Os resíduos gerados pela construção civil apresentam alto valor agregado. Atualmente, encontrase nas literaturas estudos de alternativas para a reutilização desses resíduos, possibilitando assim uma correta destinação aos Resíduos da Construção Civil (RCC) e um alívio na utilização dos agregados naturais. Apesar de entrar em vigor, em 2002, a Resolução Nº 307 do CONAMA – Conselho Nacional do Meio Ambiente, que orienta como prioridade a não geração dos resíduos, sua reutilização, reciclagem e somente nos casos em que nenhum dos procedimentos anteriores possa ser adotado, a destinação final em aterros para inertes, o volume de RCC gerado no Brasil ainda é preocupante. Sendo assim, este estudo procurou analisar a viabilidade técnica do uso de agregado reciclado de Resíduo da Construção Civil para produção de argamassa a ser utilizada como material de composição de estacas de compactação para melhoramento de solos em obras de fundação, através de ensaios, em laboratório, de caracterização e de resistência à compressão simples, com amostras de RCC e com amostra de agregado miúdo natural (pó-de-pedra) comumente utilizado em estacas de compactação. Os resultados encontrados revelaram semelhanças entre os agregados reciclados e o pó-de-pedra gerando alternativas para reciclagem desses resíduos. Palavras-chave: Resíduos da Construção Civil, Reciclagem, Agregado reciclado, Estacas de Compactação. 1. INTRODUÇÃO 1.1 Resíduos da Construção Civil Não é difícil perceber que tudo que está ao nosso redor se tornará resíduo um dia. Portanto, o volume de resíduos descartados no mundo inteiro é absurdamente grande e, conseqüentemente, as áreas de disposição final para esses resíduos são cada vez menores. Devido ao fato da indústria da construção civil ser uma das maiores consumidoras de matériasprimas naturais, os resíduos provenientes dessa indústria são produzidos em alta escala e provocam diversos impactos ambientais. O alto crescimento da população requer uma grande Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 517 quantidade de obras, que por sua vez geram elevados índices de resíduos. Esses resíduos são provenientes de construções, reparos, reformas, e demolições de estruturas e estradas. No decorrer do processo construtivo, o alto índice de desperdício de matéria-prima do setor da construção civil é uma das principais causas da geração de resíduos. Apesar de nem toda perda se transformar efetivamente em resíduo, pois uma parte permanece na própria obra, de acordo com Zordan (2007), a quantidade de entulho gerado corresponde, em média, a 50% do material desperdiçado. 1.2 Problemas Ambientais Decorrentes do Mau Gerenciamento dos Resíduos da Construção Civil Não são poucos os problemas gerados pelo mau gerenciamento dos RCC. Problemas como contaminação do solo, enchentes, proliferação de vetores nocivos à saúde, deterioração da paisagem, diminuição de matéria-prima, são facilmente identificados em várias localidades no Brasil. Segundo Schneider (2003), a deposição irregular decorre de uma lógica econômica que, para reduzir custos de produção, externaliza os custos de transportes e destinação dos RCC à toda a comunidade, pelo uso dos espaços comuns como vazadouros. Carneiro (2005) comenta que a grande produção de Resíduos da Construção e Demolição ocasiona em problemas que vão desde o momento da sua geração, quando em virtude do desperdício, há um acréscimo na quantidade de materiais utilizados e conseqüentemente de recursos retirados da natureza, até o momento da sua disposição final, já que na maior parte das vezes esses resíduos não são dispostos de maneira adequada, resultando no surgimento e agravamento de problemas urbanos. 1.3 Resolução CONAMA O Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA, através da resolução Nº 307 de 5 de julho de 2002, estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão de resíduos da construção civil. A resolução define gerenciamento de resíduos como sendo o sistema de gestão que visa reduzir, reutilizar ou reciclar resíduo, incluindo planejamento, responsabilidades, práticas, procedimentos e recursos para desenvolver e implementar as ações necessárias ao cumprimento das etapas previstas em programas e planos, e é a partir dessa definição que as empresas construtoras devem basear-se para uma menor geração de resíduo e um menor dano ao meio ambiente. A Resolução Nº 307 do CONAMA foi embasada em experiências já realizadas com sucesso na reciclagem de Resíduos da Construção Civil em vários municípios brasileiros como também em outros países, no entanto, uma forte dificuldade encontrada pela resolução diz respeito aos geradores, muitas vezes insatisfeitos, pois passaram a adquirir uma nova condição de responsabilidade pelos resíduos que geram (SARDÁ,2003). 1.4 Reciclagem dos Resíduos da Construção Civil O consumo de agregados, tais como brita, areia e outros, são elevados no mundo inteiro, uma vez que são materiais largamente utilizados pela indústria da construção civil e que a mesma é uma atividade fundamental para a maioria dos países desenvolvidos ou em desenvolvimento. Como a demanda por agregados é elevada, a reciclagem dos RCC para utilização como agregado reciclado é, sem dúvida, uma alternativa muito interessante. Os materiais que compõem o RCC de alto valor agregado e a idéia de transformar uma fonte de despesa em uma fonte de faturamento parece bastante atrativa, além do enorme ganho ambiental. Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 518 Sendo assim, pesquisas são estimuladas em muitas universidades com o objetivo de utilizar os RCC reciclados. Encontra-se na literatura trabalhos que buscaram conhecer a utilização dos resíduos da construção civil para produção de blocos e artefatos de concreto; usos em pavimentações; sistemas de drenagem e muro de peso em obra de contenção, dentre outras. 1.5 Estacas de Compactação A implantação do procedimento de melhoramento da camada superficial do solo com estacas de compactação é prática corrente nas obras de fundações na cidade de Recife, desde a década de 70, com a finalidade de viabilizar o uso de fundações superficiais, e reduzir de forma significativa os custos da fundação, uma vez que a execução dessa técnica possibilita elevar a resistência do solo e reduzir o nível de deformabilidade dos mesmos (GUSMÃO FILHO et al., 1998). O Objetivo de melhorar a camada superficial é assegurar estabilidade à fundação e evitar recalques excessivos que possam trazer danos à obra. Dentre os tipos de estacas de compactação mais comuns destaca-se: Estacas constituídas de areia e brita; estacas de cimento e areia; e estacas de cimento, areia e brita. O material normalmente utilizado na composição dessas estacas, o qual provém de matéria-prima natural, é uma mistura de areia ou pó-de-pedra lavado. Este trabalho buscou realizar um estudo da viabilidade técnica do uso de agregado reciclado de RCC em substituição ao agregado miúdo natural (pó-de-pedra) utilizado na produção de estacas de compactação para melhoramento de solos. 2. PROGRAMA EXPERIMENTAL 2.1 Coleta das Amostras A amostra de RCC foi selecionada de uma obra de elevação vertical de uma construtora da cidade de Recife. No momento da coleta da amostra, a obra estava na fase de acabamento. A participação dessa obra no Sistema de Gerenciamento de Resíduos (SGR), inserido no projeto Entulho Limpo, sob a orientação do grupo AMBITEC, do qual o autor faz parte, da Escola Politécnica de Pernambuco, foi de grande importância para seleção da mesma, uma vez que no próprio canteiro da obra já era realizada uma separação preliminar dos resíduos reciclados como agregados, dos demais resíduos. O pó-de-pedra foi coletado em uma obra que se encontrava executando o procedimento de melhoramento de solo através de estaca de compactação de areia e brita. Após a coleta, as amostras foram armazenadas em bombonas e encaminhadas para o Laboratório de Mecânica dos Solos da Escola Politécnica de Pernambuco. 2.2 Beneficiamento do RCC A amostra de RCC foi submetida a um processo de beneficiamento para poder ser utilizada nos ensaios laboratoriais que se seguem. O material passou por um britador de mandíbula (fabricante: FURLAN, linha JC: Jaw Crushers), o que possibilitou a redução do tamanho das partículas da amostra de RCC para uma dimensão máxima de 4,8mm. Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 519 2.3 Ensaios de Caracterização A inexistência de normas técnicas específicas para a realização de ensaios de laboratório com RCC, utilizou-se para essa amostra e para o material de pó-de-pedra, a fim de haver padronização, as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e do Departamento Nacional de Estradas e Rodagens (DNER) para Mecânica dos Solos. 2.3.1 Ensaio de Granulometria O ensaio de granulometria foi realizado de acordo com a norma da ABNT – NBR 7181/84 (Análise Granulométrica). 2.3.2 Ensaio de Densidade Real O ensaio de densidade real foi baseado na norma do DNER/ME 093/94 (Solo – Determinação da Densidade Real – Método de Ensaio), utilizando-se, no entanto, uma bomba de vácuo para retirada do ar existente entre os vazios das amostras, ao invés de aquecer o conjunto, como é determinada na norma. 2.3.3 Ensaio de Limites de Consistência Com a finalidade de aprofundar os conhecimentos das propriedades mecânicas das amostras, bem como da forma dos seus grãos, foram realizados os ensaios de Limite de Liquidez, Limite de Plasticidade e Limite de Contração. O ensaio de limite de liquidez foi realizado de acordo com a norma da ABNT – NBR 6459/84 (Solo- Determinação do Limite de Liquidez). O ensaio de limite de plasticidade foi realizado segundo a norma da ABNT – NBR 7180/84 (Solo – Determinação do Limite de Plasticidade). O ensaio de limite de contração foi executado conforme estabelece a norma da ABNT – NBR 7183/82 (Solo – Determinação do Limite de Contração). 2.4 Ensaio de Resistência à Compressão Simples O ensaio de compressão simples foi realizado com o objetivo de determinar a resistência mecânica do concreto feito com resíduo da fase de acabamento em substituição ao agregado miúdo natural , e do concreto convencional com o pó-de-pedra como agregado miúdo. Foram moldados 6 corpos-de-prova (CP’s) de cada amostra estudada, sendo rompidos 2 CP’s em cada dia de cura escolhido, possibilitando assim a elaboração de uma média aritmética entre esses dois valores de tensão de ruptura obtidos. Os corpos-de-prova foram rompidos com 7, 14 e 28 dias de cura. Foram utilizados no experimento o cimento Portland CP II-Z-32 e brita 25mm. Os moldes cilíndricos utilizados para moldagem dos CP’s possuíam 15cm de diâmetro e 30cm de altura. O traço, em volume, usualmente utilizado na execução das estacas de compactação de cimento, pó-de-pedra e brita é o 1: 8: 4 (cimento; pó-de-pedra ou areia, brita) com um fator água cimento igual a 0,3. Portanto, para esse estudo foi adotado o traço 1: 8: 4 para a elaboração do concreto convencional e um fator água cimento de 0,6, uma vez que o fator a/c 0,3 proporcional um concreto sem nenhuma trabalhabilidade. Vale ressaltar que em campo, na execução dessas estacas de compactação, muitas vezes não é feito o controle da quantidade de água adicionada, modificando assim o fator água cimento. O fator a/c 0,6 permitiu a moldagem dos corpos-de-prova com o processo de compactação com o auxílio de um soquete de 5Kg caindo em queda livre de uma Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 520 altura de 55cm, uma vez que o concreto apresentou característica bastante seca com Slump 0 (zero). Esse processo é utilizado em empresa de moldagem e ruptura de concreto seco na cidade de Recife. Para a elaboração do concreto com amostra de RCC substituindo o agregado miúdo natural (póde-pedra), o motivo do material proveniente de Resíduo da Construção Civil apresentar em sua composição materiais como tijolo e cerâmica, provocou uma absorção de água pelo agregado miúdo do concreto muito maior do que a absorção proveniente do pó-de-pedra do concreto convencional. Sendo assim, foi necessário modificar o traço para 1 : 6 : 3 para ser possível manter a relação a/c 0,6 e o Slump 0 (zero). O processo de moldagem desses corpos-de-prova foi o mesmo do concreto convencional. Para elaboração do concreto, pesou-se a quantidade de brita, material miúdo (pó-de-pedra ou RCC) e cimento, anteriormente calculados de acordo com o traço escolhido, e colocou-se esses materiais na betoneira para rodagem do traço. Ligou-se a betoneira e adicionou-se água aos poucos até a quantidade de água total calculada de acordo com a relação a/c adotada. Deixou-se a betoneira ligada por aproximadamente 3 min. Desligada a betoneira, o concreto resultante de todas as amostras continuou agrupado quando apertado com a palma da mão, possibilitando assim a realização da moldagem dos corpos-deprova. Colocou-se o concreto em um carrinho de mão e passou-se óleo nos moldes cilíndricos para facilitar, posteriormente, na desmoldagem dos CP’s. Para moldar os corpos-de-prova, dividiu-se visualmente o molde em cinco camadas aproximadamente igual e preencheu-se essas camadas, uma por uma, com o concreto rodado, compactando cada camada com 30 golpes de um soquete anteriormente especificado, totalizando 150 golpes para cada corpo-de-prova moldado. Os golpes do soquete foram aplicados perpendicularmente e distribuídos uniformemente sobre a superfície de cada camada. Para compactar a quinta camada, foi necessário colocar um cilindro complementar nos moldes possibilitando uma melhor compactação e uma menor perda de material. Terminado o procedimento, os CP’s permaneceram por 24hs sob uma manta úmida para adquirir resistência sem perder água. Passadas às 24hs, os corpos-de-prova foram desmoldados e encaminhados para uma câmara úmida, onde ficaram em cura até os dias de ruptura. Dentro da câmara úmida, com o auxílio de um pequeno chuveiro que despejava água automaticamente em intervalos de tempo, a temperatura foi mantida em 27º Celsius e a umidade em 96%. Os corpos-de-prova foram capeados e rompidos por uma prensa de compressão da marca EMIC com acionamento elétrico e capacidade máxima de 100 ton. 3. RESULTADOS 3.1 Ensaios de Caracterização 3.1.1 Ensaio de Granulometria A realização do ensaio de granulometria possibilitou conhecer a variação dos tamanhos dos grãos das amostras. A Tabela 1 apresenta os resultados obtidos para a amostra de pó-de-pedra e a Tabela 2 revela os resultados encontrados para a amostra de RCC. Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 521 Tabela 1 - Granulometria do pó-de-pedra. Malha da Peneira (mm) Porcentagem que Passa (%) 9,52 100 4,76 95,7 2,0 73,5 1,19 64,1 0,59 50,4 0,42 45,1 0,30 39,5 0,15 27,7 0,075 19,3 0,0533 13,9 0,0377 8,9 0,0266 8,1 0,0188 7,3 0,0138 5,6 0,0097 5,6 Tabela 2 – Granulometria da Amostra de RCC. Malha da Peneira (mm) Porcentagem que Passa (%) 9,52 100 4,76 99,6 2,0 77,4 1,19 68,1 0,59 46,7 0,42 36,7 0,30 28,1 0,15 15,1 0,075 9,9 0,0533 6,2 0,0377 5,3 0,0266 4,4 0,0188 4,4 0,0138 4,0 Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 522 A análise das Tabelas 1 e 2 possibilitou verificar que a amostra de RCC e a amostra de agregado natural são compostas, predominantemente, por materiais classificados como areia, possuindo, no entanto, uma pequena proporção correspondente a silte e argila. A observação das Tabelas 1 e 2 permite concluir que a peneira de abertura nominal de 2,0mm foi a que apresentou, em peso, a maior quantidade de material retido em sua malha. Essa ocorrência foi verificada para a amostra de resíduo da construção civil e também para a amostra de pó-depedra. 3.1.2 Ensaio de Densidade Real A Tabela 3 apresenta os resultados do ensaio de densidade real realizado com amostra de RCC e com a amostra de pó-de-pedra. Tabela 3 – Resultados do Ensaio de Densidade Real. Amostra Densidade Real Pó-de-pedra 2,765 RCC 2,640 Os valores da densidade real encontrados para as duas amostras estudadas são valores típicos de materiais arenosos. A densidade real do pó-de-pedra obteve um valor 4,73% maior que o valor da densidade real do RCC (Tabela 3). 3.1.3 Limites de Consistência Como constatado nos ensaios anteriores, a amostra de RCC e a amostra de pó-de-pedra não apresentaram LL, LP e LC por serem caracterizados como materiais arenosos. 3.2 Ensaio de Resistência à Compressão Simples A execução do ensaio de resistência à compressão simples com a amostra de resíduo da construção de fase de acabamento e amostra de agregado natural permitiu conhecer a tensão de ruptura das amostras para 7, 14 e 28 dias de cura. As Figuras 1 e 2 apresentam o gráfico “Tensão de Ruptura X Dias de Cura” para os corpos-de-prova moldados com RCC e com agregado natural. ) a10 P M (9 a8 r u t7 p u R6 e d5 o ã4 s n e 0 T Resistência à Compressão Simples (Amostra RCC) 9,36 7,37 6,45 7 14 21 Dia s de Cura 28 35 Figura 1 – Gráfico “Tensão de Ruptura X Dias de Cura” para amostra de RCC. Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 523 Resistência à Compressão Simples (Póde-Pedra) ) a P M ( a r u t p u R e d o ã s n e T 8 7 6 5 4 3 7,70 6 ,56 4,8 7 0 7 14 21 Dias de Cura 28 35 Figura 2 – Gráfico “Tensão de Ruptura X Dias de Cura” para amostra de Pó-de-pedra. O valor da resistência à compressão simples, aos 28 dias de cura, para concreto convencional utilizado em estacas de compactação deve ser superior a 5MPa, conforme empresas que executam o procedimento de melhoramento de solos com estacas de compactação Região Metropolitana do Recife. Sendo assim, de acordo com a Figuras 1 e 2, observa-se que o valor máximo da tensão de ruptura, tanto do concreto convencional (7,70MPa), como do concreto com agregado reciclado de RCC (9,36MPa), foi superior a 5MPa, demonstrando a conformidade da utilização desses concretos para execução de estacas de compactação. De acordo com a Figura 1, observa-se que o valor da tensão de ruptura dos CP’s rompidos em 28 dias (9,36MPa) sofreu um acréscimo de 45% em relação aos CP’s rompidos em 7 dias (6,45MPa), demonstrando a influência provocada pelos dias de cura no ganho de resistência do concreto ensaiado. Com relação à Figura 2, a influência dos dias de cura no aumento de resistência dos CP’s moldados com pó-de-pedra é mais enfática. O valor da tensão de ruptura obtido para os corpos-de-prova convencionais (pó-de-pedra) com idade de 28 dias (7,70MPa) representou 158% do valor atingido aos 7 dias de cura (4,87MPa). A média dos valores da tensão de ruptura da amostra de RCC de todos os corpos-de-prova rompidos ao longo do ensaio foi 7,73MPa, enquanto para a amostra tomada por referência, esse valor foi 6,38MPa. A Figura 3 revela, em um único gráfico, os resultados encontrados para o ensaio de resistência à compressão simples com amostra de RCC e amostra de pó-de-pedra. Ensaio de Compressão )14 a P 12 M ( 10 a r u8 t p u6 R e4 d o2 ã s n0 e T Pó-de-Pedra Amostra RC C 7 14 Dias de Cura 28 Figura 3 – Resultados do Ensaio de Resistência à Compressão Simples. Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 524 O máximo valor da resistência à compressão simples atingido pelo pó-de-pedra foi de 7,70MPa, enquanto o valor atingido pela amostra de agregado reciclado foi de 9,36MPa, valor esse 21,56% maior que o agregado natural. Entretanto, deve-se destacar que o concreto feito com RCC teve traço de 1: 6: 3, proporcionando um maior consumo de cimento por m3. A presença de materiais cimentícios (concreto, argamassa e etc) na composição da amostra de RCC também pode explicar o maior valor atingido para resistência à compressão em comparação com o agregado natural. 4. CONCLUSÃO A realização deste trabalho permitiu concluir que a amostra de resíduo da construção estudada e a amostra de pó-de-pedra apresentam características predominantes de material arenoso, não apresentando valores de LL, LP e LC. As características arenosas das amostras também foram verificadas no ensaio de granulometria e no ensaio de densidade real. O ensaio de resistência à compressão executado na amostra de RCC e na amostra de pó-depedra apontou que o concreto rodado com agregado reciclado obteve uma resistência a compressão simples maior do que o concreto rodado com pó-de-pedra. Contudo, o concreto com RCC teve que ter seu traço modificado de 1: 8: 4 (concreto com pó-de-pedra) para 1: 6: 3 devido a alta absorção de água apresentada pelo resíduo da construção. Sendo assim, para não modificar a relação água cimento (0,6) foi necessária essa modificação no traço do concreto com agregado reciclado. Foi verificado que a alta absorção de água do concreto com agregado reciclado foi devido a presença de materiais como tijolo e cerâmica. Porém, os materiais cimentícios (concreto, argamassa) que também formavam a amostra de RCC elevaram o valor de sua resistência à compressão simples. Portanto, de acordo com o que foi estudado, conclui-se que a amostra de resíduo da construção civil se comportou de forma satisfatória, ou de melhor qualidade, nos ensaios realizados, apresentando características semelhantes ao agregado natural comumente utilizado em estacas de compactação. Tal comportamento foi obtido no âmbito de estudos laboratoriais. A aplicação desses resíduos em campo, na realização de estacas de compactação de argamassa, deve ser estudada como alternativa para reutilização desses resíduos. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7183, Solo - Determinação do Limite de Contração - Procedimento. Rio de Janeiro, 1982. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7181, Solo – Análise Granulométrica Procedimento. Rio de Janeiro, 1984. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6459, Solo - Determinação do Limite de Liquidez - Procedimento. Rio de Janeiro, 1984. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 7180, Solo - Determinação do Limite de Plasticidade - Procedimento. Rio de Janeiro, 1984. CARNEIRO, F. P. Diagnóstico e Ações da Atual Situação dos Resíduos de Construção e Demolição na Cidade do Recife. Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa, 2005, 131p. Anais do Encontro Nacional sobre Aproveitamento de Resíduos – ENARC2009 – U1-032 525 DNER - Departamento Nacional de Estradas e Rodagens. ME 093, Solo – Determinação da Densidade Real - Método de Ensaio. 1994. GUSMÃO FILHO, J. A. Fundações do Conhecimento Geológico à Prática da Engenharia. 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