V. M.; AGOPYAN, V. Reciclagem de resíduos da construção. São Paulo, OLIVEIRA, M. J. E. Materiais descartados pelas obras de construção civil: estudo dos resíduos de concreto para reciclagem. Tese (Doutorado em Geociências e meio ambiente) Universidade Estadual Paulista. Rio Claro, SP, p.57 e 58. PRIGOL, Aldo C. Caracterização de agregado miúdo de jazida da região de São Luiz do Purunã em substituição ao agregado miúdo natural utilizado em uma empresa de concreto dosado em central. Curitiba, p. 11. RIUL, Leonardo V. Geração de resíduos e desperdícios da construção civil. Ribeirão Preto, SILVA, Alex F. F. Gerenciamento de resíduos da construção civil de acordo com a resolução CONAMA nº 307/02 Estudo de caso para um conjunto de obras de pequeno porte. Belo Horizonte, p.16. YEMAL, J. A.; TEIXEIRA, N. O. V.; NÄAS, I.A. Sustentabilidade na Construção Civil. São Paulo, maio 2011.