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LUÍS RICARDO LOPES
AVALIAÇÃO DA INTERFERÊNCIA DOS FINOS NO
DESEMPENHO DE CONCRETOS COM RESÍDUOS DE
CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO
Londrina
2005
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LUÍS RICARDO LOPES
AVALIAÇÃO DA INTERFERÊNCIA DOS FINOS NO DESEMPENHO
DE CONCRETOS COM RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E
DEMOLIÇÃO
Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado em Engenharia de Edificações e
Saneamento da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito parcial à
obtenção do título de Mestre.
Orientador: Prof. Dr. Gilson Morales
Londrina
2005
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LUÍS RICARDO LOPES
AVALIAÇÃO DA INTERFERÊNCIA DOS FINOS NO DESEMPENHO
DE CONCRETOS COM RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E
DEMOLIÇÃO
Dissertação apresentada ao Curso de
Mestrado em Engenharia de Edificações e
Saneamento da Universidade Estadual de
Londrina, como requisito parcial à
obtenção do título de Mestre em
Engenharia.
COMISSÃO EXAMINADORA
______________________________________
Prof. Dr. Gilson Morales
Universidade Estadual de Londrina
______________________________________
Prof. Dr. Gilberto Carbonari
Universidade Estadual de Londrina
______________________________________
Prof. Dr. Luiz Roberto Prudêncio Jr.
Universidade Federal de Santa Catarina
Londrina, 28 de abril de 2005
A Deus,
aos meus pais Nilton e Maria Angela,
e a toda minha família...
pois, se este trabalho tornou-se uma realidade,
foi fruto da confiança sempre creditada por eles,
a quem dedico minha eterna gratidão...
AGRADECIMENTOS
Aos meus pais, Nilton Francisco Lopes e Maria Angela Fanckin Lopes, pela
motivação, incentivo e apoio.
A minha família, pela confiança e motivação dada nestes dois anos de curso.
À Universidade Estadual de Londrina.
Ao Prof. Orientador Dr. Gilson Morales, mestre e amigo de todas as horas.
Ao Programa de Mestrado de Engenharia de Edificações e Saneamento, pela
confiança em meu trabalho.
À coordenação do Mestrado, Prof
a
. Dra. Sandra Márcia Cesário Pereira da Silva e
Prof
a
. Dra. Ercília Hitomi Hirota.
Aos Professores do Programa do Mestrado, pela transmissão dos conhecimentos.
À CAPES, que viabilizou a realização desta pesquisa.
À PROAP, por proporcionar a viabilidade dos ensaios de laboratório.
Aos Professores Gilberto Carbonari e Luiz Roberto Prudêncio Jr., pela valiosa
participação no exame de qualificação e defesa deste trabalho.
À Prof
a
. Dra. Janaíde Cavalcante Rocha e ao doutorando Leonardo de Brito
Andrade, membros do grupo ValoRes da UFSC, pela atenção e colaboração nos
ensaios de laboratório realizados em Florianópolis.
Aos colegas de Mestrado, em especial aos amigos Cássio Kaminagakura, Fabiano
Furlan, Gustavo Campos, Rubens Andrade Jr e Sérgio Kemmer, pela grande
amizade e apoio nas horas difíceis.
Aos eternos amigos da turma 2003 de Engenharia Civil da UEL.
Ao colega Eng. Dr. Sérgio Cirelli Angulo.
À Rita de Cássia pelas revisões de Língua Portuguesa.
À Secretaria de Pós-Graduação do CTU.
Ao Laboratório de Materiais de Construção Civil – LMCC da UEL.
Ao Laboratório de Materiais de Construção Civil – LMCC da UFSC.
À Usina Recicladora de Materiais de Campinas, pela doação dos RCD.
À Politécnica S/C Ltda. pela colaboração nos ensaios de laboratório.
Ao Eng. Antônio A. Junqueira diretor técnico da empresa Maqbrit.
A todos que, de uma forma ou de outra, colaboraram para a conclusão deste
trabalho.
“E verifiquei que nada há de melhor para
o homem do que se alegrar com
o fruto de seus trabalhos.”
(Ecl 3, 22)
LOPES, Luís Ricardo. Avaliação da interferência dos finos no desempenho de
concretos com resíduos de construção e demolição. Londrina, 2005. 150p.
Dissertação – Curso de Mestrado em Engenharia de Edificações e Saneamento –
Universidade Estadual de Londrina.
RESUMO
O uso de RCD (Resíduos de Construção e Demolição) em concretos tem se tornado
muito importante no que diz respeito à preservação dos recursos naturais, manejo
desses resíduos oriundos da construção civil e como parte do desenvolvimento
sustentável. No entanto, no processo de obtenção desses agregados graúdos
reciclados, são geradas partículas finas que desenvolvem características diferentes
no desempenho dos concretos produzidos com agregados de RCD. Esse material
fino apresenta algumas particularidades e tem sido estudado por diversos grupos de
pesquisas em vários países. O objetivo deste estudo é avaliar algumas propriedades
dos concretos produzidos com agregados de RCD e com diferentes teores de finos,
oriundos do processo de britagem do RCD. Produziram-se concretos com agregados
reciclados com 0%, 3,45% e 5,85% de finos e, outro concreto com agregado
convencional. Foram avaliadas as características dos concretos no estado fresco,
tais como: massa específica, medida de consistência, retração plástica, exsudação;
no estado endurecido foram ensaiadas algumas de suas características, tais como:
módulo de deformação, resistência à compressão e resistência à tração. Do estudo
concluí-se que quando se produziram concretos com agregados de RCD, o aumento
do teor de finos presentes nesses agregados interferiu de forma significativa nas
propriedades do concreto, aumentando o slump da mistura, ou seja, deixando-a com
maior trabalhabilidade e, conseqüentemente, aumentando a exsudação e a retração
plástica. Para o módulo de deformação, os finos se apresentaram favoráveis,
aumentando o valor do módulo de deformação, o que é conseqüência do aumento
da resistência à compressão, em função do aumento do teor de finos; na resistência
à tração os concretos com alto teor de finos obteve melhor resistência. Portanto, de
uma forma geral, os finos interferem no desempenho dos concretos produzidos com
agregados de RCD.
Palavras-chave: Concreto, sustentabilidade, resíduos, agregados, finos,
desempenho, reciclagem.
LOPES, Luís Ricardo. Avaluation of the influence of fines in the performance of
concretes produced with construction and demolition waste. Londrina, 2005. 150p.
Dissertation – Master degree Programme in Building Engeneering and Environment
– State University of Londrina.
ABSTRACT
The relevance of the use construction and demolition waste (CDW) in concrete is
increasing because of the concerns about natural resources preservation, the
disposal of construction waste and sustainable development. On the other hand, fine
particles generated during the production process of recycled coarse aggregates
produce different performance characteristics in the concrete produced with these
coarse aggregates. The peculiarities of these fines have been studied by various
research groups from different countries. This dissertation aims at evaluating some
properties of concrete produced with CDW aggregates using different fine proportion.
In order to develop this study, it was produced concretes with CDW aggregates and
0%, 3,45% and 5,85% of fines and another concrete with ordinary aggregate. The
characteristics of fresh concretes evaluated were: specific gravity, workability, plastic
shrinkage, and bleeding. In hardened concrete, the evaluation considered
compressive strength, tensile strength, and modulus of elasticity. This study lead to
the conclusion that in concretes produced with CDW aggregates the increase in
proportion of fines found in these aggregates influenced significantly the concrete
properties, increasing the mixture slump, improving workability and, consequently,
increasing bleeding as well as plastic shrinkage. The fines also contributed to the
increase of the modulus of elasticity in concretes produced with CDW aggregates.
This is a consequence of the improvement of the compression strength, produced by
increase of fines proportion. Concerning tensile strength, the concretes with high
fines proportions resulted in higher strength.
Key-words: concrete, waste, sustainability, agreggates, fines, performance, recycle.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – Porcentagem média dos constituintes do entulho analisado
na caracterização qualitativa. .................................................................39
FIGURA 2 – Composição dos RCD para os diferentes estudos realizados. ..............41
FIGURA 3 – Curvas de retração de argamassas para as primeiras 24 horas. ..........48
FIGURA 4 – Módulo de deformação de concretos produzidos com RCD em
função da relação a/c. ...........................................................................55
FIGURA 5 – Módulo de deformação de concretos produzidos com RCD em
função do teor de agregado graúdo reciclado. ......................................55
FIGURA 6 – Variação do módulo de elasticidade de concretos para diferentes
valores da relação água/cimento, segundo a B.C.S.J. – 1978. .............56
FIGURA 7 – Variação do módulo de elasticidade de concretos para diferentes
valores da relação água/cimento, segundo a RASHEEDUZZAFAR
e KHAN – 1984. .....................................................................................57
FIGURA 8 – Usina de reciclagem, responsável pelo processo de britagem
do RCD..................................................................................................74
FIGURA 9 – Local de coleta do RCD.........................................................................74
FIGURA 10 – Detalhe do local onde é feita a separação manual de
componentes que não são considerados como RCD..........................75
FIGURA 11 – RCD antes da etapa de britagem. .......................................................75
FIGURA 12 – RCD após a etapa de britagem. ..........................................................76
FIGURA 13 – Maneira como foi realizado o transporte do RCD de Campinas
para Londrina. ...................................................................................76
FIGURA 14 – Detalhes da moagem do RCD para a produção dos finos, que
forão utilizados para a obtenção dos RCD com 5,85% de finos..........84
FIGURA 15 – Finos utilizados para a obtenção dos agregados de
RCD com 5,85% de finos. ...................................................................84
FIGURA 16 – Esquema do aparelho utilizado para a realização do ensaio
de retração plástica. ............................................................................89
FIGURA 17 – Curva granulométrica do agregado miúdo...........................................98
FIGURA 18 – Curva granulométrica dos agregados graúdos. .................................100
FIGURA 19 – Absorção de água dos agregados reciclados. ...................................105
FIGURA 20 – Composição mineralógica média do RCD de Campinas. ..................108
FIGURA 21 – Evolução da retração plástica............................................................112
FIGURA 22 – Massa de água exsudada nos intervalos de coleta em kg/m
2
,
para os diferentes concretos. ............................................................117
FIGURA 23 – Massa de água exsudada ao longo do tempo, em kg/m
2
, para
os diferentes concretos. ....................................................................118
FIGURA 24 – Evolução do módulo de deformação..................................................120
FIGURA 25 – Evolução da resistência à compressão ao longo do tempo para
os concretos produzidos....................................................................122
FIGURA 26 – Percentual de resistência à compressão dos concretos
produzidos com RCD em relação à resistência aos 28 dias
para cada concreto produzido. ..........................................................124
FIGURA 27 – Percentual da resistência à compressão em relação à
resistência à compressão do concreto de referência. .......................126
FIGURA 28 – Evolução da resistência à tração ao longo do tempo para os
concretos produzidos. .......................................................................128
FIGURA 29 – Detalhes dos corpos de prova rompidos à tração..............................130
FIGURA 30 – Percentual de resistência à tração em relação à resistência
aos 28 dias para cada concreto produzido........................................132
FIGURA 31 – Percentual da resistência à tração dos concretos produzidos
com RCD em relação à resistência à tração do concreto de
referência. .........................................................................................133
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 – Caracterização dos resíduos sólidos urbanos gerados no
município de Santo André em 1996. .....................................................25
TABELA 2 – Situação em algumas cidades brasileiras sobre a política de RCD.......27
TABELA 3 – Participação dos RCD no total de resíduos sólidos, em alguns
países....................................................................................................31
TABELA 4 – Participação dos RCD no total de resíduos sólidos,
em cidades brasileiras...........................................................................31
TABELA 5 – Massa específica e massa unitária para os agregados miúdo e
graúdos. ................................................................................................36
TABELA 6 – Valores de índice de forma de agregados naturais e reciclados. ..........38
TABELA 7 – Composição média dos resíduos de construção e demolição...............40
TABELA 8 – Composição mineralógica do agregado graúdo reciclado em
Vinhedo-SP. ..........................................................................................41
TABELA 9 – Classificação dos agregados graúdos reciclados para concreto
(RILEM TC 121-DRG, 1994). ................................................................43
TABELA 10 – Valores comparativos entre concretos produzidos com RCD e
concretos convencionais, relativos à resistência à compressão
simples aos 28 dias............................................................................59
TABELA 11 – Valores comparativos entre concretos produzidos com RCD e
concretos convencionais, relativos à resistência à compressão
simples aos 60 dias............................................................................59
TABELA 12 – Valores máximos de finos no concreto produzido com agregados
reciclados............................................................................................68
TABELA 13 – Estudo realizado por ABOU-ZEID e FAKHRY (2003) para
misturas de concretos variando o teor de finos, a relação
a/c e slump das misturas.....................................................................69
TABELA 14 – Ensaios de caracterização dos materiais. ...........................................77
TABELA 15 – Nomenclatura usada para os concretos produzidos............................82
TABELA 16 – Traços utilizados para os ensaios realizados. .....................................85
TABELA 17 – Determinação da massa específica.....................................................87
TABELA 18 – Ensaio de exsudação. .........................................................................91
TABELA 19 – Quantidade de corpos de prova para o ensaio de módulo de
deformação. ........................................................................................92
TABELA 20 – Quantidade de corpos de prova para o ensaio de resistência à
compressão. .......................................................................................93
TABELA 21 – Quantidade de corpos de prova para o ensaio de resistência
à tração. ..............................................................................................93
TABELA 22 – Características físicas do cimento. ......................................................94
TABELA 23 – Características químicas do cimento...................................................95
TABELA 24 – Determinação da massa unitária e massa específica média dos
agregados miúdo e graúdo. ................................................................96
TABELA 25 – Composição granulométrica média do agregado miúdo......................97
TABELA 26 – Composição granulométrica média do agregado graúdo natural. .......99
TABELA 27 – Composição granulométrica média do agregado graúdo reciclado.....99
TABELA 28 – Teor de material pulverulento dos agregados miúdo e graúdo..........102
TABELA 29 – Índice de forma dos agregados graúdos naturais e reciclados..........103
TABELA 30 – Absorção de água dos agregados reciclados....................................105
TABELA 31 – Composição mineralógica média do RCD em massa........................107
TABELA 32 – Composição mineralógica média do RCD em porcentagem. ............107
TABELA 33 – Massa específica dos concretos produzidos. ....................................109
TABELA 34 – Medida de consistência dos concretos produzidos. ..........................110
TABELA 35 – Retração plástica máxima dos concretos produzidos........................112
TABELA 36 – Massa de água perdida por exsudação, para cada intervalo de
coleta e, massa de água exsudada acumulada, em gramas.............115
TABELA 37 – Massa de água exsudada acumulada nos intervalos de coleta,
em kg/m
2
, para os diferentes concretos. ...........................................116
TABELA 38 – Valores dos ensaios de módulo de deformação................................119
TABELA 39 – Redução dos valores de módulo de deformação em relação ao
CR_brita para os 7, 28 e 63 dias.......................................................120
TABELA 40 – Valores obtidos de resistência à compressão (MPa) ao longo do
tempo para os concretos produzidos.................................................121
TABELA 41 – Percentual de aumento de resistência à compressão (%) nas
diferentes idades de rupturas dos concretos. ...................................123
TABELA 42 – Percentual de resistência à compressão em relação à
resistência aos 28 dias para os concretos produzidos. .....................124
TABELA 43 – Percentual da resistência à compressão em relação à
resistência do Concreto de Referência..............................................125
TABELA 44 – Valores obtidos de resistência à tração (MPa) ao longo do
tempo para os concretos produzidos.................................................127
TABELA 45 – Percentual de aumento de resistência à compressão (%) nas
diferentes idades de rupturas dos concretos. ...................................129
TABELA 46 – Percentual de resistência à tração em relação à resistência
aos 28 dias para os concretos produzidos. .......................................131
TABELA 47 – Percentual da resistência à compressão em relação à
resistência do Concreto de Referência..............................................132
TABELA 48 – Relação entre a resistência à tração e a resistência à
compressão.......................................................................................134
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO...................................................................................................17
1.1. OBJETIVO GERAL........................................................................................19
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS..........................................................................20
1.3. JUSTIFICATIVA.............................................................................................20
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..............................................................................23
2.1. RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO..........................................23
2.1.1. DEFINIÇÃO.............................................................................................23
2.1.2. IMPORTÂNCIA DA RECICLAGEM DO RCD..........................................24
2.1.3. CONSTRUÇÃO CIVIL E O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL ......28
2.1.4. GERAÇÃO DE RCD NO BRASIL E NO EXTERIOR...............................30
2.1.5. USO DO RCD EM CONCRETOS ...........................................................32
2.1.6. FATORES QUE INTERFEREM NAS PROPRIEDADES DOS
AGREGADOS ...........................................................................................................33
2.1.6.1. MASSA ESPECÍFICA E MASSA UNITÁRIA....................................35
2.1.6.2. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA..............................................37
2.1.6.3. ÍNDICE DE FORMA .........................................................................37
2.1.6.4. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA ....................................................38
2.1.6.5. ABSORÇÃO DE ÁGUA....................................................................43
2.2. PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO.........................45
2.2.1. ESTUDO DO FENÔMENO DA RETRAÇÃO PLÁSTICA ........................45
2.2.2. EXSUDAÇÃO..........................................................................................50
2.3. PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO................53
2.3.1. MÓDULO DE DEFORMAÇÃO.......................................................................53
2.3.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO...........................................................58
2.3.3. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO .....................................................................60
2.4. ESTUDO DE FISSURAS................................................................................61
2.4.1. ESTUDO DE FISSURAS DEVIDAS À RETRAÇÃO PLÁSTICA .............64
2.5. INTERFERÊNCIAS DOS FINOS NO DESEMPENHO DO CONCRETO.....668
3. MÉTODO ...........................................................................................................72
3.1. DEFINIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS..........72
3.2. ENSAIOS NORMATIZADOS DOS MATERIAIS UTILIZADOS .....................77
3.2.1. MASSA ESPECÍFICA..............................................................................78
3.2.2. MASSA UNITÁRIA ..................................................................................79
3.2.3. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA .....................................................79
3.2.4. TEOR DE MATERIAL PULVERULENTO................................................80
3.2.5. ÍNDICE DE FORMA ................................................................................80
3.2.6. ABSORÇÃO DE ÁGUA...........................................................................80
3.2.7. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA MÉDIA DO RCD................................81
3.3. DEFINIÇÃO DOS CONCRETOS A SEREM PRODUZIDOS.........................82
3.3.1. PRODUÇÃO DOS CORPOS DE PROVA ...............................................85
3.4. ENSAIOS DOS CONCRETOS.......................................................................86
3.4.1. ENSAIOS DOS CONCRETOS NO ESTADO FRESCO ..........................86
3.4.1.1. ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA..................................................86
3.4.1.2. ENSAIO DA MEDIDA DE CONSISTÊNCIA .....................................87
3.4.1.3. ENSAIO DE PEGA...........................................................................87
3.4.1.4. ENSAIO DE RETRAÇÃO PLÁSTICA...............................................88
3.4.1.5. ENSAIO DE EXSUDAÇÃO ..............................................................90
3.4.2. ENSAIOS DOS CONCRETOS NO ESTADO ENDURECIDO.................91
3.4.2.1. ENSAIO DO MÓDULO DE DEFORMAÇÃO ....................................91
3.4.2.2. ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES ..............92
3.4.2.3. ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO..........................................93
4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS.......................................94
4.1. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS..................................94
4.1.1. ENSAIOS FÍSICO-QUÍMICOS DO CIMENTO ........................................94
4.1.2. MASSA UNITÁRIA E MASSA ESPECÍFICA DOS AGREGADOS ..........95
4.1.3. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA .....................................................97
4.1.4. TEOR DE MATERIAL PULVERULENTO..............................................101
4.1.5. ÍNDICE DE FORMA ..............................................................................102
4.1.6. ABSORÇÃO ..........................................................................................104
4.1.7. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA MÉDIA DO RCD..............................106
4.2. RESULTADOS DOS CONCRETOS NO ESTADO FRESCO ......................109
4.2.1. MASSA ESPECÍFICA............................................................................109
4.2.2. MEDIDA DE CONSISTÊNCIA...............................................................110
4.2.3. ENSAIO DE PEGA................................................................................111
4.2.4. RETRAÇÃO PLÁSTICA ........................................................................111
4.2.5. EXSUDAÇÃO........................................................................................114
4.3. RESULTADOS DOS CONCRETOS NO ESTADO ENDURECIDO.............119
4.3.1. MÓDULO DE DEFORMAÇÃO ..............................................................119
4.3.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO.........................................................121
4.3.3. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO ...................................................................127
17
1. INTRODUÇÃO
As pesquisas mais recentes que vêm sendo realizadas no Brasil e
no exterior mostram que a construção civil é certamente o maior gerador de resíduos
sólidos urbanos de toda a sociedade.
JOHN (1999) tem em suas estimativas que a construção civil é o
setor responsável pelo consumo do maior volume de recursos naturais, variando
entre 15% e 50% dos recursos extraídos, o que vem ao encontro dos dados obtidos
por SJÖSTRÖN (1992), o qual comenta que estes valores variam entre 14% e 50%,
além de os produtos da construção civil serem os grandes consumidores de energia.
Os Resíduos de Construção e Demolição são atualmente
conhecidos por diversos autores pelo termo RCD, porém, há outros que preferem
utilizar o termo entulho para designar esses resíduos, oriundos da construção civil.
No Brasil, os primeiros estudos a respeito do uso de RCD, como
agregados para concretos e argamassas, começaram na década de 80, com Pinto
em 1986, depois Silveira em 1993, Zordan em 1997, Levy em 1997, Latterza em
1998, Lima em 1999 e Bazuco em 1999. Além desses, outros estudos pontuais
também foram realizados por diversas instituições de pesquisa do país (PINTO,
1999).
Ainda, segundo PINTO (1999), os países europeus e o Japão foram
os pioneiros no conhecimento e controle dos RCD. Isso se deve a sua elevada
industrialização e à carência de recursos naturais, dadas a sua alta densidade
demográfica e a falta de espaços para a destinação dos RCD.
18
Atualmente, há uma constante busca pela sustentabilidade no setor
da construção civil, através do controle da extração dos recursos naturais, da
redução da poluição e do gerenciamento dos resíduos gerados.
O gerenciamento dos RCD em cidades de grande porte é muito
difícil e oneroso, e a tendência é que as dificuldades aumentem na mesma
proporção que aumenta o volume de RCD gerado (ZORDAN, 1997).
Neste contexto, a reciclagem aparece como essencial para o
desenvolvimento sustentável, uma vez que é impossível pensar em uma sociedade
que não gere resíduos (JOHN, 2000).
No Brasil, a reciclagem de RCD deu-se a partir da década de 80,
através do uso de “masseiras moinho”. Este equipamento de pequeno porte é
utilizado para uso exclusivo em obras de edificações e propicia moagem intensa de
resíduos menos resistentes, como os resíduos de alvenaria e de argamassa,
possibilitando a reutilização em novas argamassas (PINTO, 1999).
Portanto, diante do enorme volume de estudos que foram realizados
a respeito dos RCD, conclui-se que o uso do RCD na produção de concretos é
viável; no entanto, ainda são necessários estudos a respeito das patologias nos
concretos produzidos com esses resíduos.
Uma das manifestações patológicas mais comuns do concreto é a
fissuração. Esta tende a ser mais grave ainda quando se trata da utilização de
materiais reciclados de construção e demolição (MIRANDA, 2000).
As fissuras em peças de concreto podem ocorrer devido ao fato de o
agregado reciclado absorver uma maior quantidade de água, aumentando assim, a
quantia de água necessária para adquirir uma determinada trabalhabilidade
19
requerida e, também, devido ao material excessivamente fino que se encontra
aderido aos agregados reciclados de construção civil.
Portanto, o estudo de materiais excessivamente finos é de
fundamental importância no meio técnico, ainda mais quando se trata de produtos
originados de materiais reciclados, como é o caso do RCD.
Essas manifestações patológicas em peças de concreto com a
utilização de RCD tornam o seu uso, como agregados para concreto, de maior
dificuldade de aceitação pela sociedade.
No entanto, existe uma falta de preocupação de alguns profissionais
da área da construção civil, no que diz respeito ao aparecimento de fissuras em
edificações visto que milhares de casas populares, as quais estão sendo construídas
para população de baixa renda, têm apresentado problemas patológicos de
fissuração.
Portanto, evitar a fissuração em peças de concretos com RCD é um
requisito para que se obtenha concretos com melhor qualidade e maior durabilidade
e, desta forma, contribua-se para o aumento da produção de concretos com
agregados reciclados e, conseqüentemente, não haja a rejeição dos resíduos
gerados, auxiliando no desenvolvimento sustentável.
1.1. OBJETIVO GERAL
O objetivo principal desta pesquisa é avaliar a interferência do
percentual de finos presentes nas superfícies dos agregados reciclados de
construção e demolição, usados para a produção de concreto com RCD.
20
Conseqüentemente, contribuir para o aumento do conhecimento de causas de
patologias em concretos produzidos, mediante a substituição de agregados graúdos
naturais por agregados reciclados de construção e demolição.
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Caracterizar a composição dos RCD gerados na cidade de Campinas;
• Verificar a viabilidade do uso dos RCD gerados em Campinas para a produção
de concretos;
• Analisar a resistência à compressão dos corpos de prova produzidos para
diferentes teores de finos de RCD.
• Analisar a interferência dos finos nas propriedades do concreto, no estado fresco,
para diferentes teores de finos de RCD.
• Analisar a interferência dos finos nas propriedades do concreto, no estado
endurecido, para diferentes teores de finos de RCD.
1.3. JUSTIFICATIVA
A justificativa para a elaboração desta Dissertação está no fato de
que há uma tendência cada vez maior para a utilização dos RCD em concretos. No
entanto, há certas restrições ao uso destes resíduos, principalmente, devido ao alto
teor de finos presente em sua superfície. Portanto, o estudo insere-se como um
21
passo importante para avaliar e aumentar o uso dos RCD em concretos, de tal forma
que se consiga um certo equilíbrio entre a quantidade de resíduo gerado e a
quantidade reciclada.
A busca incessante pelo desenvolvimento de melhores tecnologias
para se obter um maior e melhor aproveitamento desses resíduos é algo que vem
acontecendo no meio técnico do setor da construção civil, porém, toda nova
tecnologia encontra problemas em seu aperfeiçoamento, e na indústria da
construção civil isso não é diferente.
Para se fazer à utilização de RCD na produção de concretos, é
necessário que os resíduos passem por um processo de britagem, para que se
tornem uma composição com granulometria apropriada ao seu uso. No entanto,
quando esse processo de britagem é feito, as partículas extremamente finas ficam
aderidas aos agregados reciclados, provavelmente interferindo no desempenho do
concreto, causando uma série de patologias e, principalmente, prejudicando a sua
durabilidade.
LEVY (2001) relata em seu estudo que, quando estruturas de
concreto foram produzidas sem o devido conhecimento dos fenômenos que
interferiam em sua durabilidade, em diversas ocasiões, ocorreu a redução da vida
útil de grandes obras de engenharia, resultando graves prejuízos materiais e,
algumas vezes, lamentavelmente, com vítimas fatais.
A hipótese de que os finos gerados no processo de britagem do
RCD interferem no desempenho do concreto é válida. Portanto, tornando o assunto
mais aprofundado no meio técnico, haverá uma grande contribuição para que se
utilize mais os RCD para a produção de novos concretos, de forma que se tenha
22
maior durabilidade do concreto, colaborando com a sustentabilidade do setor,
conforme proposto pelo conceito de desenvolvimento sustentável.
Ainda dentro desse conceito, visa-se minimizar, tanto o impacto
ambiental causado pela disposição dos RCD na natureza, bem como o uso de novos
recursos naturais, os quais, muitas vezes, tornam-se custosos devido à distância
que separa a matéria-prima da indústria que o transformará, ocasionando um
aumento na cadeia do consumo de energia, implicando gastos desnecessários e
maior poluição ambiental, o que resulta em um desenvolvimento insustentável.
Portanto, o trabalho proposto está perfeitamente inserido no
contexto de sustentabilidade, procurando, dessa forma, garantir as necessidades do
presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de satisfazerem as
suas próprias necessidades.
23
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1. RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO
2.1.1. DEFINIÇÃO
Atualmente, existem várias definições para designar os resíduos
oriundos da construção, demolição e reformas das obras da construção civil.
BIOCYCLE (1990) define RCD como:
Resíduos sólidos não contaminados, provenientes de construção, reformas,
reparos e demolição de estruturas e estradas, e resíduos sólidos não
contaminados de vegetação, resultantes de limpeza e escavação de solos.
Como resíduos, incluem-se, mas não se limitam, blocos, concretos e outros
materiais de alvenaria, solo, rocha, madeira, forros, argamassa, gesso,
encanamentos, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, que não
camuflem outros resíduos, fiação elétrica e equipamentos que não
contenham líquidos perigosos e metais que estiverem num dos itens acima
(BIOCYCLE, 1990).
ANGULO (2000) considera RCD em sua pesquisa como sendo todo
e qualquer resíduo oriundo das atividades de construção, seja ele de novas
construções, reformas e demolições que envolvam atividades de obra de arte, solos
ou resíduos de vegetação presentes e limpeza de terrenos.
No entanto, existe um pensamento na cultura brasileira de que
entulho seria um material inútil e tido como sinônimo de material sem valor, com os
quais as empresas e as pessoas têm custos para sua retirada (LEVY, 2001).
Portanto, considera-se para este trabalho o termo RCD como sendo
resíduos provenientes de atividades de construção, demolição, reformas e restos de
materiais de canteiros de obras, excluídas as parcelas de metais, vidros, plásticos,
24
madeiras, solos, resíduos orgânicos, etc e que possam ser separadas através de
uma operação manual.
Felizmente, nações tecnologicamente desenvolvidas como Estados
Unidos, Holanda, Japão, Bélgica, França e Alemanha, entre outros, já perceberam a
necessidade de reciclar as sobras de construção civil e vêm pesquisando o assunto
intensamente, visando atingir um grau de padronização dos procedimentos adotados
para obtenção dos agregados, atendendo inclusive aos limites que permitem um
padrão mínimo de qualidade (LEVY, 1997).
Em alguns países desenvolvidos há dois tipos de instalações de
reciclagem: as que produzem agregados para todos os tipos de aplicação e as que
os produzem para uso específico em concretos, possuindo, este segundo tipo,
controle de qualidade mais estrito (ITEC 1995c, apud PINTO 1999).
2.1.2. IMPORTÂNCIA DA RECICLAGEM DO RCD
As administrações municipais das principais cidades brasileiras têm
encontrado problemas diante do enorme volume de resíduos gerados por diversas
indústrias, de forma mais específica pela indústria da construção civil, a qual é a
maior geradora de resíduos urbanos de toda sociedade.
KELLY e WILLIANS (1995) relatam que o uso de resíduos pela
indústria da construção civil não é algo recente, visto que, as cinzas volantes, que
são subprodutos da queima do carvão mineral usado como combustível nas usinas
termoelétricas, já têm sido usadas na produção do cimento Portland há
aproximadamente 50 anos.
25
PERA (1996) relata em seus estudos que na Europa Ocidental a
geração de RCD representa 66% do total de resíduos sólidos, o que corresponde ao
dobro da geração de resíduos sólidos municipais. Segundo o autor, a produção de
RCD nessa região é de 0,7 a 1,0 tonelada por habitante a cada ano.
De acordo com PINTO (1999), a geração de resíduos da construção
civil no Brasil chega a quase dois terços do total de resíduos gerados, representando
de 54% a 61% da massa dos resíduos sólidos urbanos.
A importância da reciclagem dos resíduos de construção e
demolição está evidenciada ao se observar a enorme participação do RCD no total
dos resíduos sólidos urbanos gerados pela sociedade. A tabela 1 mostra a
participação dos diferentes resíduos sólidos urbanos gerados no município de Santo
André, no estado de São Paulo.
TABELA 1 – Caracterização dos resíduos sólidos urbanos gerados no município de
Santo André em 1996.
Domiciliar Saúde Volumosos Industrial RCD Total
Geração diária
(t/dia)
674 7 52 129 1013 1910
Participação no
total (%)
32,57 0,37 2,72 6,75 57,59 100
Fonte: PINTO (1999)
Nas cidades brasileiras, a maioria dos resíduos oriundos da
construção e demolição (RCD) é depositada clandestinamente, provavelmente
devido à distância dos aterros. Entretanto, estes aterros clandestinos têm obstruído
córregos e drenagens, colaborando para a ocorrência de enchentes, devido aos
entupimentos de bueiros, favorecendo a proliferação de mosquitos e outros vetores
prejudiciais às condições de saneamento e à saúde humana, ou seja, causando um
26
aspecto visual desagradável para os habitantes da cidade e levando uma boa parte
das prefeituras a aumentar, de forma significativa, os custos com a administração
municipal.
Segundo PINTO (1997), no ano de 1997, no Brasil, já existiam sete
cidades que decidiram investir no entulho através da instalação de usinas de
reciclagem. Essas cidades eram: Belo Horizonte em Minas Gerais, São Paulo,
Muriaé, Ribeirão Preto, Piracicaba e São José dos Campos no estado de São Paulo
e Londrina no estado do Paraná.
Atualmente, algumas dessas usinas encontram-se desativadas,
outras continuam em perfeito funcionamento, assim como há ainda as cidades que
aderiram à política de gerenciamento e reciclagem dos RCD e já têm suas usinas
funcionando, enquanto outras estão com suas usinas em fase de implantação. A
tabela 2 mostra a situação de algumas cidades nacionais sobre a política de
resíduos de construção e demolição.
Para LEVY (2001), a política para gerenciamento de resíduos
sólidos deve ser entendida como a adoção ou estabelecimento de regras práticas
capazes de transformar em postura municipal, ou seja, postura esta que deixará de
ser uma atitude meramente corretiva para, através de ações e idéias inovadoras,
alcançar resultados positivos, os quais contribuirão para a redução dos gastos
públicos e minimizará o impacto ambiental, ocasionado pela deposição dos resíduos
sólidos gerados pela sociedade.
27
TABELA 2 – Situação em algumas cidades brasileiras sobre a política de RCD.
MUNICÍPIO POLÍTICA INSTALAÇÕES SITUAÇÃO
Belo Horizonte Existe
Existem 2, 3
a
em
fase de implantação
Ativadas
Brasília Não existe Existem 2
1 Ativada e 1
paralisada
Campinas
Existe Existe
Ativada
Diadema
Existe
Não existe -
Guarulhos
Existe Existe
Ativada
Jundiaí
Existe Existe (Particular)
Ativada
Londrina
Existe
Existe Desativada
Piracicaba Existe Existe Ativada
Ribeirão Pires Existe Existe
Em
manutenção
Ribeirão Preto Existe Existe Paralisada
Santo André Existe Não existe -
São Carlos Existe Existe
Em início de
operação
São J. Campos Não existe Existe Desativada
São J. Rio Preto Existe Existe
Em início de
operação
São Paulo Existe Existe
Em
manutenção
Vinhedo Não existe Existe Ativada
São Bernardo do
Campo
Não existe
Existe (Particular)
Ativada
Macaé Não existe Existe
Ativada
São Gonçalo Não existe Existe
Paralisada no
momento
Fonte: Eng. Antônio A. Junqueira
Diretor técnico da empresa MAQBRIT Comércio e Indústria de Máquinas Ltda.
De uma forma geral, segundo ZORDAN (1997), a reciclagem de
RCD vem contribuir para minimizar o impacto causado ao meio ambiente, das
seguintes formas:
a) conservação de matérias primas não renováveis;
b) redução do consumo de energia;
c) redução dos custos;
d) minimização da poluição futura (emissão de poluentes, tais como CO
2
, e da
geração de resíduos);
28
e) desenvolvimento mais sustentável;
f) melhoria à saúde e à segurança da população.
A verdade é que os resíduos de construção e demolição fazem parte
da cadeia de construção e não param de ser gerados. Sabe-se que algo deve ser
feito em relação ao destino desses resíduos. Certamente a reciclagem aparece
como uma solução rápida e economicamente viável para as administrações
municipais, contudo, o uso desses agregados produzidos pelas usinas recicladoras
ainda está passível de estudos sobre a qualidade, os quais vêm acontecendo e se
demonstrando favoráveis ao uso.
2.1.3. CONSTRUÇÃO CIVIL E O DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
A Conferência sobre Desenvolvimento e Meio Ambiente das Nações
Unidas (Rio 92) consolida, através da AGENDA 21, a visão de que o
desenvolvimento sustentável não apenas demanda na preservação dos recursos
naturais, de modo a garantir para as gerações futuras iguais condições de
desenvolvimento, ou seja, a equidade entre gerações, como também uma maior
equidade no acesso aos benefícios do desenvolvimento, a igualdade de
intrageração.
De acordo com LIDDLE (1994), a sociedade é orientada pelo
paradigma “desbravador”, segundo o qual existe uma contraposição entre o meio
ambiente e o desenvolvimento. A defesa do meio ambiente é vista como
antidesenvolvimentalista.
29
A lógica implícita nesta cultura desbravadora é de que a quantidade
de recursos naturais disponíveis é, em termos práticos, infinita, e que a natureza é
capaz de absorver ilimitadas quantidades de resíduos (LIDDLE, 1994).
Visto que a construção civil é a maior consumidora de recursos
naturais e a maior geradora de resíduos sólidos urbanos, será difícil que qualquer
sociedade possa atingir o desenvolvimento sustentável sem que a construção civil,
que lhe dá suporte, passe por profundas transformações.
No entanto, no Brasil já existe o incentivo de leis que levam a
construção civil ao conceito de sustentabilidade, como é o caso de Belo Horizonte
em Minas Gerais, onde a prefeitura da cidade isenta das taxas de habite-se obras
cujos resíduos são encaminhados para uma usina de reciclagem da cidade.
(CONSTRUÇÃO, 1996)
Assim como esse exemplo de Belo Horizonte, outros incentivos do
poder público são colocados em prática pelo mundo inteiro, de forma a minimizar os
impactos causados pelos resíduos da construção civil. Nos EUA e nos países
europeus, por exemplo, há um pesado investimento em “marketing”, influenciado por
uma política de controle e fiscalização rígida para a disposição de resíduos. No
Brasil, o que se tem feito é a instalação de usinas de reciclagem (ZORDAN, 1997).
A primeira das usinas de reciclagem construídas em Belo Horizonte,
no bairro de Estoril, obteve uma grande resistência da população do bairro, no
sentido de impedir tal construção. A população alegava que a usina traria para o
bairro mau cheiro, sujeira e até uma certa desvalorização da área. Atualmente a
população aceita a usina sem problemas. Já a segunda usina a entrar em
funcionamento, de Pampulha, não encontrou resistência por parte dos moradores,
quando se deu a sua instalação (CONSTRUÇÃO, 1996).
30
Tais exemplos mostram que a carência de informações da
população torna um pouco mais difícil atingir o desenvolvimento sustentável.
Portanto, é preciso haver uma conscientização da sociedade, no sentido de fazê-la
entender que é possível viver bem, contribuindo para se atingir o desenvolvimento
sustentável.
2.1.4. GERAÇÃO DE RCD NO BRASIL E NO EXTERIOR
Apesar de ser certamente o mais visível, o resíduo sólido domiciliar
tem menor parcela do que o resíduo de construção e demolição. Normalmente, os
resíduos de construção e demolição representam aproximadamente dois terços do
volume total de resíduos sólidos urbanos; já o domiciliar corresponde a
aproximadamente um terço dos resíduos sólidos urbanos (PINTO, 1999).
Mesmo com todo o tempo de estudos sobre os RCD no Brasil, ainda
pouco se sabe a respeito dos resíduos de construção e demolição, pois conceitua-se
que é nas cidades de médio e grande porte que a parcela de RCD é significativa.
PINTO (1999) apresentou resultados de estudos realizados em Santo André – SP
em 1996, e os RCD compunham 57,59% da massa de resíduos sólidos urbanos.
As tabelas 3 e 4 apresentadas por ANGULO (2000) e PINTO (1999)
respectivamente, mostram a participação dos RCD no total de resíduos sólidos, para
alguns países e para algumas cidades brasileiras.
31
TABELA 3 – Participação dos RCD no total de resíduos sólidos, em alguns países.
Países RCD (%) em massa Fonte
Países Baixos 26 1996
Austrália 20-30 1994
Estados Unidos 20-39 1994/1998
Alemanha 19 1994
Finlândia 13-15 1994
Brasil 54-67 1999
Inglaterra 17 1997
Holanda 13-30 1998
Bélgica 66 1994
Europa Ocidental 66 1996
Fonte: ANGULO (2000)
TABELA 4 – Participação dos RCD no total de resíduos sólidos, em cidades
brasileiras.
Geração
total RSU
Geração total
RCD
Resíduos
domiciliares
Outros
Cidade
Ano
base
(t/dia) (t/dia) % (t/dia) % (t/dia) %
Santo André 1996 1868 1013 54 674 36 181 10
São José Rio Preto 1996 1187 687 58 302 25 198* 17
São José Campos 1995 1090 733 67 278 26 79 7
Ribeirão Preto 1995 1484 1043 70 257 17 186 13
Jundiaí 1996 1151 712 62 314 27 125 11
Vitória da Conquista 1997 512 310 61 130 25 72 14
* Excluídos os resíduos industriais
Fonte: PINTO (1999)
PINTO (1999) observou uma tendência no aumento das atividades
de construção em relação ao crescimento populacional nos anos posteriores a 1994,
atribuindo esse aumento à diminuição das taxas de inflação no país nesse período,
considerando que este fator tenha sido de contribuição significativa para o aumento
da geração de resíduos.
Realmente, a quantidade de RCD que vem sendo gerado pela
32
sociedade, tanto no Brasil como no exterior, é bastante grande. O que o meio
técnico da área de engenharia vem fazendo são estudos sobre como utilizar esses
resíduos em novos produtos de construção, como por exemplo, em concretos.
2.1.5. USO DO RCD EM CONCRETOS
De acordo com LEVY (2001), a partir de 1928 já se começou a
produzir concretos utilizando, como agregados, resíduos oriundos da construção
civil. Porém, somente após o final da 2
a
Guerra Mundial é que se deu uma aplicação
significativa dos entulhos, nas reconstruções das cidades européias, as quais
estavam diante de edifícios demolidos e escombros pelo chão. Londres, Berlim e
Varsóvia são alguns exemplos.
LEVY (2001) comenta que, embora no Brasil ainda não seja habitual
a produção de concretos com RCD, percebe-se uma tendência generalizada por
parte da iniciativa privada e do poder público em equacionar e gerenciar a produção
de entulhos de construção, o que vem se transformando em problemas de grandes
proporções nas maiores metrópoles do país.
ZORDAN (1997) verificou em seus estudos que é possível fazer o
uso dos RCD para a produção de concreto não estrutural, visto que as qualidades
mecânicas, aferidas em sua pesquisa, apresentaram valores muito positivos.
LEVY (2001) concluiu, a partir dos resultados analisados em seus
estudos, que o incremento de resíduos minerais podem ser de até 20%, sem que
altere o comportamento do concreto em relação ao concreto de referência e, desta
33
forma, acredita que poderão ser utilizados sem qualquer restrição no que tange à
resistência e à durabilidade.
Segundo a CONCRETE (1993) também com 20% de substituição
dos agregados naturais pelos reciclados, não há problemas com a trabalhabilidade
de um modo geral. Porém, com 100% de substituição haverá um decréscimo na
resistência à compressão na ordem de 10 a 20%.
Diante do enorme e incessante volume de resíduos gerados pela
construção civil, espera-se que a iniciativa para o aumento da reciclagem de entulho
de construção esteja na instalação de centrais de reciclagem, de iniciativa pública ou
privada, e que utilizem os RCD na produção de concretos ou argamassas em
volumes compatíveis à velocidade de geração de entulho, com bom nível de controle
tecnológico, para garantir o desempenho dos materiais produzidos (MIRANDA,
2000).
Portanto, o grande desafio para esse novo século, não será mais o
de encontrar uma forma de dar destino aos RCD e sim, o de fazer com que
profissionais do meio técnico atentem para o problema, e utilizem esses resíduos de
forma a conscientizar a sociedade da importância da reciclagem.
2.1.6. FATORES QUE INTERFEREM NAS PROPRIEDADES DOS AGREGADOS
A utilização de resíduos de construção e demolição para a produção
de novos concretos ainda é um campo emergente, no qual, por receio e talvez até
certo pré-conceito dos próprios usuários, não foram cometidos erros que pudessem
servir de lição ao meio técnico LEVY (2001).
34
De acordo com ALTHEMAN (2002), os agregados reciclados
caracterizam-se como materiais minerais inertes, porém, as maiores quantidades
constituem-se de concretos, argamassas, materiais cerâmicos e pedras. No entanto,
toda amostra está passível de conter outros materiais, como por exemplo, vidros,
papéis, metais, e até matérias orgânicas, prejudicando as características dos
concretos produzidos.
Afirmar que os agregados reciclados caracterizam-se como
materiais inertes é questionável, uma vez que o cimento, que está presente no
concreto e na argamassa reciclada, continua a reagir até as idades bem avançadas,
inclusive o pó basáltico, oriundo das britas, pode ser reativo.
Segundo NEVILLE (1997), o agregado era tido antes como material
inerte, disperso na pasta de cimento, utilizado principalmente por razões econômicas
e técnicas. Na verdade, o agregado não é inerte na exata acepção da palavra, e
suas propriedades físicas, térmicas e, às vezes, também as químicas têm influência
no desempenho e na durabilidade do concreto.
De acordo com BAZUCO (1999), os agregados reciclados podem
apresentar impurezas no seu conteúdo, as quais devem ser devidamente
identificadas, quantificadas e, se possível, eliminadas, pois estas podem
comprometer significativamente o desempenho de novos materiais.
LEVY (1997) relata que produzir agregados reciclados bem
graduados e limpos não será suficiente para garantir a qualidade do processo de
reciclagem. Ainda, segundo o autor, o material deverá ser adequado à finalidade
específica para a qual se destina, ou seja, fisicamente sua granulometria deverá
enquadrar-se dentro de determinados limites e, quimicamente, só poderá conter
níveis mínimos toleráveis de contaminação, para que, desta forma, o concreto
35
produzido possa ser durável e haja garantia da estabilidade das estruturas
construídas.
O Comitê Técnico da RILEM TC 121-DRG (1994) traz um alerta para
o fato de que a utilização de agregados reciclados miúdos não é normalmente
recomendada para a utilização de novos concretos, uma vez que estes,
freqüentemente apresentam quantidades significativas de contaminantes.
Caracterizar os agregados reciclados é de extrema necessidade ao
se produzir concretos a partir desses resíduos. LEVY (2001) atenta para o fato de
que os agregados reciclados devem apresentar uma classificação que, com o intuito
de melhorar a durabilidade e essa classificação, segundo o autor, baseie-se em
critérios quanto à origem, forma, textura, e granulometria.
2.1.6.1. MASSA ESPECÍFICA E MASSA UNITÁRIA
A determinação da massa específica e da massa unitária dos
materiais utilizados para a produção de concreto é de fundamental importância para
a dosagem do concreto.
Normalmente, tanto a massa específica quanto a massa unitária dos
agregados graúdos naturais apresentam-se superiores aos dos agregados graúdos
reciclados. Para NEVILLE (1997), o agregado graúdo natural tem como massa
específica valores entre 2,6 a 3,0 kg/dm
3
, porém, há estudos em que se verificam
valores maiores para essa característica do agregado natural. MEHTA e MONTEIRO
(1994) mencionam valores de massa unitária entre 1,30 a 1,75 kg/dm
3
.
36
A tabela 5 apresenta alguns valores de massa específica e massa
unitária para os agregados: miúdo, graúdo natural e graúdo reciclado.
TABELA 5 – Massa específica e massa unitária para os agregados miúdo e graúdos.
Agregado
Massa
(kg/dm
3
)
ZORDAN
(1997)
BAZUCO
(1999)
LEITE
(2001)
ALTHEMAN
(2002)
ANDRADE
(2004)
Específica - 2,55 2,63 2,61 2,63
Miúdo natural
Unitária - - 1,54 1,42 1,44
Específica - 2,63 3,09 3,04 2,70
Graúdo natural
Unitária - - 1,61 1,60 1,39
Específica - 2,31* 2,51 2,53 -
Graúdo reciclado
Unitária 1,09 - 1,12 1,17 -
* Agregado reciclado de concreto
Observa-se que os valores de massa específica do agregado graúdo
natural estão bastante divergentes, essa diferença pode ser uma característica do
tipo de rocha de cada região. BAZUCO (1999) e ANDRADE (2004) que obtiveram
valores próximos utilizaram agregados graúdos do estado de Santa Catarina, já
ALTHEMAN (2002) utilizou agregados da região de Campinas e LEITE (2001)
utilizou agregados do estado do Rio Grande do Sul.
Para o agregado miúdo natural e para os agregados graúdos
reciclados não houve diferenças significativas nos valores encontrados de massa
específica e massa unitária.
37
2.1.6.2. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
MEHTA e MONTEIRO (1994) definem composição granulométrica
como sendo a distribuição das partículas dos materiais granulares entre várias
dimensões.
A granulometria também é um importante item na dosagem de
concretos, pois influencia na trabalhabilidade, no consumo de cimento e na
resistência mecânica dos concretos (ALTHEMAN, 2002).
A granulometria dos agregados reciclados tende a ser ligeiramente
mais grossa, resultando em um módulo de finura um pouco maior, e também pode
depender do sistema de britagem ou das características do concreto de origem dos
agregados reciclados (BAZUCO, 1999).
Para ALTHEMAN (2002), a granulometria do agregado depende do
tipo de resíduo processado, bem como dos britadores utilizados, assim como do
sistema de peneiramento.
2.1.6.3. ÍNDICE DE FORMA
Tanto a forma quanto a granulometria dos agregados influenciam no
desempenho do concreto. A forma do agregado reciclado tende a ser mais angular,
o que pode ser minimizado através do tipo de britador utilizado.
Ainda, quanto à forma e à textura superficial das partículas dos
agregados, quando comparadas às partículas lisas e arredondadas, as partículas de
38
textura áspera, angulosas e alongadas requerem mais pasta de cimento para
produzir misturas trabalháveis e, portanto, aumentam o custo do concreto (MEHTA e
MONTEIRO, 1994).
A tabela 6 mostra valores de índices de forma encontrados em
diferentes estudos realizados no Brasil.
TABELA 6 – Valores de índice de forma de agregados naturais e reciclados.
Índice de Forma
Agregado BAZUCO (1999) ANGULO (2000) LEITE (2001) ANDRADE (2004)
Natural 2,60 - 2,68 2,78
Reciclado 2,30 2,01 2,26 -
Os autores MEHTA e MONTEIRO, 1994 mencionam que, quanto
maiores forem as dimensões dos agregados no concreto e mais elevadas as
proporções de partículas chatas e alongadas, conseqüentemente maior será a
tendência do filme de água se acumular próximo à superfície do agregado,
enfraquecendo desta forma a zona de transição, fenômeno conhecido como
exsudação interna.
2.1.6.4. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA
Sabe-se que a composição dos resíduos é um fator significativo no
que diz respeito à qualidade dos resíduos de construção e demolição. Além de
concretos, materiais cerâmicos e argamassas, nos RCD também são encontrados
madeiras, metais, plásticos, vidro, papel, borracha, solo e tintas.
39
HANSEN (1992) relata que, conforme especificações estabelecidas
para agregados naturais, requer-se que o agregado esteja isento de materiais como
metais, plásticos, gesso, terra, torrões de argila, asfalto, tintas, têxteis, concretos
leves, bem como outras impurezas.
Os resíduos da construção civil têm sua composição bastante
variada. Essa variabilidade dos resíduos de construção e demolição se deve a vários
fatores, entre eles, ao fato de a construção civil ter uma enorme variedade de
materiais envolvidos em seu processo, devido à etapa em que a obra se encontra,
ao tipo de edificação que se está construindo e também varia de acordo com as
características da construção civil em cada região do país e do mundo, ou seja,
depende também da origem dos resíduos.
ZORDAN (1997), em um estudo realizado com os resíduos de
construção, encontrou a composição média do entulho gerado na cidade de Ribeirão
Preto, conforme mostra a figura 1.
FIGURA 1 – Porcentagem média dos constituintes do entulho analisado na
caracterização qualitativa.
Fonte: ZORDAN (1997)
40
O estudo feito por ZORDAN (1997) vem ao encontro dos estudos
feitos por outros pesquisadores, mostrando que há uma predominância de
argamassa na composição dos RCD e um significativo percentual de concretos e de
materiais cerâmicos.
A origem dos RCD também é responsável pelas suas diferentes
composições, bem como dos percentuais presentes nas amostras. A tabela 7 mostra
as diferentes composições encontradas em diferentes cidades conforme apontam os
estudos realizados por PINTO (1986), ZORDAN (1997), ANGULO (2000) e por
LEITE (2001).
TABELA 7 – Composição média dos resíduos de construção e demolição.
% em massa
COMPOSIÇÃO
PINTO
(1986)
ZORDAN
(1997)
ANGULO
(2000)
LEITE
(2001)
Argamassa 64,0 37,4 28,0 28,3
Concreto 4,2 21,1 44,0 15,2
Pedras 1,4 17,7 23,0 29,8
Materiais Cerâmicos 29,1 23,3 4,0 26,3
Outros 1,3 0,5 1,0 0,4
A Figura 2 apresenta o gráfico das composições dos constituintes
dos RCD para os diferentes estudos realizados nas cidades brasileiras.
41
0
10
20
30
40
50
60
70
PINTO
(1986)
ZORDAN
(1997)
ANGULO
(2000)
LEITE
(2001)
Argamassa
Materiais Cerâmicos
Concreto
Pedras
Outros
FIGURA 2 – Composição dos RCD para os diferentes estudos realizados.
ALTHEMAN (2002) trabalhou com os agregados reciclados da
cidade de Vinhedo, no interior do estado de São Paulo. O autor utilizou-se da
separação manual para obter a composição mineralógica dos resíduos. Todavia, não
separou as fases de concreto e argamassa. A tabela 8 apresenta a composição
mineralógica dos resíduos de Vinhedo-SP, utilizados no estudo de ALTHEMAN
(2002).
TABELA 8
– Composição mineralógica do agregado graúdo reciclado em Vinhedo-
SP.
COMPOSIÇÃO ALTHEMAN (2002)
Argamassa / Concreto
65,6
Pedras 28,6
Materiais Cerâmicos 3,4
Outros 0,4
Fonte: ALTHEMAN (2002)
42
O grupo do comitê técnico da RILEM (Reúnion Internationale des
Laboratories d’essais et de rechercher Matériaux et les Construction) publicou, no 3°
Simpósio Internacional sobre Demolição e Reutilização de Concreto e Alvenaria em
1993, diretrizes para a utilização de agregados graúdos reciclados. Tais diretrizes
referem-se apenas à granulometria superior a 4 mm. (RILEM TC 121-DRG, 1994):
TIPO I: Agregados oriundos de material constituído predominantemente por resíduos
de alvenaria.
TIPO II: Agregados oriundos de material constituído predominantemente por
resíduos de concreto.
TIPO III: Agregados constituídos por agregados naturais e por agregados reciclados.
Sendo que, os agregados do Tipo III devem constituir-se de:
• No mínimo 80% de agregados naturais (em massa).
• No máximo 10% de agregados do Tipo I (em massa).
A tabela 9 apresenta as especificações da RILEM TC 121-DRG
(1994).
43
TABELA 9 – Classificação dos agregados graúdos reciclados para concreto (RILEM
TC 121-DRG, 1994).
Tipo de agregado / Especificações
CARG
Tipo I
CARG
Tipo II
CARG
Tipo III
Método de Ensaio
Massa específica mínima material seco
(kg/m
3
)
1500 2000 2400 ISO6783&7033
Absorção de água máxima (%) 20 10 3 ISO6783&7033
Quantidade máxima de material SSS < 2200
kg/m
3
(%)
- 10 10 ASTM C 123
Quantidade máxima de material SSS < 1800
kg/m
3
(%)
a
10 1 1 ASTM C 123
Quantidade máxima de material SSS < 1000
kg/m
3
(%)
1 0,5 0,5 ASTM C 123
Quantidade máxima de impurezas (vidro,
betume, plásticos) (%)
5 1 1 Visual
Quantidade máxima de metais (%) 1 1 1 Visual
Quantidade máxima de matéria orgânica (%) 1 0,5 0,5 NEM 5933
Quantidade máxima de finos < 0,063 mm (%) 3 2 2 PrEN 933-1
Quantidade máxima de areia < 4 mm (%)
b
5 5 5 PrEN 933-1
Quantidade máxima de sulfatos (%)
c
1 1 1 BS 812, parte 118
CARG - Concreto de Agregado Graúdo Reciclado.
SSS - Superfície Saturada Seca.
As porcentagens constantes da tabela referem-se a massa/massa.
a
Condição saturada com superfície seca.
b
Se for excedido limite da fração areia, esta parte do agregado deverá ser considerada como parte
da areia total a ser utilizada.
c
Quantidade de sulfato deverá ser calculada como SO
3
.
Fonte: RILEM TC 121-DRG (1994)
2.1.6.5. ABSORÇÃO DE ÁGUA
A absorção de água pelos RCD é uma propriedade considerável
para o estudo de dosagens dos concretos produzidos com agregados de RCD, visto
44
que, quando se faz o uso dos RCD em concretos, encontram-se dificuldades em
manter uma determinada trabalhabilidade do concreto, devido às diferentes e altas
taxas de absorção dos RCD.
Contudo, deve-se atentar para o fato de que altas quantidades de
materiais cerâmicos na produção de novos concretos implicam prováveis problemas
quanto à relação água/cimento do concreto, devido à alta absorção de água pelos
materiais cerâmicos presentes no entulho, como também as perdas de resistência
mecânica, prejudicando a trabalhabilidade do concreto.
Assim como os materiais cerâmicos absorvem quantidades
significantes da água de amassamento do concreto, a argamassa aderida aos
agregados naturais também absorve a água. Assim sendo, quanto maior for a
quantidade de argamassa aderida nos agregados, maior será a absorção de água.
ANGULO (2000) comenta que a absorção de água pelos agregados de RCD pode
variar em função da natureza do material e da sua faixa granulométrica.
LEITE (2001) comenta que, para os agregados naturais utilizados na
produção de concretos, a taxa de absorção de água não é considerada, mesmo para
os agregados miúdos cuja taxa de absorção é um pouco maior que a do agregado
graúdo. Essa desconsideração deve-se ao fato de a absorção nos agregados
naturais dar-se de forma lenta. No entanto, devida à alta porosidade dos agregados
reciclados, cuidados especiais devem ser tomados quando se trabalha com eles. A
autora encontrou em seu estudo um valor médio de absorção de água dos
agregados graúdos reciclados de 4,95%
BROWN et al. (2001) e CANÊDO et al. (2001) encontraram os
valores para a absorção de água do agregado graúdo, de 5,6% e 6,0%
respectivamente.
45
QUEBAUD; BUYLE-BODIN (1999) apud ANGULO (2000 ) relatam
que agregados com mesma composição apresentaram variações na taxa de
absorção de água, de 5% para agregados graúdos a 12% para agregados miúdos.
Atentar para a absorção de água dos agregados de RCD é um
requisito importante quando se faz uso de concreto com esses resíduos, pois,
quando houver deficiência de água de absorção do RCD, este absorverá parte da
água de amassamento e, conseqüentemente, toda água que se adicionar em
excesso, tornará o concreto menos resistente e mais susceptível a problemas
patológicos.
2.2. PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO
2.2.1. ESTUDO DO FENÔMENO DA RETRAÇÃO PLÁSTICA
Segundo NEVILLE (1997), existem várias formas de o fenômeno da
retração se apresentar, são eles: retração autógena, retração hidráulica, retração
diferencial e retração por carbonatação.
Retração autógena: é conseqüência da remoção da água dos poros capilares
pela hidratação do cimento ainda não hidratado, sendo um processo conhecido
como auto-secagem. Porém, essa retração é relativamente pequena, exceto com
relações água/cimento extremamente baixas, e não é preciso diferenciar daquela
46
causada pela secagem do concreto. Na retração hidráulica já está incluída a
contração devida à variação autógena de volume.
Retração Hidráulica: é causada pela perda de água da mistura do concreto,
quando este se encontra exposto a umidades ambientais abaixo da saturação.
Retração Diferencial: NEVILLE (1997) menciona que a retração potencial da
pasta de cimento pura é contida pelo agregado. Além disso, pode haver alguma
contenção devida à retração não uniforme no interior do elemento de concreto. A
perda de umidade somente ocorre na superfície de modo que se estabelece um
gradiente de umidade no elemento de concreto, que passa a ser submetido à
retração diferencial.
Retração por Carbonatação: é devida à incorporação do dióxido de carbono
no concreto e consiste no seguinte mecanismo: o dióxido de carbono é fixado pela
pasta de cimento hidratado e, em conseqüência disto, a massa do concreto
aumenta. Porém, o concreto seca e se carbonata simultaneamente, o acréscimo de
massa pela carbonatação pode, em certo estágio, dar a impressão errônea de que o
processo de secagem atingiu o estágio de massa constante.
NEVILLE (1997) classifica ainda a retração plástica e define-a como
sendo a retração do concreto, quando ele ainda se encontra no estado plástico.
Essa retração é devida à perda de água por evaporação na superfície do concreto
ou por sucção do concreto ou do solo subjacente.
Para MEHTA e MONTEIRO (1994), há uma variedade de causas
que contribuem para a retração plástica do concreto, tais como exsudação ou
sedimentação, absorção de água por evaporação pelo lastro ou fôrmas ou pelo
agregado, rápida perda de água por evaporação, redução no volume do sistema
água-cimento e deformações da fôrma.
47
SELMO (1996) relata que a retração plástica é o primeiro fenômeno
que deve ser considerado, quando se trata de retração devida à perda de umidade
do material para o ambiente. A intensidade da retração plástica é influenciada pelas
condições de temperatura, umidade relativa do ambiente e velocidade do vento.
Para NEVILLE (1997), o tipo e a composição do cimento podem
influenciar na retração, ou seja, cimentos de rápida hidratação fazem com que a
pasta de cimento apresente uma maior retração e uma maior tendência à fissuração,
e também, apresentam menor exsudação que os cimentos mais grossos.
Estudos realizados por WITTMAN (1976) demonstraram que o
requisito para a retração plástica de concretos é a formação de tensão capilar pela
água de amassamento da mistura de concreto fresco, após a superfície tornar-se
seca.
NEVILLE (1997) ainda comenta que, quando a superfície seca
primeiro, um complexo sistema se forma próximo à superfície do concreto. Uma
pressão por tensão capilar dentro da fase líquida é desenvolvida até alcançar um
valor máximo que WITTMAN (1976) chama de “pressão de fratura”. A pressão
capilar abaixa rapidamente e, imediatamente após isso, a pressão de fratura é
atingida.
A retração plástica começa logo após a pressão começar a se
desenvolver e a gerar uma pressão negativa capaz de causar retração na direção da
superfície e na direção da espessura. A deformação causada por retração
desenvolve-se a uma taxa crescente, juntamente com a pressão capilar, até atingir a
fratura do material e, após este ponto, a deformação cessa (WITTMAN, 1976).
Não há ainda um consenso na tecnologia do concreto a respeito do
instante que delimita o término da retração plástica e o começo da retração
48
hidráulica. BERGSTROM (1982) indica, como regra prática, as primeiras 24 horas.
Para AÏTCIN et al. (1997), a retração plástica termina com o início da pega do
cimento. Já para COHEN et al. (1990), a duração da retração plástica é curta, e dura
em torno de 1 a 2 horas, começando imediatamente quando o brilho da água na
superfície desaparece e terminando com o endurecimento do concreto.
KRONLOF et al. (1995), concluíram que, mesmo que exista uma
pressão capilar muito baixa, isso poderá induzir significativamente a retração no
estado fresco. O mesmo autor comenta que uma grande pressão não causa
necessariamente uma grande retração, e uma pequena pressão pode induzir a uma
considerável retração.
De acordo com a figura 3, apresentada por BASTOS et al. (2002), a
curva de retração de argamassas, quando aplicadas em bases não absorventes
apresenta três estágios: Primeira Retração, Período de Estabilização das
deformações e Segunda Retração.
FIGURA 3
– Curvas de retração de argamassas para as primeiras 24 horas.
Fonte: BASTOS et al. (2002)
49
Foi observado que o intervalo de tempo compreendido entre o início
e o fim de pega da pasta da argamassa está posicionado dentro do “período de
estabilização”, o qual resulta do efeito de expansão, de origem química, provocado
pela formação de hidratos, conjuntamente ao efeito de retração por secagem. Já o
fim da “primeira retração” coincide com a diminuição de deformabilidade da pasta e o
início da “segunda retração” e se dá com o material no estado endurecido.
RAVINA (1986), assim como BASTOS et al. (2002), explicam o
fenômeno da retração plástica da seguinte forma: é um fenômeno que inclui três
estágios diferentes. O primeiro estágio é aquele em que a exsudação excede a
evaporação e a superfície se mantém saturada, verifica-se nessa fase uma
expansão do material. O segundo estágio inicia-se após uma curta transição, ou
seja, quando a evaporação é de dentro da mistura ainda fresca, sendo que, durante
esta fase, a retração vai aumentando linearmente em função do tempo. O terceiro
estágio caracteriza-se pela rigidez da mistura devida aos processos de hidratação e
perda de água.
A inclinação da reta do segundo estágio depende, tanto da taxa de
evaporação da mistura, como das suas propriedades, e o valor da retração é função
do tempo de duração do segundo estágio do movimento de mudança dimensional
longitudinal (ANDRADE, 2004).
Portanto, será considerada para este trabalho, a retração plástica
como sendo a retração que ocorre no concreto durante o período compreendido
entre o início de pega e o fim de pega da argamassa do concreto.
50
2.2.2. EXSUDAÇÃO
Segundo MEHTA e MONTEIRO (1994), existem dois tipos de
segregação: a primeira é característica de misturas secas e consiste na separação
entre os agregados graúdos e a argamassa do concreto. Já a segunda, a
exsudação, é característica de misturas mais fluidas e consiste no aparecimento de
água na superfície do concreto, após o mesmo ser lançado e adensado, porém,
antes de ocorrer a sua pega, ou seja, quando a sedimentação não pode mais
ocorrer.
Os mesmos autores comentam que a exsudação é um segundo tipo
de segregação, pois a água, que é o componente mais leve da mistura, tem a
tendência a se separar dela. A exsudação resulta da inabilidade dos materiais
componentes em reterem toda a água da mistura em estado disperso, enquanto os
sólidos mais pesados estiverem assentando.
Há um ensaio, normatizado pela ASTM C232, para medir a taxa de
exsudação de uma mistura de concreto, o qual se procede da seguinte forma: uma
determinada amostra de concreto é colocada e consolidada num recipiente de 250
mm de diâmetro e 280 mm de altura. A água exsudada é retirada em intervalos de
10 minutos durante os primeiros 40 minutos e, daí em diante, em intervalos de 30
minutos. A exsudação é expressa pela relação entre a quantidade de água
acumulada na superfície e a água total da amostra.
ANDRADE (2004) realizou seus ensaios no intuito de avaliar a
exsudação em concretos produzidos com cinzas pesadas de termelétricas, como
agregado natural, com base nas normas NM 102 / 96 – Concreto e argamassa –
Determinação da Exsudação e MR 6 – Tendency of water to separate from mortars.
51
O procedimento utilizado pelo autor consiste em analisar amostras que ocupam um
recipiente de vidro com dimensões de (14 x 19 x 10) cm, sendo este último valor a
altura do recipiente. Porém, a amostra só ocupa 2 cm de altura e deve-se fazer as
leituras da água exsudada em intervalos de tempos de 10 e 15 minutos. O
procedimento está descrito mais detalhadamente no subitem 3.4.1.4, ensaio de
exsudação.
NEVILLE (1997) relata que, se a água de exsudação for misturada
novamente durante o acabamento da superfície exposta, formar-se-á uma superfície
com muita nata, pouco resistente ao desgaste e com baixa aderência a possíveis
camadas superiores. No entanto, uma forma de se evitar isso seria retardar as
operações de acabamento, deixando que esta água se evapore. Por outro lado,
deve-se atentar para o fato de que, se a taxa de evaporação for mais rápida que a
exsudação, isso pode acarretar em fissuras por retração plástica.
A tendência à exsudação depende muito das propriedades do
cimento, ou seja, quando se usa um cimento mais fino, há a diminuição da
exsudação, provavelmente porque as partículas mais finas hidratam-se mais cedo e
também pela menor velocidade de sedimentação. No entanto, a presença de uma
proporção adequada de partículas muito finas de agregado, especialmente as
menores que 0,15 mm, reduz significativamente a exsudação (NEVILLE, 1997). O
autor ainda comenta que outras propriedades do cimento, tais como o aumento no
teor de álcalis, ou de C
3
A, também diminuem a exsudação.
Enquanto a afirmativa geral é de que a exsudação é reduzida devido
ao grande volume de finos e da alta quantidade de água para a sua consistência,
autores como CARETTE e MALHOTRA (1984) apud RAVINA (1997) e RAVINA e
MEHTA (1986) apud RAVINA (1997) verificam aumentos de exsudação. Para
52
RAVINA (1997), a cinza volante aumenta os finos e reduz a quantidade de água, na
qual faz a exsudação diminuir; por outro lado, uma maior quantidade de água
aumenta a mobilidade da mistura, a dispersão das partículas de cimento e atrasa a
pega, na qual faz crescer a exsudação.
TOPÇU e ELGUN (2003) conduziram uma pesquisa e constataram
que, quando se tem um aumento do consumo de cimento, ocorre uma redução da
exsudação. Provavelmente porque, quando se tem um aumento do consumo de
cimento, com a mesma quantidade de água, reduz-se a relação água / cimento.
No estudo feito por ANDRADE (2004), o autor conclui que o
aumento no teor de substituição no concreto da areia natural por cinzas pesadas
aumenta o valor da perda de água total por exsudação. Tal fato, afirma o autor, pode
ser explicado pelo fato de os concretos produzidos com cinzas pesadas
necessitarem de uma maior quantidade de água para atingirem a consistência
requerida; e também, por possuírem um potencial de retenção de água menor do
que a do concreto de referência.
Portanto, a tendência é que o aumento do teor de finos presentes
nos RCD aumente a exsudação nos concretos produzidos com esses resíduos e,
ainda, possa até haver um aumento da quantidade de água exsudada devido a uma
maior quantidade de água presente na mistura, que será a água de absorção dos
agregados reciclados.
53
2.3. PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO
2.3.1. MÓDULO DE DEFORMAÇÃO
MEHTA e MONTEIRO (1994) definem módulo de deformação como
sendo a relação entre a tensão aplicada e a deformação instantânea, dentro de um
limite proporcional adotado. Afirmam ainda que, as deformações do concreto, que
freqüentemente levam à fissuração, ocorrem como um resultado da resposta do
material à carga aplicada.
Na prática, as relações tensão-deformação do concreto são muito
mais complexas. Primeiro, o concreto não é um material verdadeiramente elástico;
segundo, nem as deformações nem as restrições são uniformes ao longo da peça.
Portanto, as distribuições de tensão resultantes tendem a variar de ponto para
ponto. Não obstante, é importante conhecer as propriedades elásticas de retração
por secagem, de contração térmica e viscoelásticas do concreto, além dos fatores
que afetam estas propriedades (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
O estudo do limite de deformação máxima do concreto estrutural é
de fundamental importância em projetos estruturais, pois representa a deformação
máxima permitida antes do material adquirir deformação permanente (MEHTA e
MONTEIRO, 1994). Tais autores relatam que fatores como a fração volumétrica, a
massa específica, o módulo de deformação dos principais constituintes e as
características da zona de transição determinam o comportamento elástico do
compósito. A porosidade, que é inversamente proporcional à massa específica, é
uma das características do agregado graúdo que mais afetam o módulo de
deformação do concreto.
54
Há outras propriedades dos agregados graúdos que também
influenciam no módulo de deformação do concreto, tais como: dimensão máxima,
forma, textura superficial, granulometria e composição mineralógica. O módulo de
deformação da matriz da pasta de cimento é determinada pela sua porosidade. Os
espaços vazios, microfissuras, e cristais orientados de hidróxido de cálcio são
relativamente mais comuns na zona de transição e desempenham importante papel
na determinação das relações tensão-deformação do concreto MEHTA e
MONTEIRO (1994).
De acordo com a figura 4, apresentada por LEITE (2001), observa-
se que a autora apontou em seus estudos que, à medida que se aumenta a relação
a/c, há uma diminuição nos valores de módulo de deformação dos concretos com
RCD. A autora atribui isso ao fato de o módulo de deformação estar muito ligado à
porosidade do concreto; pois à medida que se aumenta a relação a/c, está se
aumentando a porosidade do concreto e também ao fato de ocasionar uma maior
dispersão dos grãos de cimento e, desta forma, existir uma tendência de os cristais
de hidróxido de cálcio e etringita crescerem mais e de forma orientada, tornando as
ligações da estrutura de concreto endurecido mais frágeis.
55
FIGURA 4 – Módulo de deformação de concretos produzidos com RCD em função
da relação a/c.
Fonte: LEITE (2001)
A figura 5 apresentada por LEITE (2001) mostra a influência do teor
de agregados graúdos reciclados para o módulo de deformação de concretos
produzidos com RCD, quando a relação a/c e o teor de agregado miúdo reciclado
são mantidos constantes. À medida que se aumenta o teor de RCD, há uma
diminuição do módulo de deformação do concreto produzido. Isso pode ser atribuído
ao fato do RCD ser um material mais poroso do que o agregado natural
convencional, contribuindo, desta forma, para uma redução do módulo de
deformação.
FIGURA 5 – Módulo de deformação de concretos produzidos com RCD em função
do teor de agregado graúdo reciclado.
Fonte: LEITE (2001)
56
Normalmente os concretos produzidos com agregados reciclados
apresentam um módulo de deformação menor do que aqueles produzidos com
agregados naturais. De acordo com LEVY (1997), isso pode ser atribuído à camada
de argamassa antiga aderida à superfície do agregado reciclado de concreto e a
maior porosidade dos materiais que compõem o resíduo.
KAKIZAKI et al. (1998) e HANSEN (1992) verificaram em seus
estudos que concretos executados com material reciclado apresentaram o módulo
de deformação 25% a 40% inferior ao dos concretos de referência, preparados com
agregados convencionais. Já YANNAS (1977) verificou valores entre 10% e 40%
inferiores aos do concreto convencional.
ZAGURSSKIJ E ZHADANOVISKI (1985); e a B.C.S.J. (1978) apud
LEVY (2001), concluíram que o módulo de elasticidade de concretos produzidos com
agregados graúdos reciclados e areia natural foi de 10% a 30% inferior ao concreto
de referência. Quando o concreto ensaiado foi produzido com a totalidade dos
agregados reciclados, a diferença encontrada entre os módulos de elasticidade
elevou-se para a faixa de 25% a 40%, conforme mostram as figuras 6 e 7.
FIGURA 6 – Variação do módulo de elasticidade de concretos para diferentes
valores da relação água/cimento, segundo a B.C.S.J. – 1978.
57
Fonte: (B.C.S.J. – 1978 apud LEVY - 2001)
FIGURA 7 – Variação do módulo de elasticidade de concretos para diferentes
valores da relação água/cimento, segundo a RASHEEDUZZAFAR e KHAN – 1984.
Fonte: (RASHEEDUZZAFAR e KHAN – 1984 apud LEVY - 2001)
LEVY (2001) encontrou, tanto para concretos produzidos com
agregados reciclados de concreto, como para os de alvenaria, valores do módulo de
elasticidade tangencial inicial (Eci) menores do que os valores de referência, e
concluiu que o aumento dos teores dos agregados reciclados contribuiu para a
redução do Eci.
NEVILLE (1997), MEHTA e MONTEIRO (1994), LEITE (2001) entre
outros, relatam que há uma relação direta entre o módulo de deformação e a
resistência à compressão dos concretos, pois ambas as propriedades são afetadas
pela porosidade dos constituintes do concreto, porém de forma diferenciada.
Portanto, a afirmativa geral é que o módulo de deformação está
intimamente ligado à porosidade do material e, portanto, o aumento da relação
água/cimento ou do teor de agregados graúdos reciclados fazem com que o
concreto produzido com esses agregados de RCD diminua o valor do módulo de
deformação.
58
2.3.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
O estudo da resistência à compressão do concreto é de fundamental
importância em qualquer estudo de tecnologia de concreto. Segundo MEHTA e
MONTEIRO (1994), muitas propriedades do concreto, como módulo de deformação,
estanqueidade, impermeabilidade e resistência às intempéries, incluindo águas
agressivas, são diretamente relacionadas com a resistência à compressão e podem,
portanto, ser deduzidas dos dados da resistência.
Os autores MEHTA e MONTEIRO (1994) definem a resistência
como sendo a capacidade de o concreto resistir à tensão sem ruptura, a qual
algumas vezes se identifica com o aparecimento de fissuras, sendo função do
processo de hidratação do cimento, o qual é relativamente lento.
NEVILLE (1997) considera a resistência como a propriedade mais
importante do concreto, embora, em muitos casos práticos, outras características,
como a durabilidade e a permeabilidade sejam, de fato, mais importantes.
ZORDAN (1997) constatou que, à medida que o traço é mais pobre,
ou seja, menor consumo de cimento, a resistência à compressão simples, aos 28 e
60 dias, dos concretos produzidos com RCD se aproxima mais dos valores de
resistência dos concretos produzidos como referência. As tabelas 10 e 11 mostram
esses valores.
O autor atribui o fato de traços mais pobres aproximarem-se mais
dos concretos de referência devido à ruptura desses concretos acontecerem na
pasta e não no agregado, portanto, quando os traços são mais ricos a ruptura
ocorrerá no agregado ou na zona de transição, ou seja, na parte mais frágil.
59
TABELA 10 – Valores comparativos entre concretos produzidos com RCD e
concretos convencionais, relativos à resistência à compressão simples aos 28 dias.
RESISTÊNCIA (Mpa) - 28 dias
Traço (massa)
cimento : entulho
Valor Médio Valor Referência
% do Valor
Referência
Traço 1 : 3 24,6 49,8 49%
Traço 1 : 5 18,5 29,9 62%
Traço 1 : 7 14,0 15,1 93%
Fonte: ZORDAN (1997)
TABELA 11 – Valores comparativos entre concretos produzidos com RCD e
concretos convencionais, relativos à resistência à compressão simples aos 60 dias.
RESISTÊNCIA (MPa) - 60 dias
Traço (massa)
cimento : entulho
Valor Médio Valor Referência
% do Valor
Referência
Traço 1 : 3 26,4 57,9 46%
Traço 1 : 5 20,3 36,3 56%
Traço 1 : 7 15,8 17,6 90%
Fonte: ZORDAN (1997)
BAZUCO (1999) realizou um estudo em concretos produzidos com
concretos reciclados e também verificou que as maiores reduções de resistência
foram observadas para os traços mais ricos, e notou que a ruptura ocorreu nos
agregados reciclados, em virtude da baixa resistência dos mesmos. O autor apontou
que a resistência à compressão não variou em virtude da utilização de agregados
reciclados no estado seco ou saturado, com exceção para o teor de substituição de
agregados de 25%. No entanto, isso pode não se aplicar quando se faz uso de
RCD, devido às altas taxas de absorção de água.
Assim como a porosidade está em função da relação água/cimento a
resistência também, ou seja, aumentando a relação água/cimento da mistura
aumentará a porosidade do material, o qual tornar-se-á menos resistente e vice-
versa.
60
2.3.3. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
De acordo com LEITE (2002), a resistência à tração dos concretos
normalmente se apresenta como uma característica mecânica secundária, pois o
concreto não se apresenta como bom material para resistir aos esforços de tração.
O estudo dos esforços à tração no presente trabalho se mostra
importante devido ao fato de se estar analisado a interferência dos finos que estão
aderidos nas superfícies dos agregados reciclados. Portanto, essa camada de finos
aderidos nos agregados de RCD é a região mais fraca do concreto e pode ser a
primeira zona a fissurar, assim sendo, a resistência à tração do concreto pode
mostrar-se bastante influenciada.
MEHTA e MONTEIRO (1994) mencionam que a resistência à tração
do concreto convencional é da ordem de 10% da resistência à compressão. A razão
desta grande diferença é atribuída à estrutura heterogênea e complexa do concreto.
Os autores comentam ainda que, quanto maior for a resistência à
compressão, menor será a relação entre a resistência à tração e a resistência à
compressão, ou seja, é de 10 a 11% para concretos de baixa resistência, 8 a 9%
para concretos de média resistência e 7% para concretos de alta resistência.
RAVINDRARAJAH e TAM (1985), MUKAI et al. (1978) e B.C.S.J.
(1978) apud HANSEN (1992) verificaram as mesmas relações entre resistência à
compressão e tração para concretos com agregados graúdos reciclados de concreto
e concretos convencionais. Porém, no estudo realizado por BAIRAGI et al. (1993),
verifica-se que as resistências à tração para concretos com agregados graúdos
reciclados são ligeiramente menores em relação aos concretos convencionais.
61
Para MACHADO JR et al. (1998) o agregado graúdo reciclado não
influencia a resistência à tração, e o concreto que é produzido com este agregado
reciclado obedece às mesmas relações teóricas entre resistência à tração e
resistência à compressão simples que os concretos convencionais de mesma
classe.
Para MANSUR et al. (1999), a forma mais angular e a textura dos
agregados reciclados proporcionam maior aderência pasta-agregrado contribuindo,
desta forma, para que o concreto produzido com RCD tenha um percentual de 12%
maior, em relação ao concreto convencional, na resistência à tração por compressão
diametral.
Portanto, quando se faz o uso de materiais reciclados de construção
civil para a produção de concretos, verifica-se, segundo os autores citados acima,
que não há um consenso entre perdas e ganhos de resistência à tração, que
possivelmente poderia ser explicado por TAVAKOLI e SOROUSHIAN (1996), os
quais verificaram que os resultados de resistência à tração por compressão
diametral em concretos produzidos com agregados de concreto reciclado podem
variar de acordo com vários fatores, entre eles, o tempo de mistura, a relação a/c e a
dimensão máxima do agregado.
2.4. ESTUDO DE FISSURAS
Pode-se admitir que a fissuração que ocorre no concreto pode ter
duas origens distintas:
62
Fissuras não produzidas por carregamento, que são aquelas causadas por
deformações impostas (ações indiretas), tais como: retração, variação de
temperatura e recalques diferenciais;
Fissuras produzidas por solicitações devidas ao carregamento: são aquelas
causadas por ações diretas de tração, flexão ou cisalhamento, ocorrentes nas
regiões tracionadas.
SLATE e HOVER (1984) apud NEVILLE (1997) comentam que as
microfissuras existentes antes do carregamento são, em grande parte, responsáveis
pela pequena resistência à tração do concreto. Esse fenômeno é inevitável nas
estruturas em concreto, já que o mesmo possui uma baixa resistência à tração e
esta é normalmente desprezada em projetos.
Segundo NEVILLE (1997), existem fissuras muito finas na interface
entre agregado graúdo e a pasta de cimento, mesmo antes da aplicação de
carregamento. Elas ocorrem provavelmente, devido às diferenças inevitáveis das
propriedades mecânicas do agregado e da pasta de cimento, combinadas com a
retração e as variações térmicas.
MEHTA e MONTEIRO (1994) consideram o concreto como um
material bifásico, constituído de partículas de agregado dispersas em uma matriz de
cimento. Porém, comentam que há uma terceira fase, a zona de transição, que
representa a região interfacial entre as partículas de agregado graúdo e a pasta. A
zona de transição é geralmente mais fraca do que os outros dois componentes do
concreto.
BAZUCO (1999) comenta que a resistência dos agregados
reciclados não será a mesma após o processo de britagem, o qual ocasionará o
aparecimento de microfissuras ao longo da argamassa aderida e pode ainda ter
63
conseqüências negativas na zona de interface: agregado natural – argamassa
aderida.
Um dos grandes problemas encontrados quando se faz o uso de
RCD para a produção de concretos, de acordo com BAZUCO (1999), é que a
presença de agregados cria zonas mais fracas, as interfaces, lugar onde as fissuras
começam. As diferenças de deformabilidade entre os agregados e a matriz
produzem concentrações de tensões nas interfaces, que podem diferir bastante das
deformabilidades médias dos materiais.
MIRANDA (2000) comenta que o problema de fissuração pode ser
ainda mais grave quando se faz o uso de materiais recicláveis, pois estes podem
sofrer grandes variações de composição e de distribuição granulométrica e também
pelo fato de serem mais susceptíveis a apresentar contaminantes, em comparação
com os agregados naturais.
Sabe-se que acabar com a fissuração de elementos de concreto, ou
até mesmo de revestimentos de argamassa é algo, atualmente, difícil de se
conseguir. Quando se pensa em concretos produzidos com resíduos da construção
civil, essa tarefa torna-se mais complexa. Portanto, é importante que, ao invés de se
rejeitar o uso desses resíduos na construção, façam-se novas pesquisas que tragam
avanços nas técnicas de controle dessa patologia, de forma a aumentar o uso dos
RCD.
64
2.4.1. ESTUDO DE FISSURAS DEVIDAS À RETRAÇÃO PLÁSTICA
Os elementos de concreto são de uso comum no Brasil e no exterior.
No entanto, em muitos casos, a durabilidade do concreto é comprometida devido ao
aparecimento de fissuras por retração. O material fissura quando uma combinação
do módulo de deformação e da deformação por retração induz a um nível de tensão
que atinge a sua resistência à tração (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
A fissuração por retração plástica poderá ocorrer quando a
evaporação da água da superfície do concreto for mais rápida do que a água que
sobe à superfície por efeito da exsudação. Essas fissuras por retração plástica
normalmente são paralelas entre si, espaçadas de 0,3 m a 1,0 m e têm grande
profundidade (NEVILLE, 1997).
LEVY (2001) relata que consumos de cimento superiores a 500
kg/m
3
sempre serão problemáticos, uma vez implicam na adoção de delicadas
operações de cura para a prevenção de fissuras devido à retração, procedimento
que nem sempre é adotado na maioria das obras nacionais, levando desta forma à
redução da vida útil da estrutura.
De acordo com NEVILLE (1997), o aparecimento ou não de fissuras
depende não somente da contração potencial, mas também da extensibilidade do
concreto, de sua resistência e do grau de restrição às deformações que pode
resultar em fissuração.
O mesmo autor comenta que o tempo tem um duplo efeito: a
resistência aumenta, reduzindo, portanto o risco de fissuração, mas, por outro lado,
o módulo de deformação também aumenta, de modo que também aumenta a tensão
65
induzida por uma mesma retração. Além disso, o alívio pela fluência diminui com a
idade, de modo que aumenta a tendência à fissuração.
A fissura em peças de concreto ou em revestimentos de argamassa
é um dos fenômenos patológicos de maior incidência em obras de construção civil.
Um dos fatores mais importantes para que ocorra o aparecimento de fissuras é a
relação água/cimento da mistura, uma vez que, aumentando esta relação, irá
aumentar a retração e diminuir a resistência do concreto.
De acordo com BASTOS et al. (2002), a fissuração pode resultar de
um ou mais fatores, entre eles a retração da argamassa, gerando tensões por vezes
combinadas desfavoravelmente com as propriedades mecânicas de resistência à
tração e módulo de deformação.
Deve-se levar em consideração que existem alguns fatores que são
favoráveis à redução de um determinado tipo de retração, podendo causar o
aumento de outro tipo de retração, tornando mais complexo o controle da ocorrência
de fissuras no concreto (MIRANDA, 2000).
TAVAKOLI e SOROUSHIAN (1996) relatam que maiores
quantidades de pasta de cimento, aderidas às partículas de agregado reciclado,
levam a maiores movimentos de retração nos concretos de agregados reciclados,
principalmente quando são utilizados agregados reciclados secos. Isso ocorre
devido à maior absorção de água, característica desses agregados.
Vale ressaltar que, antes da pega da pasta, o nível de tensões
gerado pela retração não oferece riscos quanto ao aspecto de fissuração, uma vez
que o material possui um grau de deformabilidade, em virtude do qual a livre
deformação não é impedida pelo substrato.
66
2.5. INTERFERÊNCIAS DOS FINOS NO DESEMPENHO DO CONCRETO
Neste trabalho, “finos” corresponde ao termo utilizado para designar
os materiais granulares de pequenas dimensões, que podem estar presentes nos
agregados graúdos. Mais especificamente, finos refere-se ao material passante na
peneira de malha numero 100, ou seja, as partículas menores que 0,15 mm.
A prática da reciclagem de resíduos da construção civil, que já
acontece há bastante tempo no exterior, atualmente vem crescendo bastante no
Brasil. No entanto, toda nova prática está passível de adaptações e correções. Um
dos problemas encontrados na reciclagem dos RCD está no fato de que há uma
enorme quantidade de finos gerados no processo de britagem. No entanto, alguns
esforços têm sido feitos para viabilizar o uso de tais finos no concreto.
SAEED (1997) estimou que são produzidos, nos EUA, cerca de 80
milhões de toneladas de finos menores que 0,075 mm, ou seja, os finos passantes
na peneira n
o
200.
Diante da importância do assunto, relativamente poucos trabalhos
focados em partículas finas e em suas interações no concreto têm sido feitos.
Portanto, ainda há uma carência de dados pertinentes para essas partículas finas e
seus impactos.
LEITE (2001) comenta em seu trabalho que já nesse ano de 2001
teve dificuldades em encontrar na bibliografia de agregados reciclados um resultado
efetivo da influência dos finos nas propriedades do concreto produzidos com eles.
Segundo ABOU-ZEID e FAKHRY (2003), o uso de excessiva
quantidade de finos em concretos de boa qualidade é proibido em quase todos os
códigos de concreto.
67
Os finos possuem uma grande superfície específica e requerem,
relativamente, elevada quantidade de água na mistura do concreto. Essas partículas
de pequeno tamanho tendem a inchar, aumentando o seu volume e, desta forma,
causando uma certa instabilidade na mistura (ABOU-ZEID e FAKHRY, 2003).
Os mesmos autores ainda comentam que há uma discussão de que
os finos atuam como uma fraca película de isolamento em cima das partículas de
agregados, contribuindo para uma redução da ligação entre os agregados e a pasta
de cimento.
AÏTCIN (1992) comenta que a resistência à compressão dos
concretos pode ser melhorada utilizando-se agregados limpos, ou seja, sem a
presença de finos aderidos aos agregados, conduzindo, desta forma, a concretos
com melhor aderência, fortalecendo a ligação pasta-agregado, reduzindo-se o
aparecimento de fissuras ao redor do agregado.
FONSECA SILVA, RIBAS SILVA e OLIVEIRA (1998) realizaram
estudos de resistência à compressão do concreto lavando os agregados. Os autores
verificaram que quando se lavou apenas o agregado graúdo, a resistência à
compressão aumentou em torno de 10% e quando se lavou apenas o agregado
miúdo, não houve um aumento significativo da resistência Quando a lavagem foi
feita em ambos os agregados (graúdo e miúdo), verificou-se um aumento de 12%
nos valores da resistência à compressão.
Em conseqüência dos problemas que os finos causam no
desempenho do concreto, quase todas as normas de concreto permitiam apenas
pequenas quantidades de finos nos agregados usados para concreto; normalmente
os valores não eram maiores que 1% e 2% (ABOU-ZEID e FAKHRY, 2003).
68
O comitê técnico da RILEM TC 121-DRG (1994) especifica os
seguintes limites de finos para agregados reciclados para concreto, conforme a
tabela 12.
TABELA 12
– Valores máximos de finos no concreto produzido com agregados
reciclados.
Tipo de agregado / Especificações
CARG
Tipo I
CARG
Tipo II
CARG
Tipo III
Método de
Ensaio
Quantidade máxima de finos < 0,063 mm (%) 3 2 2 PrEN 933-1
Quantidade máxima de areia < 4 mm (%)* 5 5 5 PrEN 933-2
CARG - Concreto de Agregado Graúdo Reciclado.
As porcentagens constantes da tabela, referem-se a massa/massa.
* Se for excedido limite da fração areia, esta parte do agregado deverá ser
considerada como parte da areia total a ser utilizada.
Fonte: RILEM TC 121-DRG (1994)
ABOU-ZEID e FAKHRY (2003) realizaram um estudo com
agregados de dolomita de dimensão máxima de 25 mm e taxa de absorção de
1,60%, sendo que estes agregados foram lavados para que as partículas menores
que 0,075 mm fossem eliminadas. Depois, os finos excluídos pela lavagem foram
adicionados na mistura de concreto com as dosagens requeridas como planejado,
ou seja, 5% da massa de agregados graúdos.
O estudo consistiu em avaliar misturas de concreto com e sem
aditivos plastificantes, e com diferentes quantidades de plastificantes, avaliar a
interferência da relação água/cimento como também a trabalhabilidade do concreto.
Os ensaios feitos foram: massa específica, slump-test, teor de ar, absorção de água,
resistência à compressão e resistência à flexão.
69
A tabela 13 mostra alguma das misturas utilizadas por ABOU-ZEID e
FAKHRY (2003) em seus estudos, como também alguns resultados dos ensaios
realizados.
TABELA 13 – Estudo realizado por ABOU-ZEID e FAKHRY (2003) para misturas de
concretos variando o teor de finos, a relação a/c e slump das misturas.
Resist. Comp. (MPa)
Mistura*
Finos
(%)**
a/c
Slump
(mm)
Massa
Específica
(kg/m3)
3 dias 7 dias 28 dias
1 0 0,49 80 a 100 2295 13,1 20,5 31,4
4 5 0,49 0 2360 25,1 26,2 33,6
7 5 0,62 80 a 100 2210 - 18,9 22,8
* Misturas sem aditivo plastificantes
** Percentual em massa de agregados graúdos
Fonte: ABOU-ZEID e FAKHRY (2003)
Portanto, do estudo de ABOU-ZEID e FAKHRY (2003) pode-se
concluir que:
• À medida que se aumenta o teor de finos no concreto, mantendo a relação a/c
constante (misturas 1 e 4), há uma diminuição do valor do slump, causando,
desta forma, uma menor trabalhabilidade do concreto. Verificou-se também que a
massa específica da mistura aumenta (neste caso 2,8%), provavelmente pela
maior retenção de água dos finos na mistura, devida as suas elevadas áreas
específicas. A resistência à compressão teve um acréscimo de 7% aos 28 dias.
• Para que fosse possível aumentar o teor de finos (misturas 1 e 7), mantendo o
mesmo slump, ou seja, para que as misturas tivessem trabalhabilidades
relativamente compatíveis, teve-se que aumentar a relação a/c, desta forma,
70
houve uma redução da massa específica de 3,7%, e redução da resistência à
compressão aos 28 dias de 27,4%.
• Quando o teor de finos foi o mesmo e igual a 5% (misturas 4 e 7), para que se
obtivesse misturas mais trabalháveis, ou seja, com slump entre 80 e 100 mm,
teve que se aumentar a quantidade de água, aumentando a relação
água/cimento da mistura, produzindo concretos menos densos e menos
resistentes à compressão.
Os autores concluíram ainda que, mesmo quando se faz uso de
aditivos plastificantes com mesma quantidade e mesma marca, para se manter a
mesma trabalhabilidade, com o aumento do teor de finos de 0 para 5%, é necessário
aumentar a relação água/cimento.
Portanto, conclui-se do trabalho de ABOU-ZEID e FAKHRY (2003)
que, quando se aumenta o teor e finos, há um aumento na massa específica da
mistura. Misturas com 5% de finos obtêm slump menor do que quando se faz
misturas sem finos incorporados. A resistência à compressão aumenta quando o
material fino é incorporado à mistura de concreto.
O que se verifica ao se comparar os estudos feitos por FONSECA
SILVA, RIBAS SILVA e OLIVEIRA (1998), com os de AÏTICIN (1992) e com os de
ABOU-ZEID e FAKHRY (2003) é que há uma divergência quanto à resistência à
compressão entre os dois primeiros estudos e o de ABOU-ZEID e FAKHRY (2003),
no que se refere à incorporação de finos. Como neste último estudo os finos foram
incorporados na mistura de concreto, provavelmente eles se comportaram como
material filler, contribuindo favoravelmente para o desempenho mecânico do
concreto, enquanto que, nos outros dois estudos, eles estavam aderidos no
agregado graúdo, prejudicando a aderência da pasta de cimento no agregado.
71
ZORDAN (1997) concluiu em seus estudos que a grande quantidade
de finos existentes nos resíduos de concreto colaboraram para uma maior absorção
de água em comparação com os agregados convencionais.
COUTINHO (1997) também observou que o teor de finos nas
misturas de concreto pode influenciar bastante na quantidade de água de
amassamento necessária, o que pode provocar diminuição da resistência mecânica
do concreto produzido.
MIRANDA (2000) observou que, à medida que se aumenta o teor de
finos (< 75 µm) em argamassas, há um aumento da quantidade de fissuras.
LEITE (2001) realizou o ensaio de composição granulométrica dos
agregados miúdos reciclados e observou que o percentual de material fino passante
na peneira de malha 0,15 mm é de 11,5%, considerando-o muito elevado.
Segundo o documento publicado pela RILEM TC 121-DRG (1994), a
utilização da fração fina do entulho (< 4 mm) deve ser evitada, devido aos seguintes
fatores:
• A fração fina do entulho normalmente contém contaminantes, e pouco se sabe
sobre sua ação no concreto;
• O impacto do uso de agregados miúdos reciclados na durabilidade e resistência
do concreto não está documentada suficientemente;
• Um método relevante para a determinação da resistência do agregado fino
reciclado não está disponível;
• Não há um método confiável para a determinação da reatividade residual do
álcali.
72
3. MÉTODO
Os estudos apresentados a seguir foram realizados em duas
universidades da região sul do Brasil: Universidade Estadual de Londrina – UEL e
Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC.
3.1. DEFINIÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS
a) Cimento
O cimento utilizado para a pesquisa foi o cimento Portland CP II Z. O
cimento CP II foi escolhido em virtude de ser o mais propenso a não interferir nos
resultados dos ensaios do concreto no estado fresco pois, cimentos como o CP V
ARI, devido a sua maior finura, provavelmente, contribuiria para uma maior retração
plástica. Foi escolhido o do tipo Z por ser o único cimento do tipo CP II encontrado
na região de Florianópolis.
b) Agregado Miúdo
A areia utilizada como agregado miúdo no concreto é uma areia
caracterizada aos limites da zona 3 e classificada como areia média, de acordo a
NBR 7211/83 – Agregados para Concreto. A areia tem procedência do município de
Nova Londrina no estado do Paraná.
73
b) Água
A água utilizada na pesquisas é a água ligada à rede de
abastecimento público, fornecida pela respectiva concessionária local, ou seja, a
Sanepar em Londrina e a Casan em Florianópolis.
c) Brita
A brita utilizada como agregado graúdo, foi classificada segundo a
NBR 7211/83 – Agregados para Concreto, como uma brita de graduação 1, ou seja,
brita n°1 de origem basáltica da região de Londrina-PR.
d) Resíduo de Construção e Demolição
O RCD utilizado na pesquisa foi obtido da Unidade Recicladora de
Materiais - URM, usina responsável pela moagem do RCD gerado na cidade de
Campinas no estado de São Paulo, localizada à rua Estrada da Mão Branca s/n°, a
qual encontra-se atualmente em funcionamento. As figuras 8 e 9 mostram,
respectivamente, a usina de reciclagem de Campinas e o local de coleta do RCD
utilizado.
74
FIGURA 8 – Usina de reciclagem, responsável pelo processo de britagem do RCD.
FIGURA 9 – Local de coleta do RCD.
Ao coletar as amostras na usina, tomou-se o cuidado de coletá-las
em diferentes pontos das pilhas de RCD, assim como da base, do meio e do topo
das pilhas, para que assim pudesse ser obtida uma maior representatividade do
RCD utilizado nesta pesquisa.
O transporte do material foi feito em sacos de ráfia laminados, para
que se evitasse a contaminação por qualquer tipo de material e por águas de
quaisquer naturezas que pudessem alterar a composição da amostra, de forma que
75
os finos oriundos do processo de britagem ficassem aderidos às superfícies dos
agregados reciclados. Esses finos serão objetos de estudo no concreto com
agregados reciclados.
As figuras 10
a 13 mostram alguns detalhes dos equipamentos
utilizados na usina, dos RCD antes e após a britagem e da maneira como foi
realizado o transporte.
FIGURA 10 – Detalhe do local onde é feita a separação manual de componentes
que não são considerados como RCD.
FIGURA 11 – RCD antes da etapa de britagem.
76
FIGURA 12 – RCD após a etapa de britagem.
FIGURA 13 – Maneira como foi realizado o transporte do RCD de Campinas para
Londrina.
Na tabela 14 são apresentados, de forma resumida, os ensaios
realizados para a caracterização dos materiais utilizados para a produção dos
concretos.
77
TABELA 14 – Ensaios de caracterização dos materiais.
Materiais Ensaios
Cimento
Ensaios físicos e químicos, caracterização
fornecida pelo fabricante
Massa Específica
Massa Unitária
Composição Granulométrica
Areia
Teor de Material Pulverulento
Massa Específica
Massa Unitária
Composição Granulométrica
Teor de Material Pulverulento
Brita
Índice de Forma
Massa Específica
Massa Unitária
Composição Granulométrica
Teor de Material Pulverulento
Índice de Forma
Absorção de Água
RCD
Composição Mineralógica Média do RCD
3.2. ENSAIOS NORMATIZADOS DOS MATERIAIS UTILIZADOS
Os ensaios para a caracterização dos materiais utilizados na
produção de concretos com agregados reciclados foram feitos de acordo com as
normas vigentes no país.
78
3.2.1. MASSA ESPECÍFICA
O ensaio de determinação da massa específica para a areia foi
realizado de acordo com a norma NBR 9776/87 – Agregados – Determinação da
Massa Específica de Agregados Miúdos.
Para se determinar a massa específica do agregado graúdo natural,
o ensaio foi realizado de acordo com a NBR 9937/87 – Agregados – Determinação
da Absorção e da Massa Específica de Agregado Graúdo.
No entanto, para se determinar a massa específica do agregado
graúdo reciclado, não é possível utilizar o mesmo método que foi utilizado para a
massa específica do agregado graúdo natural (NBR 9937/87), uma vez que este
método é realizado com o auxilio da balança hidrostática e, como os agregados
graúdos reciclados têm uma taxa de absorção relativamente alta, isso acarretaria
erros nos cálculos da massa específica dos RCD.
Portanto, para esse ensaio, foi utilizado um método proposto por
NEVILLE (1995) e adaptado por LEITE (2001), em que está descrito como uma
proposta de norma em seus estudos e consiste basicamente dos seguintes
procedimentos.
LEITE (2001), propõe o ensaio da seguinte forma:
• Utilizar um recipiente de volume conhecido;
• Preencher o recipiente com água;
• Inserir uma amostra de 800g seca em estufa a 110°C no interior do recipiente;
79
O cálculo da massa específica é feito através da EQUAÇÃO 1:
δ = C [1]
B – A + C
Onde:
δ = massa específica do RCD
A = massa do recipiente + amostra + água
B = massa do recipiente + água
C = massa da amostra seca em estufa
3.2.2. MASSA UNITÁRIA
Os ensaios de determinação da massa unitária para os materiais
utilizados foram realizados de acordo com a norma NBR 7251/82 – Agregados –
Determinação da Massa Unitária.
3.2.3. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
Os ensaios para determinar a composição granulométrica dos
materiais utilizados foram realizados de acordo com a norma NBR 7217/87 –
Agregados – Determinação da Composição Granulométrica.
80
3.2.4. TEOR DE MATERIAL PULVERULENTO
Os ensaios para a determinação do teor de materiais pulverulentos,
nos materiais utilizados, foram feitos de acordo com a norma NBR 7219/87 –
Agregados – Determinação do Teor de Materiais Pulverulentos.
3.2.5. ÍNDICE DE FORMA
Para se determinar o índice de forma das britas e do RCD, foi
realizado o ensaio de acordo com a NBR 7809/83 – Agregado Graúdo –
Determinação do Índice de Forma pelo Método do Paquímetro.
3.2.6. ABSORÇÃO DE ÁGUA
O ensaio de absorção de água pelos RCD baseou-se no método
aplicado por BAZUCO (1999), ou seja, pesou-se duas amostras de 500g de RCD no
estado seco ao ar que foram, em seguida, imersas em água por um período de 24
horas, e nesse período de tempo foram feitas leituras em 15, 30, 45, 60, 90, 120
minutos e em 24 horas de imersão.
O procedimento adotado por BAZUCO para se fazer a pesagem foi
verter a água presente nas amostras e secar a superfície dos agregados da
amostras levemente com papel toalha.
81
Após a última pesagem, as amostras foram levadas à estufa, onde
foram mantidas por 24 horas, a uma temperatura de 110°C. As amostras foram
então novamente pesadas para a determinação de suas massas secas, para assim
obter-se a capacidade de absorção dos RCD.
3.2.7. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA MÉDIA DO RCD
As amostras utilizadas para a determinação das fases constituintes
do RCD foram coletadas de acordo com a NBR 9941/87 – Redução de Amostras de
Campo de Agregados para Ensaios de Laboratório.
O método utilizado para se obter a composição média dos RCD foi o
mesmo utilizado por ZORDAN (1997) e por ANGULO (2000), ou seja, a
determinação dos percentuais de cada constituinte presente no RCD foi feita através
da separação manual.
Para proceder ao ensaio de composição mineralógica média do
RCD, foram coletadas quatro amostras, seguindo as prescrições da NBR 10007/87 –
Amostragem de Resíduos, ou seja, amostras A, B, C e D. Também foi realizado o
quarteamento de amostras de campo de agregados para ensaios de laboratório,
segundo as prescrições da NBR 7216/87 – Amostragem de Agregados, que consiste
em homogeneizar e quartear sucessivamente o material remanescente, até que a
amostra seja formada de acordo com os valores mínimos indicados pela norma.
82
3.3. DEFINIÇÃO DOS CONCRETOS A SEREM PRODUZIDOS
Foram produzidos concretos para a realização dos ensaios no
estado fresco e no endurecido.
Optou-se por produzi-los tendo como partida a relação cimento :
agregado, 1 : 5, respectivamente. No entanto, quando foi feito o uso do RCD como
agregado graúdo, foi recalculado o traço dos concretos produzidos com RCD, pois
há uma diferença nas massas específicas desses dois agregados, sendo
conveniente que os agregados dos concretos produzidos com RCD tivessem o
mesmo volume dos agregados graúdos naturais, para que não interferissem nos
resultados obtidos. O cálculo feito foi:
Massa A.G. RCD = (Massa A.G. Natural
x M.E. A.G. RCD) / (M.E. A.G. Natural)
Sabendo-se que o teor de argamassa (α) é importante para a
obtenção de um concreto com boa trabalhabilidade, optou-se por trabalhar com
teores de argamassa de 50%.
A tabela 15 mostra a nomenclatura usada para os concretos
produzidos.
TABELA 15 – Nomenclatura usada para os concretos produzidos.
Nomenclaturas Composição dos Concretos
CR_brita
Concreto de referência produzido com agregado natural
CRrcd_3,45%
Concreto de referência produzido com RCD natural, com
3,45% de finos
Crcd_0% Concreto com RCD, com 0% de finos
Crcd_5,85% Concreto com RCD, com 5,85% de finos
83
De acordo com a tabela 15, verifica-se que o CR_brita é um
concreto de referência produzido com agregado graúdo natural, ou seja, é um
concreto que não há substituição de agregado natural por agregado reciclado.
O CRrcd_3,45%, também é um concreto de referência, produzido
com 100% de agregado reciclado, no entanto, é um agregado que não apresentou
modificações em suas parcelas de constituintes, ou seja, contém o percentual
natural de finos obtido da usina de reciclagem, que é de 3,45% de finos passantes
na peneira 0,15 mm.
O Crcd_0% é um concreto produzido com 100% de agregado
reciclado e foi produzido com RCD limpo, ou seja, os resíduos foram lavados sobre
uma peneira de malha número 100 e excluída toda parcela de finos menores que
0,15 mm e, posteriormente, seco em estufa por 24 horas a uma temperatura de
110ºC.
Para o preparo do resíduo com que foi produzido o Crcd_5,85%, foi
realizada a moagem, com o uso de uma “masseira moinho”, de uma parcela do RCD
proveniente da usina recicladora de Campinas, até que o resíduo se tornasse um
material fino; posteriormente, esse material foi peneirado e separadas as frações
menores que 0,15 mm. Para que se obtivesse um resíduo com 5,85% de finos, o
RCD proveniente da usina recicladora foi colocado em um recipiente, molhado com
uma mistura de água com finos e, posteriormente, foram-lhe adicionados mais finos
secos, para que se obtivesse o maior teor de finos possível no agregado. Logo após,
esse RCD foi colocado em uma estufa, por 24 horas, a uma temperatura de 110ºC e,
depois de esfriar até a temperatura ambiente, foi submetido a um peneiramento
mecânico, para que só ficassem os finos que realmente estavam aderidos aos
84
agregados de RCD. Portanto, o teor de 5,85% de finos aderido à superfície dos
agregados foi o maior que se conseguiu obter.
As figuras 14 e 15 mostram, respectivamente, detalhes da moagem
do RCD para a obtenção dos finos e dos finos produzidos na moagem.
FIGURA 14 – Detalhes da moagem do RCD para a produção dos finos, que foram
utilizados para a obtenção dos RCD com 5,85% de finos.
FIGURA 15 – Finos utilizados para a obtenção dos agregados de RCD com 5,85%
de finos.
A tabela 16 mostra os traços utilizados para cada tipo de concreto
produzido, levando em consideração um teor de argamassa igual a 50%.
A relação água/cimento utilizada para todos os traços produzidos foi
de 0,50. No entanto, nos concretos produzidos com substituição do agregado natural
85
por RCD, foi adicionada ao traço, a quantidade de água de absorção do agregado
reciclado, conforme definido no ensaio de absorção de água.
TABELA 16 – Traços utilizados para os ensaios realizados.
Concretos Presença de Finos % RCD Traço *
CR_brita Sim (Natural) 0 1 : 2 : 3
CRrcd_3,45% Sim (3,45%) 100 1 : 2 : 2,34
Crcd_0% Não (0%) 100 1 : 2 : 2,29
Crcd_5,85% Sim (5,85%) 100 1 : 2 : 2,37
* Traço em massa - cimento : areia : agregado graúdo
A produção dos concretos obedeceu às seguintes seqüências:
primeiramente foi colocado na betoneira o agregado graúdo, depois a água de
absorção para os casos dos concretos com RCD, e aguardou-se um intervalo de 15
minutos para que o agregado reciclado absorvesse a água de absorção, logo após
foi adicionado o agregado miúdo, o cimento e, por último, a água de amassamento.
3.3.1. PRODUÇÃO DOS CORPOS DE PROVA
Para a realização dos ensaios do concreto no estado endurecido
foram produzidos corpos de prova cilíndricos, utilizando as recomendações da NBR
5738/84 – Moldagem e Cura de Corpos de prova de Concretos Cilíndricos ou
Prismáticos.
86
3.4. ENSAIOS DOS CONCRETOS
3.4.1. ENSAIOS DOS CONCRETOS NO ESTADO FRESCO
3.4.1.1. ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA
A massa específica foi medida de acordo com a norma NBR 9833/87
– Concreto – Determinação da massa específica e teor de ar pelo método
gravimétrico.
O adensamento foi feito manualmente e dividido em 4 camadas com
15 golpes cada.
O molde utilizado para se obter a massa específica dos concretos foi
um molde cilíndrico de 10 cm de diâmetro e 20 cm de altura que é o estabelecido
pela norma NBR 5738/84 – Moldagem e cura de corpos-de-prova de concreto
cilíndricos e prismáticos.
A tabela 17 mostra os tipos de concretos produzidos para a
determinação da massa específica.
87
TABELA 17 – Determinação da massa específica.
Concretos Presença de Finos % RCD Traço *
CR_brita Sim (Natural) 0 1 : 2 : 3
CRrcd_3,45% Sim (3,45%) 100 1 : 2 : 2,34
Crcd_0% Não (0%) 100 1 : 2 : 2,29
Crcd_5,85% Sim (5,85%) 100 1 : 2 : 2,37
* Traço em massa - cimento : areia : agregado graúdo
3.4.1.2. ENSAIO DA MEDIDA DE CONSISTÊNCIA
O ensaio da medida de consistência, para os quatro concretos
produzidos, deu-se imediatamente após a produção da mistura e conforme as
prescrições da norma NBR 7223/92 – Determinação da consistência pelo abatimento
de tronco de cone.
3.4.1.3. ENSAIO DE PEGA
O ensaio de pega seguiu o procedimento da norma francesa NF EM
196-3 (1990) – Détermination du temps de prise dês ciments – CERIB fiche 34. O
ensaio foi realizado com a argamassa do concreto, ou seja, peneirou-se o concreto
para serem excluídos os agregados graúdos. A norma francesa prevê uma massa
extra de 700g acoplada à parte superior do equipamento. O ensaio foi realizado em
sala climatizada.
A norma estabelece que o início de pega acontece quando a agulha
88
fica a uma distância de 4 ± 1 mm da placa do molde tronco cônico; e o fim de pega
ocorre 15 minutos após não ocorrer penetração superior a 0,5 mm.
3.4.1.4. ENSAIO DE RETRAÇÃO PLÁSTICA
A retração plástica é uma característica importante de misturas
cimentícias. Ela é também causadora de um número significativo de patologias em
concretos. Por isso, foram utilizados aparelhos com maior precisão de leitura,
possibilitando uma melhor confiabilidade dos resultados encontrados.
Portanto, para o ensaio de retração plástica, foram adotados os
equipamentos e métodos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa de valorização de
resíduos – ValoRes – da Universidade Federal de Santa Catarina, em conjunto com
o Institut National des Sciences Appliquées – INSA – de Lyon na França, assim
como os utilizados na pesquisa de ANDRADE (2004). O ensaio foi realizado num
ambiente climatizado, com temperatura de 25 ± 1°C e umidade relativa de 72 ± 5%,
tal umidade é tão elevada por tratar-se de região litorânea;
Foram moldados corpos de prova prismáticos com seção transversal
quadrada com dimensões de 7 x 7 centímetros, e dimensão longitudinal de 50
centímetros.
ANDRADE (2004) descreve o aparato de ensaio para a medida de
retração da seguinte forma:
• O aparelho consiste de um molde retangular, contendo em sua parte interna
(laterais e base) placas de nylon de 5 mm de espessura, e parte externa (laterais)
constituída de placas metálicas de 10 mm. O molde foi assentado sobre uma
89
base retangular metálica com dimensões de 150 x 660 mm e de 20 mm de
espessura;
• Após a moldagem, a amostra foi ancorada através de parafusos-âncora, em
placas metálicas em ambas as extremidades, sendo uma fixa e outra móvel. A
variação que a amostra sofreu foi medida através da movimentação da placa
metálica livre, unida a uma das extremidades da amostra; a união amostra-placa
deu-se através dos parafusos-âncora;
• A leitura dos dados foi obtida por meio de um multímetro digital – Hewlett-
Packard 34401A, e consistiu em ler a variação de uma corrente elétrica, gerada
pela passagem de uma haste metálica por um solenóide, a qual é fixada na placa
metálica móvel;
• Através da conexão do multímetro com um equipamento digital de aquisição de
dados, da marca Hewlett-Packard 34970A, é que os dados foram coletados.
Deste aparelho foi feita a conexão a um computador, o qual transformava os
dados, que eram variação de voltagens, para milímetros. Essa transformação foi
feita através do software Agilent BenchLink Data logger 1.5.
A figura 16 mostra o esquema do aparelho utilizado para a
realização do ensaio de retração plástica.
FIGURA 16 – Esquema do aparelho utilizado para a realização do ensaio de
retração plástica.
Fonte: ANDRADE (2004)
90
3.4.1.5. ENSAIO DE EXSUDAÇÃO
O ensaio de exsudação foi executado de acordo com as normas NM
102/96 – Concreto e argamassa – Determinação da Exsudação – e MR 6 –
Tendency of water to separate from mortars (bleeding).
A metodologia adotada foi a mesma utilizada por ANDRADE (2004)
e consistiu nos seguintes procedimentos:
• Retirou-se uma amostra do concreto, de forma a moldá-lo em um recipiente de
vidro prismático com dimensões de 142 x 193 x 100 mm, sendo que a amostra
ocupou apenas 75 mm da altura do recipiente;
• Este ensaio foi realizado num ambiente climatizado com temperatura de 25 ± 1°C
e umidade relativa de 72 ± 5%;
• As medidas da massa de água exsudada foram feitas em intervalos de 15
minutos, através da coleta de água da superfície da amostra moldada com uso
de uma seringa;
• Um minuto antes de cada coleta de água, a amostra era levemente inclinada
(±30°) para que a água de exsudação se posicionasse toda em um mesmo local
(aresta do retângulo);
• Após a secagem da superfície, caracterizada pela não presença de água
exsudada e coletada, o ensaio era interrompido e a amostra, descartada.
Para o estudo dos concretos, em relação à exsudação, foram
ensaiados os concretos descritos conforme a tabela 18.
91
TABELA 18 – Ensaio de exsudação.
Concretos Presença de Finos % RCD Traço *
CR_brita Sim (Natural) 0 1 : 2 : 3
CRrcd_3,45% Sim (3,45%) 100 1 : 2 : 2,34
Crcd_0% Não (0%) 100 1 : 2 : 2,29
Crcd_5,85% Sim (5,85%) 100 1 : 2 : 2,37
* Traço em massa - cimento : areia : agregado graúdo
3.4.2. ENSAIOS DOS CONCRETOS NO ESTADO ENDURECIDO
3.4.2.1. ENSAIO DO MÓDULO DE DEFORMAÇÃO
Os ensaios do módulo de deformação foram feitos de acordo com as
prescrições da norma NBR 8522/84 – Concreto – Determinação do módulo de
deformação estático e diagrama - tensão-deformação.
Para o cálculo do módulo de deformação foi adotado o plano de
carga do tipo III. Para este tipo de plano de carga é aplicado um carregamento
crescente à velocidade de (0,50 ± 0,05) MPa/s, efetuando-se pausas de 60
segundos às tensões seguintes, após as quais deve-se obter as correspondentes
leituras médias de deformações em tempos máximos de 60 segundos.
O carregamento foi feito com aumentos sucessivos de 10% da carga
de ruptura até que se atingisse 80% da carga de ruptura.
Para a determinação do módulo de deformação foram ensaiados
corpos de prova nas idades de 7, 28 e 63 dias. Foram moldados um total de 36
92
corpos de prova, sendo 9 amostras por traço (3 amostras por idade). A tabela 19
mostra a distribuição dos corpos de prova para o ensaio de módulo de deformação.
TABELA 19 – Quantidade de corpos de prova para o ensaio de módulo de
deformação.
Idade de Ruptura
CONCRETOS
7 dias 28 dias 63 dias
Total
CR_brita 3 3 3 9
CRrcd_3,45% 3 3 3 9
Crcd_0% 3 3 3 9
Crcd_5,85% 3 3 3 9
3.4.2.2. ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES
Para a determinação da resistência do concreto à compressão foram
seguidas as prescrições da NBR 5739/80 – Ensaios de Compressão de Corpos de
prova Cilíndricos.
Foi determinada a resistência à compressão dos corpos de prova
para as idades de 7, 28 e 63 dias.
A tabela 20 mostra os tipos de concretos ensaiados, a quantidade de
corpos de prova de cada traço utilizada e também a idade de ruptura dos corpos de
prova.
93
TABELA 20 – Quantidade de corpos de prova para o ensaio de resistência à
compressão.
Idade de Ruptura
CONCRETOS
7 dias 28 dias 63 dias
Total
CR_brita 3 3 3 9
CRrcd_3,45% 3 3 3 9
Crcd_0% 3 3 3 9
Crcd_5,85% 3 3 3 9
3.4.2.3. ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
Para a determinação da resistência do concreto à tração foram
seguidas as prescrições da NBR 7222/94 – Argamassa e Concreto – Determinação
da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos.
Foi determinada a resistência à tração dos corpos de prova para as
idades de 7, 28 e 63 dias, assim como para o ensaio de resistência à compressão e
de módulo de deformação
A tabela 21 mostra os tipos de concretos ensaiados à tração, a
quantidade de corpos de prova de cada traço utilizada, bem como, a idade de
ruptura dos corpos de prova.
TABELA 21 – Quantidade de corpos de prova para o ensaio de resistência à tração.
Idade de Ruptura
CONCRETOS
7 dias 28 dias 63 dias
Total
CR_brita 3 3 3 9
CRrcd_3,45% 3 3 3 9
Crcd_0% 3 3 3 9
Crcd_5,85% 3 3 3 9
94
4. APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS
4.1. CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS UTILIZADOS
4.1.1. ENSAIOS FÍSICO-QUÍMICOS DO CIMENTO
Para a produção dos concretos foi utilizado o cimento CP II Z. As
características físicas e químicas do cimento foram fornecidas pelo fabricante e
estão apresentadas nas tabelas 22 e 23.
TABELA 22 – Características físicas do cimento.
ENSAIOS FÍSICOS
Item de Controle Unid. Média Desvio Mínimo Máximo
Material Retido #200 (mesh) % 1,75 0,18 1,40 2,10
Material Retido #325 (mesh) % 11,37 0,80 9,60 12,50
Blaine cm
2
/g 3417 130 3120 3590
Água de Consistência % 28,54 0,22 28,00 28,90
Início de Pega horas 05:45 00:20 05:00 06:20
Fim de Pega horas 06:59 00:22 06:10 07:40
Expansibilidade a Quente mm 0,05 0,12 0,00 0,50
Resistência R1 MPa - - - -
Resistência R3 MPa 24,01 0,88 22,60 26,20
Resistência R7 MPa 28,76 0,95 27,80 31,90
Resistência R28 MPa 36,90 0,96 35,40 38,50
Fonte: Laudo Técnico Cimentos Rio Branco / Votorantim. Outubro 2004
95
TABELA 23 – Características químicas do cimento.
ENSAIOS QUÍMICOS
Item de Controle Unid. Média Desvio Mínimo Máximo
Perda ao Fogo % 4,97 0,34 4,22 5,61
SiO
2
% 22,91 0,63 20,40 23,77
AL
2
O
3
% 7,25 0,31 6,41 7,86
Fe
2
O
3
% 3,18 0,06 3,06 3,33
Cão % 52,29 0,79 49,52 53,60
MgO % 5,56 0,19 4,93 5,80
K2O % 1,04 0,05 0,94 1,16
Na
2
O % 0,18 0,01 0,15 0,20
SO
3
% 2,82 0,06 2,72 2,94
Resíduo Insolúvel % 12,91 0,85 11,00 14,36
CO
2
% 4,23 0,37 3,06 4,79
Fonte: Laudo Técnico Cimentos Rio Branco / Votorantim. Outubro 2004
4.1.2. MASSA UNITÁRIA E MASSA ESPECÍFICA DOS AGREGADOS
Os resultados obtidos, de massa unitária e massa específica, se
mostraram bastantes satisfatórios para a produção de concretos.
Os valores médios das três amostras realizadas para cada
agregado, no ensaio de massa unitária, não sofreu desvios maiores que 0,1% em
relação à media dos valores. Portanto, este dado se comportou de forma uniforme,
visto que a norma NBR 7251/82 prescreve que os valores não devem se desviar
mais de que 1% da média.
A tabela 24 mostra os resultados médios da massa unitária e massa
específica dos agregados miúdo e graúdo.
96
TABELA 24 – Determinação da massa unitária e massa específica média dos
agregados miúdo e graúdo.
Agregado
Massa Unitária
(Kg/dm
3
)
Massa Específica
(Kg/dm
3
)
Agregado miúdo natural 1,61 2,631
Agregado graúdo natural 1,54 2,90
Agreg. Graúdo recicl. c/ 3,45% finos 1,20 2,26
Agreg. Graúdo recicl. c/ 0% finos 1,20 2,21
Agreg. Graúdo recicl. c/ 5,85% finos 1,20 2,29
A tabela 24 mostra que os resultados de massa unitária e massa
específica para os agregados graúdos naturais são superiores aos dos agregados
graúdos reciclados, estando de acordo com a bibliografia consultada.
Quanto à massa específica, a do agregado miúdo, o valor
encontrado está de acordo com os encontrados na bibliografia consultada, os quais
estão em torno de 2,630 kg/dm
3
e, assim como a massa unitária do agregado miúdo,
não excedeu significativamente aos valores encontrados, que foram de 1,42 a 1,54
kg/dm
3
.
No que se refere à massa específica do agregado graúdo natural,
que é de 2,90 kg/dm
3
, está dentro do intervalo mencionado por NEVILLE (1997), ao
comentar que os valores estão compreendidos entre 2,6 e 3,0 kg/dm
3
. No entanto, o
valor de 2,90 kg/dm
3
é inferior aos valores dos estudos realizados por LEITE (2001)
e ALTHEMAN (2002), e é superior aos valores encontrados por BAZUCO (1999) e
ANDRADE (2004). Quanto à massa unitária, o valor encontrado para o agregado
graúdo natural (1,54 kg/dm
3
) está de acordo com os valores compreendidos entre
1,39 e 1,61 kg/dm
3
, os quais foram encontrados na bibliografia.
Contudo, para a massa específica, a do agregado graúdo reciclado,
em que o resultado encontrado foi entre 2,21 e 2,29 kg/dm
3
, está um pouco abaixo
dos valores encontrados na bibliografia, que foram de 2,31 a 2,53 kg/dm
3
, e talvez
97
possa ser explicado pelo percentual de composição das fases do RCD. Para a
massa unitária dos RCD o valor de 1,20 kg/dm
3
está dentro dos limites esperados.
4.1.3. COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA
A tabela 25 apresenta os valores obtidos do ensaio de composição
granulométrica do agregado miúdo utilizado no estudo.
TABELA 25 – Composição granulométrica média do agregado miúdo.
Agregado Miúdo
Peneira (mm) % Retido % Retido acumulado Método de ensaio
4,8 0 0
2,4 3 3
1,2 9 12
0,6 29 42
0,3 44 85
0,15 14 99
0,075 1 100
Fundo 0 100
Total 100 -
NBR 7217/87
Módulo de finura
2,42 NBR 7217/87
Dimensão máxima
característica (mm)
2,4 NBR 7217/87
Graduação
Zona 3 - Areia média
NBR 7211/83
O módulo de finura (soma das porcentagens retidas acumuladas em
massa de um agregado, nas peneiras da Série Normal, dividida por 100) do
agregado representa o quão finas são as partículas dos agregados, ou seja, quanto
maior o módulo de finura, maiores serão as dimensões dos agregados e,
98
conseqüentemente, menor será a quantidade de água de amassamento necessária
para molhar os agregados.
De acordo com a tabela 25, observa-se que o agregado miúdo, no
caso a areia, apresentou um módulo de finura igual a 2,42 e, de acordo com a
norma 7211/83 – Agregado para concreto, a areia enquadrou-se na zona 3, ou seja,
como areia média. Já a dimensão máxima característica, que corresponde à
abertura de malha quadrada que retém 5% da amostra retida acumulada ou
imediatamente inferior a este valor, foi de 2,4 mm.
A figura 17 apresenta a curva granulométrica do agregado miúdo.
FIGURA 17 – Curva granulométrica do agregado miúdo.
99
TABELA 26 – Composição granulométrica média do agregado graúdo natural.
Agregado Graúdo Natural
Peneira (mm) % Retido % Retido acumulado Método de ensaio
19 0 0
9,5 99 99
4,8 1 100
Fundo 0 100
Total 100 -
NBR 7217/87
Módulo de finura
6,99 NBR 7217/87
Dimensão máxima
característica (mm)
19 NBR 7217/87
Graduação
Brita 1
NBR 7211/83
De acordo com a tabela 26, verifica-se para o agregado graúdo
natural um módulo de finura de 6,99 e uma dimensão característica máxima de 19
mm, e de acordo com a norma 7211/83 – Agregado para concreto, enquadrou-se
como brita 1, como era esperado.
TABELA 27 – Composição granulométrica média do agregado graúdo reciclado.
Agregado Graúdo Reciclado (RCD)
Peneira (mm) % Retido % Retido acumulado Método de ensaio
19 0 0
9,5 87 87
4,8 12 100
Fundo 0 100
Total 100,00 -
NBR 7217/87
Módulo de finura
6,87 NBR 7217/87
Dimensão máxima
característica (mm)
19 NBR 7217/87
Graduação
Brita 1
NBR 7211/83
100
De acordo com a tabela 27 verifica-se, através da norma NBR
7211/83 – Agregado para concreto, que o agregado de RCD enquadrou-se como
brita 1 e apresentou um módulo de finura de 6,87 e uma dimensão característica
máxima de 19 mm.
LEITE (2001) utilizou, em seus estudos, um módulo de finura 2,9%
menor para o agregado graúdo reciclado em relação ao agregado graúdo natural.
De acordo com as tabelas 26 e 27, verifica-se, para esses agregados reciclados, um
percentual 1,7% menor que o módulo de finura do agregado natural, ou seja,
apresentou-se próximo nesta relação entre os agregados, além de os valores de
módulo de finura serem bastante próximos: 6,99 para o agregado graúdo natural e
6,87 para o agregado graúdo reciclado.
A figura 18 representa a curva granulométrica dos agregados
graúdos.
FIGURA 18 – Curva granulométrica dos agregados graúdos.
101
Segundo NEVILLE (1995), a composição granulométrica dos
agregados possui maior influência sobre a trabalhabilidade dos concretos do que
sobre a sua resistência mecânica. No entanto, é importante salientar que a
resistência do concreto está intimamente relacionada com o adensamento das
misturas, o qual, quanto mais denso, mais resistente será o concreto. Se a mistura
não apresentar boa trabalhabilidade o adensamento ficará comprometido, afetando
a resistência do concreto.
Ainda segundo NEVILLE (1995), a composição granulométrica
exerce grande influência sobre a área superficial do agregado, fator determinante à
quantidade de água necessária para a molhagem completa dos sólidos da mistura, a
qual altera o volume relativo ocupado pelo agregado; a trabalhabilidade da mistura;
e a segregação.
4.1.4. TEOR DE MATERIAL PULVERULENTO
O teor de material pulverulento é de fundamental importância para o
presente trabalho, uma vez que eles fazem parte dos finos que são objetos de
estudo.
A tabela 28 apresenta os teores de finos encontrados nos agregados
utilizados para a produção dos concretos.
102
TABELA 28 – Teor de material pulverulento dos agregados miúdo e graúdo.
Teor de Material Pulverulento (%)
Agregado
Amostra 1 Amostra 2 Média
Agregado miúdo natural 0,25 0,14 0,19
Agregado graúdo natural 1,91 2,23 2,07
Agregado graúdo reciclado 2,88 2,64 2,76
A RILEM RECOMMENDATION (1994) estabelece que, para o
emprego de agregados graúdos reciclados de RCD em concretos, o limite máximo
do teor de material pulverulento não deve ser superior a 2 ou 3%, dependendo do
tipo de emprego do agregado. Portanto, o que se verifica no RCD estudado, é que o
teor de material pulverulento está dentro do estabelecido pela RILEM.
A ABNT (1983) estabelece que, para agregados miúdos destinados
à produção de concretos, a quantidade de material pulverulento não deve exceder
3% para concretos submetidos ao desgaste superficial e a 5% nos demais
concretos.
4.1.5. ÍNDICE DE FORMA
A ABNT (1983) define índice de forma como sendo a média da
relação entre o comprimento e a espessura dos grãos do agregado, ponderada pela
quantidade de grãos de cada fração granulométrica que o compõem.
A mesma norma ainda comenta que devem ser desprezadas as
parcelas de agregados que passem na peneira 9,5 mm, ou seja, o índice de forma é
feito apenas para agregados maiores que 9,5 mm.
103
Os resultados dos ensaios de índice de forma para os agregados
graúdos são apresentados na tabela 29.
TABELA 29 – Índice de forma dos agregados graúdos naturais e reciclados.
Agregado Natural Reciclado
Índice de forma 2,68 2,19
Pode-se concluir, através do ensaio de índice de forma, que os
agregados estão em conformidade com a NBR 7211/83, a qual prescreve que
agregados para concreto não devem apresentar um índice de forma superior a 3.
Concluí-se ainda que os agregados caracterizam-se como
agregados lamelares, por possuírem índice de forma superior a 2. No entanto, os
agregados reciclados são menos lamelares que os agregados naturais, o que
relativamente favorece a trabalhabilidade do concreto quando os agregados
reciclados são utilizados, visto que a forma dos agregados exerce grande influência
na trabalhabilidade do concreto.
De modo geral, os resultados encontrados de índice de forma, tanto
do agregado natural como do reciclado, estão dentro do intervalo de valores
encontrados na bibliografia consultada, ou seja, o agregado natural tem um índice
de forma entre 2,60 e 2,78, e o agregado reciclado tem índice de forma entre 2,01 e
2,30.
104
4.1.6. ABSORÇÃO
MEHTA e MONTEIRO (1994) definem capacidade de absorção
como sendo a quantidade total de água requerida para trazer um agregado da
condição seca em estufa para a condição saturada superfície seca. A absorção
efetiva, que no Brasil as normas da ABNT apenas chamam de absorção, é definida
como sendo a quantidade de água requerida para trazer o agregado da condição
seca ao ar para a condição saturada superfície seca.
A absorção nos RCD pode variar em função das fases presentes,
assim como do percentual de cada fase presente nos RCD. A absorção dos RCD é
relativamente alta, quando comparada aos agregados convencionais, devido à alta
porosidade dos RCD. Portanto, a absorção de água é importante para sua dosagem
no concreto, pois exerce significativa influência nas suas propriedades, tais como
trabalhabilidade, exsudação, retração, porosidade, resistência à compressão,
resistência à tração, módulo de deformação, durabilidade e em outras propriedades
do concreto.
A tabela 30 apresenta os resultados da taxa de absorção dos RCD
utilizados para a produção dos concretos.
105
TABELA 30 – Absorção de água dos agregados reciclados.
Absorção Média (%) Tempo
(min)
RCD_3,45% RCD_0% RCD_5,85%
0 - - -
15 4,15 4,34 4,07
30 4,43 4,71 4,45
60 4,68 4,91 4,63
90 4,84 4,99 4,72
120 4,95 5,12 4,82
24 horas 5,29 5,53 5,10
A figura 19 mostra o comportamento do RCD quanto à absorção de
água nas 2 primeiras horas de absorção.
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
6,0
0 153045607590105120
Tempo (min)
Absorção (%)
RCD_3,45%
RCD_0%
RCD_5,85%
FIGURA 19 – Absorção de água dos agregados reciclados.
A taxa de absorção do RCD alcançada nos 120 primeiros minutos
corresponde aos valores entre 92,6% e 94,5% da absorção total de 24 horas. No
106
entanto, a maior parte da absorção ocorre nos primeiros 15 minutos, instante em que
ocorre de 78,5% a 80 % da absorção total.
Para a dosagem dos concretos foi adotada a relação água/cimento
igual a 0,50 e acrescido, a esse valor, uma quantidade de água correspondente à
taxa de absorção do RCD para 2 horas, ou seja, 4,95% para o RCD com 3,45% de
finos, 5,12% para o RCD com 0% de finos e 4,82% para o RCD com 5,85% de finos.
4.1.7. COMPOSIÇÃO MINERALÓGICA MÉDIA DO RCD
Para se determinar a composição mineralógica média do RCD, os
agregados foram espalhados sobre um plástico, para se homogeneizar a amostra e
coletadas, por quarteamento sucessivos, 4 amostras de resíduos de
aproximadamente 2 kg cada. Para melhor identificar os agregados, tais amostras
foram submetidas à lavagem em água corrente e secadas posteriormente por 24
horas na estufa a uma temperatura de 110°C.
A partir do material no estado seco, as amostras foram separadas
manualmente, seguindo algumas das classificações adotadas por ZORDAN (1997),
tais como:
• Concreto: todo material composto pela união de areia, cimento e brita, cuja
identificação fosse possível;
• Argamassas: toda parcela constituída por areia e um material aglutinante (cal ou
cimento) sem a presença de agregado graúdo ou pedrisco;
• Cerâmica: todo material cerâmico, constituído basicamente por blocos e telhas
cerâmicas;
107
• Pedras: fragmento de rocha ainda sem uso, ou que fizera parte de um concreto
podendo, portanto, possuir parcelas de argamassas, que não as una a outra
pedra;
• Outros: materiais como madeira, metais, plásticos, amianto, torrões de argila, etc.
As tabelas 31 e 32 mostram, respectivamente, os resultados
encontrados para a composição mineralógica média do RCD, em massa e em
porcentagens.
TABELA 31 – Composição mineralógica média do RCD em massa.
Amostras (g)
Composição
A B C D
Argamassa 720,6 849,8 833,1 781,4
Concreto 711,4 690,4 631,4 644,2
Pedra 374,7 300,4 401,2 423,0
Cerâmica 178,5 173,5 181,0 174,7
Outros 28,6 17,8 7,2 23,6
Total 2013,8 2031,9 2053,9 2046,9
TABELA 32 – Composição mineralógica média do RCD em porcentagem.
Amostras (%)
Composição
A B C D Média
Argamassa 35,8 41,8 40,6 38,2 39,1
Concreto 35,3 34,0 30,7 31,5 32,9
Pedra 18,6 14,8 19,5 20,7 18,4
Cerâmica 8,9 8,5 8,8 8,5 8,7
Outros 1,4 0,9 0,4 1,2 0,9
A figura 20 apresenta graficamente o percentual de cada constituinte
do RCD.
108
Pedra
18,4%
Cerâmica
8,7%
Concreto
32,9%
Argamassa
39,1%
Outros
0,9%
FIGURA 20 – Composição mineralógica média do RCD de Campinas.
Observa-se que os RCD em estudo contêm percentuais
significativos de argamassa (39,1%) e de concreto (32,9%), ou seja, de certa forma,
estão em conformidade com os resultados dos estudos feitos por outros autores em
outras cidades do Brasil, como os citados na revisão bibliográfica deste trabalho,
onde se verifica uma predominância de materiais como argamassas e concretos.
Os resultados também demonstraram um baixo percentual da fração
cerâmica em relação aos outros estudos feitos por outros autores, fato que deve ser
atribuído, provavelmente, ao dia da coleta do RCD, onde possivelmente, a usina
recicladora estaria britando RCD provenientes de obras com características de
materiais cimentícios.
109
4.2. RESULTADOS DOS CONCRETOS NO ESTADO FRESCO
4.2.1. MASSA ESPECÍFICA
MEHTA e MONTEIRO (1994) relatam que a massa específica do
concreto no estado fresco depende da massa específica do agregado e da sua
porosidade, bem como da sua textura, forma e tamanho.
A tabela 33 apresenta os valores de massa específica para os
diferentes concretos estudados.
TABELA 33 – Massa específica dos concretos produzidos.
Concretos
Massa Específica (kg/dm
3
)
CR_brita
2,46
CRrcd_3,45%
2,24
Crcd_0%
2,15
Crcd_5,85%
2,27
O valor obtido de 2,46 kg/dm
3
, para o concreto convencional
(CR_brita), está dentro do intervalo obtido por outros autores, tais como ALTHEMAN
(2002), que obteve 2,45 kg/dm
3
, assim como LEITE (2001), que encontrou valores
próximos a 2,48 kg/dm
3
.
Quanto aos valores obtidos para os concretos produzidos com RCD,
verificou-se que o Crcd_0% obteve menor massa específica (2,15 kg/dm
3
) em
relação aos demais concretos, possivelmente pelo fato desse concreto estar isento
de material fino e, conseqüentemente, não ter a capacidade de reter a água, o que é
uma característica dos finos.
110
Já os concretos CRrcd_3,45% e Crcd_5,85% seguiram a tendência
de, quanto maior o teor de finos presentes nos RCD, maior a absorção por esses
finos e, conseqüentemente, maior a massa específica.
No entanto, esses valores encontrados para concretos produzidos
com resíduos de construção e demolição estão de acordo a bibliografia consultada,
ou seja, ALTHEMAN (2002), obteve massa específica de 2,08 kg/dm
3
para o
concreto com agregados reciclados e LEITE (2001) encontrou valores próximos a
2,15 kg/dm
3
.
4.2.2. MEDIDA DE CONSISTÊNCIA
A medida de consistência de um concreto é um parâmetro
importante para que se possa ter uma noção da sua trabalhabilidade A tabela 34
apresenta os resultados.
TABELA 34 – Medida de consistência dos concretos produzidos.
Concretos
Medida de Consistência (mm)
CR_brita
60
CRrcd_3,45%
70
Crcd_0%
30
Crcd_5,85%
80
A tabela 34 mostra que o Crcd_0% apresentou-se como um
concreto mais seco que os demais. Isso se explica, provavelmente, pela falta de
finos aderidos aos agregados, os quais estavam com superfícies limpas e,
conseqüentemente, o agregado reciclado poderia ter absorvido, inicialmente, uma
determinada quantidade de água de amassamento, tornando a mistura mais seca.
111
Também nos demais concretos, que tinham finos aderidos em suas
superfícies, esses finos conseguiram reter maior quantidade de água de
amassamento, deixando a mistura mais fluida do que a do Crcd_0%. Isso leva à
conclusão que, à medida que se aumentou o teor de finos nos agregados graúdos,
houve um aumento no abatimento dos concretos, visto que o Crcd_0% apresentou
menor abatimento que o CRrcd_3,45% e este apresentou menor abatimento que o
CRrcd_5,85%.
4.2.3. ENSAIO DE PEGA
O tempo de início e fim de pega foram diferentes para os diferentes
concretos produzidos, porém os intervalos de tempo entre o início e o fim de pega
não variaram muito, ficando em torno de 2 horas e 45 minutos.
4.2.4. RETRAÇÃO PLÁSTICA
O ensaio de retração plástica demonstrou-se bastante favorável aos
concretos produzidos com agregados de RCD. A tabela 35 mostra o valor de
retração plástica máxima alcançada pelos concretos.
112
TABELA 35 – Retração plástica máxima dos concretos produzidos.
Concreto Retração plástica máxima (mm/m)
CR_brita 0,0575
CRrcd_3,45% 0,0049
Crcd_0% 0,0009
Crcd_5,85% 0,0126
De acordo com a tabela 35, pode-se verificar que o CR_brita atingiu
um valor de retração plástica bem superior ao dos concretos produzidos com
agregados de RCD. Quando se compara o CR_brita com o CRrcd_3,45%, verifica-
se que a retração deste não atinge 10% do valor da retração daquele. Já para o
Crcd_0%, verifica-se valores de retração plástica muito baixos, devido ao fato do
agregado graúdo utilizado estar isento de partículas finas. O Crcd_5,85% foi o
concreto produzido com agregados de RCD que obteve maior valor de retração
plástica (0,0126 mm/m), chegando a 22% do valor total da retração plástica do
concreto de referência.
A figura 21 mostra a evolução da retração plástica para o intervalo
de tempo entre o início de pega e o fim de pega.
FIGURA 21 – Evolução da retração plástica.
113
Verifica-se, através da figura 21, a qual é uma figura de linhas de
tendências, que a retração plástica não acontece de forma uniforme e crescente, ou
seja, há certas variações entre retrações e expansões dos concretos. No entanto, a
linha de tendência mostra que, quando se utilizam os agregados de RCD, há uma
tendência a aumentar a retração plástica, à medida que se aumenta o teor de finos
presentes nos RCD.
Contudo, após o período de retração plástica, ainda se continuou
fazendo as leituras de retração dos concretos produzidos. A figura 22 mostra a
evolução da retração para as primeiras 14 horas após o inicio de pega do concreto.
A figura 21 mostra a curva do CR_brita com intervalo de valores
negativos que, teoricamente, seria uma certa expansão do concreto. No entanto,
isso não deve ser interpretado desta forma, pois se trata de uma acomodação do
concreto ao se retirar os moldes metálicos, instantes em que se inicia a pega e
começa-se a fazer leituras de retração plástica.
Outra observação é o fato de o CR_brita ter obtido altos valores de
retração, quando comparado com os concretos produzidos com agregados de RCD.
Isso pode ter ocorrido pelo fato desses possuírem agregados reciclados com
maiores taxas de absorção, como é o caso das argamassas, dos materiais
cerâmicos e das partículas finas destes resíduos. Esses materiais absorveram, no
decorrer do tempo, a água de mistura, não deixando ocorrer elevada exsudação e
contribuindo para a diminuição da retração.
O fenômeno da retração plástica para os concretos produzidos com
agregados de RCD está relacionado com o fenômeno da exsudação. O Crcd_5,85%
que obteve maior exsudação, dentre os concretos produzidos com RCD, foi o
concreto que obteve maior retração plástica, ou seja, o concreto com maior teor de
114
finos obteve maior retração plástica e maior exsudação, assim como o concreto sem
a presença de finos (Crcd_0%) obteve a menor retração e a menor exsudação.
Isso pode ser explicado porque as partículas finas dos RCD
absorvem, nos primeiros instantes, parte da água que é destinada à absorção dos
RCD e, posteriormente, os finos liberam essa água, fazendo com que o concreto
também libere essa água, inicialmente, em forma de exsudação e, posteriormente,
libera mais água, ocasionando a retração.
4.2.5. EXSUDAÇÃO
A exsudação é uma forma de segregação de uma das fases do
concreto, ou seja, a água que é a fase mais leve da mistura, separa-se das outras
fases do concreto. Portanto, a água que exsudou, estava em excesso e o concreto
não teve potencial de fixação para retê-la.
A tabela 36 apresenta, para os diferentes concretos produzidos, a
massa de água exsudada para intervalos de 15 minutos, assim como, a massa de
água exsudada acumulada até que a água da mistura não mais exsudasse.
115
TABELA 36 – Massa de água perdida por exsudação, para cada intervalo de coleta
e, massa de água exsudada acumulada, em gramas.
CR_brita CRrcd_3,45% Crcd_0% Crcd_5,85%
Tempo
(min)
Exs. (g)
Exs.
Acum.
Exs. (g)
Exs.
Acum.
Exs. (g)
Exs.
Acum.
Exs. (g)
Exs.
Acum.
0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
15 3,7 3,7 3,3 3,3 2,8 2,8 9,1 9,1
30 6,7 10,4 4,3 7,6 4,0 6,8 9,2 18,3
45 6,8 17,2 5,3 12,9 3,4 10,2 6,8 25,1
60 4,6 21,8 4,5 17,4 3,0 13,2 3,1 28,2
75 1,5 23,3 2,6 20,0 1,4 14,6 1,3 29,5
90 0,4 23,7 0,9 20,9 1,0 15,6 0,6 30,1
105 0,3 24,0 0,8 21,7 0,5 16,1 0,0 30,1
120 0,2 24,2 0,5 22,2 0,0 16,1 0,0 30,1
A tabela 36 mostra que, o Crcd_0% exsudou apenas 16,1g de água,
ou seja, exsudou menos que os demais concretos, isso ocorreu porque esse
concreto estava isento de material fino, o qual tem a tendência de reter água e
liberá-la logo após, durante o processo de exsudação, de secagem do concreto e
hidratação do cimento.
Já, o CR_brita e o CRrcd_3,45% obtiveram valores próximos de
água exsudada no final do ensaio. Porém, quando a quantidade de finos nos RCD
foi de 5,85%, a exsudação aumentou para 30,1g, provavelmente, pelo fato dos finos
aderidos nos RCD reterem parte da água da mistura. Porém, a água é liberada
posteriormente, causando maior exsudação que nos demais concretos e, também,
maior retração.
Nota-se que o Crcd_0% foi o concreto que obteve slump de 30 mm,
ou seja, o menor slump dos concretos produzidos, sendo o concreto que exsudou
menor quantidade de água (16,1g). O concreto Crcd_5,85%, que obteve slump de
80 mm, ou seja, o maior slump, foi o concreto que exsudou maior quantidade de
116
água (30,1g).
Portanto, verifica-se que a água que não foi fixada na mistura
favorece o aumento do valor do slump e da exsudação e, desta forma, mostra que
há uma relação entre a medida de consistência e a exsudação quando se utiliza
materiais iguais, ou seja, quanto maior for o slump da mistura, maior será a
exsudação no concreto.
Uma maneira de se avaliar a perda de água por exsudação é
verificar a perda de água em massa por unidade de área. A tabela 37 apresenta,
para cada concreto produzido, a quantidade de massa exsudada acumulada por
unidade de área.
TABELA 37 – Massa de água exsudada acumulada nos intervalos de coleta, em
kg/m
2
, para os diferentes concretos.
Quantidade de massa de água exsudada acumulada por área (kg/m
2
)
Tempo (min)
CR_brita CRrcd_3,45% Crcd_0% Crcd_5,85%
0 0 0 0 0
15 0,14 0,12 0,10 0,33
30 0,38 0,28 0,25 0,67
45 0,63 0,47 0,37 0,92
60 0,80 0,63 0,48 1,03
75 0,85 0,73 0,53 1,08
90 0,86 0,76 0,57 1,10
105 0,88 0,79 0,59 1,10
120 0,88 0,81 0,59 1,10
A figura 22 representa, graficamente, a quantidade de massa
exsudada por unidade de área, para cada intervalo de coleta de água exsudada,
para os concretos produzidos com os diferentes agregados e diferentes teores de
finos.
117
0,00
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,35
0,40
15 30 45 60 75 90 105 120
Tempo (min)
Exsudação (kg/m2)
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 22 – Massa de água exsudada nos intervalos de coleta em kg/m
2
, para os
diferentes concretos.
A figura 22 mostra que o CR_brita teve exsudação mais concentrada
entre os primeiros 60 minutos, assim como o Crcd_0% e o Crcd_5,85%. Já o
CRrcd_3,45%, apesar de ter concentrado sua exsudação nos primeiros 75 minutos,
ainda teve exsudação considerável durante os próximos 45 minutos.
A figura 23 representa graficamente a quantidade de água exsudada
ao longo do tempo, para cada concreto produzido.
118
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
0 153045607590105120
Tempo (min)
Exsudação (kg/m2)
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 23 – Massa de água exsudada ao longo do tempo, em kg/m
2
, para os
diferentes concretos.
A figura 23 mostra, mais claramente, que o concreto com maior teor
de finos aderidos nos agregados de RCD, (Crcd_5,85%) exsudou mais do que o
concreto produzido com agregados de RCD com 3,45% de finos (CRrcd_3,45%), e
este exsudou mais do que o concreto produzido com agregados de RCD sem a
presença de finos aderidos na superfície (Crcd_0%).
Verifica-se, portanto, uma relação crescente entre a quantidade de
finos presentes nos agregados e o total de água exsudada. Quando o teor de finos
foi de 0%, a água exsudada foi de 0,59 kg/m
2
, quando o percentual de finos foi de
3,45%, a água exsudada foi de 0,81 kg/m
2
e, quando o teor de finos foi de 5,85%, a
água exsudada foi de 1,10 kg/m
2
.
119
4.3. RESULTADOS DOS CONCRETOS NO ESTADO ENDURECIDO
4.3.1. MÓDULO DE DEFORMAÇÃO
Para o módulo de deformação, encontraram-se valores menores
para os concretos produzidos com agregados de RCD em relação aos
convencionais, estando em conformidade com a bibliografia consultada.
A tabela 38 apresenta os valores dos ensaios de módulo de
deformação para os 7, 28 e 63 dias.
TABELA 38 – Valores dos ensaios de módulo de deformação.
Módulo de Deformação (GPa)
Concretos
7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
13,0 23,7 26,3
CRrcd_3,45%
7,5 15,8 18,5
Crcd_0%
8,7 18,5 20,9
Crcd_5,85%
9,4 17,2 19,7
De acordo com a tabela 38, verifica-se que os valores de módulo de
deformação é estatisticamente insignificante para os diferentes teores de finos
presentes nos agregados de RCD.
Entre os concretos produzidos com RCD, para os 28 dias, o
Crcd_0% apresentou maior módulo de deformação (18,5 GPa), haja visto que foi o
concreto com agregados de RCD que obteve maior resistência à compressão, a qual
é uma propriedade diretamente relacionada ao módulo de deformação.
Da mesma forma, o Crcd_5,85% que apresentou resistência à
compressão maior que o CRrcd_3,45% obteve módulo de deformação (17,2 GPa)
maior que o deste último (15,8 GPa).
120
A figura 24 representa a evolução do módulo de deformação (GPa)
à medida que o tempo evolui.
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
Módulo de Deformação
(GPa)
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 24 – Evolução do módulo de deformação.
A tabela 39 apresenta a redução do módulo de deformação em
relação ao CR_brita para os 7, 28 e 63 dias.
TABELA 39 – Redução dos valores de módulo de deformação em relação ao
CR_brita para os 7, 28 e 63 dias.
Redução do Módulo de Deformação em relação ao CR_brita (%)
Concretos
7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
0,0 0,0 0,0
CRrcd_3,45%
42,2 33,0 29,7
Crcd_0%
33,6 21,9 20,5
Crcd_5,85%
28,0 27,2 25,1
De acordo com a tabela 39, verifica-se para o CRrcd_3,45%, que é
o concreto produzido com agregados de RCD no estado natural, ou seja, sem a
alteração da composição dos finos, um módulo de deformação aos 28 dias de 33,0%
menor que o módulo do concreto produzido com agregados convencionais, e vem
ao encontro do que foi verificado na bibliografia, ou seja, valores entre 10 a 40%
121
menores. Já o Crcd_0% foi o concreto que obteve menor redução do módulo de
deformação (21,9%), comportando-se, desta forma, como o mais próximo do
concreto de referência.
O módulo de deformação não seguiu uma regra geral de que,
quanto maior for o teor de finos, maior será o módulo de deformação, mas está de
acordo com a resistência à compressão e a resistência à tração, ou seja, essas
também são propriedades que estão diretamente relacionadas à porosidade do
material, assim como o módulo de deformação.
4.3.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
Os valores de resistência à compressão simples dos concretos
produzidos estão apresentados numericamente e de forma gráfica, para que se
possa obter melhor compreensão dos resultados obtidos.
A tabela 40 apresenta os resultados de resistência à compressão
simples obtidos para os concretos produzidos.
TABELA 40 – Valores obtidos de resistência à compressão (MPa) ao longo do tempo
para os concretos produzidos.
Resistência à Compressão (MPa)
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
33,9 46,6 51,8
CRrcd_3,45%
22,2 29,8 34,8
Crcd_0%
26,1 34,1 38,6
Crcd_5,85%
26,5 30,9 34,9
122
A tabela 40 mostra que os valores de resistência à compressão para
o CR_brita são superiores aos dos concretos produzidos com agregados de RCD. O
Crcd_5,85% apresentou, aos 7 dias, resistência maior que os demais concretos
produzidos com RCD, porém, a longo prazo, tanto aos 28 como aos 63 dias, o
Crcd_0% apresentou-se mais resistente à compressão.
A figura 25 representa graficamente a tabela 40, mostrando a
evolução da resistência à compressão simples para os diferentes concretos
produzidos.
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
Resistência (MPa)
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 25 – Evolução da resistência à compressão ao longo do tempo para os
concretos produzidos.
De acordo com a figura 25, verifica-se com o passar do tempo a
perda de resistência do Crcd_5,85% em relação à resistência do Crcd_0% e a do
CRrcd_3,45%. A figura também mostra que, a partir dos 7 dias, há um a tendência à
convergência dos valores de resistência à compressão entre os CRrcd_3,45% e o
Crcd_5,85%, ou seja, quando há a presença de finos no agregado, o seu teor de
finos pode interferir nos valores de resistência à compressão nos primeiros dias, se
aproximando bastante aos 28 dias e, sendo, praticamente os mesmos nos 63 dias
de idade.
123
Quanto ao Crcd_0%, verifica-se que foi o concreto produzido com
RCD que apresentou melhor desempenho, independente da idade. Isso pode ser
explicado pela ausência de partículas finas aderidas nos agregados de RCD,
possivelmente melhorando a aderência da argamassa com o agregado.
A tabela 41 apresenta o percentual de aumento da resistência à
compressão nas idades em que foram rompidos os corpos de prova.
TABELA 41 – Percentual de aumento de resistência à compressão (%) nas
diferentes idades de rupturas dos concretos.
Aumento da Resistência à Compressão (%)
Concretos 7 aos 28 dias 28 aos 63 dias 7 aos 63 dias
CR_brita
37,7 11,0 52,9
CRrcd_3,45%
34,3 16,5 56,5
Crcd_0%
30,7 13,0 47,7
Crcd_5,85%
16,8 12,9 31,9
A tabela 41 mostra que o CR_brita apresentou o maior aumento (%)
entre 7 e 28 dias e o menor aumento (%) entre os 28 e 63 dias. No entanto, quando
se refere aos concretos produzidos com agregados de RCD, o CRrcd_3,45%
apresenta maior ganho de resistência (%), tanto para o primeiro trecho do gráfico
como para o segundo. Portanto, verifica-se que dos 7 aos 28 dias o concreto
convencional (CR_brita) apresenta um crescimento mais rápido que os concretos
produzidos com agregados reciclados e, dos 28 dias aos 63 dias o crescimento dos
concreto produzidos com agregados de RCD é, em termos percentuais, maior.
A tabela 42 mostra o percentual de resistência à compressão para
as idades em que foram rompidos os corpos de prova, tendo como parâmetro
comparativo a resistência à compressão aos 28 dias.
124
TABELA 42 – Percentual de resistência à compressão em relação à resistência aos
28 dias para os concretos produzidos.
% de Resistência à Compressão em relação à
resistência aos 28 dias
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
72,6 100,0 111,0
CRrcd_3,45%
74,4 100,0 116,5
Crcd_0%
76,5 100,0 113,0
Crcd_5,85%
85,6 100,0 112,9
A tabela 42 evidencia a maior resistência em (%), em relação aos 28
dias, atingida pelo Crcd_5,85% aos 7 dias, essa diferença foi de 13% quando
comparado com o CR_brita; e em torno de 10% quando comparada com os
CRrcd_3,45% e Crcd_0%. Também se verifica nessa tabela que o CR_brita foi o
concreto que obteve menor percentual atingido aos 7 dias (72,6%), em relação aos
28 dias, justificando, desta forma, o maior crescimento entre os 7 e 28 dias e, o
menor crescimento entre os 28 e 63 dias, conforme comentado anteriormente.
Através da figura 26, tem-se uma melhor visualização do que foi comentado.
50
60
70
80
90
100
110
120
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
% de Resistência à
Compressão em relação
aos 28 dias
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 26 – Percentual de resistência à compressão em relação à resistência aos
28 dias para cada concreto produzido.
125
Uma outra forma de analisar os ensaios de resistência à
compressão é verificando o percentual de resistência atingido pelos concretos que
foram produzidos com agregados reciclados em relação ao concreto de referência
(CR_brita), conforme mostra a tabela 43.
TABELA 43 – Percentual da resistência à compressão em relação à resistência do
Concreto de Referência.
% de Resistência à Compressão em relação à
% da Resistência do Concreto de Referência
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
100,0 100,0 100,0
CRrcd_3,45%
65,6 64,0 67,1
Crcd_0%
77,1 73,2 74,5
Crcd_5,85%
78,1 66,2 67,4
A tabela 43 mostra que o melhor desempenho foi atingido pelo
Crcd_5,85% aos 7 dias com 78,1% da resistência à compressão do CR_brita e, a
partir dos 28 dias, esse desempenho foi melhor para o concreto produzido com
agregados de RCD com ausência de finos (Crcd_0%), com 73,2% aos 28 dias e
74,5% aos 63 dias.
A figura 27 representa graficamente a tabela 43.
126
50
60
70
80
90
100
110
120
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
% de Resistência à
Compressãoem relação ao
Concreto de Referência
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 27 – Percentual da resistência à compressão dos concretos produzidos
com RCD em relação à resistência à compressão do concreto de referência.
Portanto, verifica-se que os concretos produzidos com agregados de
RCD apresentam resistência à compressão, aos 7, 28 e 63 dias, inferior à do
concreto produzido com agregado convencional. Quando o RCD está isento de
partículas finas, a resistência à compressão aos 28 dias foi de 73,2% da resistência
do CR_brita, para o CRrcd_3,45% a resistência à compressão foi de 64% e para o
Crcd_5,85% foi de 66,2% do CR_brita.
Quanto aos 63 dias, a resistência à compressão do Crcd_0% foi a
que mais se aproximou da resistência à compressão do CR_brita, obtendo 74,5% da
resistência à compressão do concreto de referência produzido com agregados
convencionais e, em torno de 7% a mais que os concretos produzidos com
agregados de RCD com finos.
Porém, as maiores aproximações do CR_brita com o Crcd_0% e
com o Crcd_5,85% aconteceram aos 7 dias, atingindo 77,1% e 78,1%,
respectivamente.
A figura 27 também mostra que aos 7 dias os finos acarretaram
127
aumento na resistência à compressão, quando comparado com a resistência aos 28
dias.
4.3.3. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO
Na tabela 44 estão apresentados os resultados obtidos dos ensaios
de resistência à tração dos corpos de prova dos concretos produzidos.
TABELA 44 – Valores obtidos de resistência à tração (MPa) ao longo do tempo para
os concretos produzidos.
Resistência à Tração (MPa)
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
2,0 3,0 4,3
CRrcd_3,45%
1,8 2,1 2,2
Crcd_0%
2,0 2,6 3,0
Crcd_5,85%
2,0 2,7 3,5
Conforme a tabela 44, verifica-se que a resistência à tração aos 7
dias não tem muita interferência em função do tipo de agregado utilizado, porém,
nota-se valores menores para o CRrcd_3,45%, o que acontece para todas as
idades.
O tipo de agregado utilizado, assim como o teor de finos, passa a ter
influência a partir dos 28 dias de idade. O concreto produzido com agregados de
RCD sem alteração tem valores de resistência à tração menores que os outros dois
concretos produzidos também com agregados reciclados, portanto, o aumento do
teor de finos nos agregados de RCD aumentou a resistência à tração em relação ao
CRrcd_3,45% e ao Crcd_0%.
128
A partir dos dados obtidos aos 28 dias, os finos presentes nos
agregados do RCD começam a influenciar nos resultados de tração, porém, é aos
63 dias que há as maiores diferenças. Aos 63 dias de idade o CR_brita tem valores
de resistência à tração maiores que os demais concretos produzidos com agregados
de RCD. Para essa idade, a resistência à tração do CR_brita é 20,9% maior que a
resistência à tração do Crcd_5,85%, 43,3% maior que a do Crcd_0 % e 95,5% maior
que a do CRrcd_3,45%.
A figura 28 representa graficamente a tabela 44, mostrando a
evolução da resistência à tração para os diferentes concretos produzidos.
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
Resistência à Tração
(MPa)
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 28 – Evolução da resistência à tração ao longo do tempo para os concretos
produzidos.
Através da figura 28, verifica-se uma divergência dos valores de
resistência à tração dos concretos produzidos a partir dos 7 dias de idade. Entre os
concretos que foram produzidos com agregados de RCD, o que contém agregados
com maior teor de finos apresentou-se como o concreto com maior resistência à
tração aos 28 dias e aos 63 dias, idades em que começa a existir diferença
significativa em função do teor de finos presentes nos agregados.
129
O Crcd_0% apresentou resistência à tração superior ao
CRrcd_3,45%. Provavelmente, o teor de finos presentes nos agregados tem
influência na resistência à tração dos concretos, porém, quanto menor for o teor de
finos, menor será a resistência à tração. Provavelmente isto ocorra até um certo
limite, a partir do qual, a diminuição no teor de finos passa a ter efeito oposto, ou
seja, aumenta a resistência à tração. Deve existir um concreto produzido com
agregados com um determinado teor de finos que tenha comportamento parecido
com o concreto produzido com agregados limpos.
A tabela 45 mostra o ganho de resistência à tração (%) dos
concretos produzidos entre as idades de leituras.
TABELA 45 – Percentual de aumento de resistência à compressão (%) nas
diferentes idades de rupturas dos concretos.
Aumento da Resistência à Tração (%)
Concretos 7 aos 28 dias 28 aos 63 dias 7 aos 63 dias
CR_brita
49,0 43,2 113,3
CRrcd_3,45%
13,8 8,9 24,0
Crcd_0%
26,5 16,7 47,7
Crcd_5,85%
36,8 27,9 75,0
A tabela 45 mostra que o CR_brita apresentou crescimento de
resistência à tração (em %) bastante superior aos concretos produzidos com
agregados de RCD. Porém, quanto à análise da interferência do teor de finos nesses
concretos, verifica-se que o Crcd_5,85% apresentou-se como o concreto que obteve
maior ganho de resistência à tração, em termos percentuais, nos dois trechos do
gráfico, conforme mostra a figura 31. Já o CRrcd_3,45% apresentou-se como o que
obteve menor ganho de resistência nos dois trechos do gráfico.
A figura 29 apresenta detalhes dos corpos de prova rompidos à
tração.
130
FIGURA 29 – Detalhes dos corpos de prova rompidos à tração.
A figura 29 mostra que a ruptura dos corpos de prova produzidos
com agregados convencionais deu-se, na maior parte da superfície de ruptura, na
argamassa e, em alguns pontos, nos agregados, os quais são bastante resistentes.
Porém, quando se analisa a superfície de ruptura dos concretos produzidos com
agregados de RCD, verifica-se a ruptura na argamassa ou nos agregados de RCD,
obtendo, desta forma, concretos menos resistentes à tração, visto que os agregados
de RCD são menos resistentes que os agregados de basalto.
Uma outra área de ruptura dos concretos produzidos é a zona de
transição. A presença de finos nos agregados de RCD não é o único fator
responsável pela ruptura à tração dos concretos nessa zona de transição, já que
houve ruptura na zona de transição, tanto para os concretos produzidos com
agregados limpos, como para os produzidos com finos presentes. No entanto, o teor
de finos pode influenciar, já que nos concretos nos quais havia a presença dos finos
de RCD houve uma maior região que sofreu rupturas na zona de transição.
A tabela 46 mostra o percentual de resistência à tração para as
idades em que foram rompidos os corpos de prova, tendo como parâmetro
131
comparativo, a resistência à tração aos 28 dias.
TABELA 46 – Percentual de resistência à tração em relação à resistência aos 28
dias para os concretos produzidos.
% de Resistência à Tração em relação aos 28
dias
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
67,1 100,0 143,2
CRrcd_3,45%
87,9 100,0 108,9
Crcd_0%
79,0 100,0 116,7
Crcd_5,85%
73,1 100,0 127,9
De acordo com a tabela 46, verifica-se que os concretos produzidos
com agregados de RCD obtiveram, aos 7 dias, em termos percentuais, resistências
à tração mais próximas das atingidas aos 28 dias, justificando, desta forma, menores
ganhos de resistência à tração no período entre 7 e 28 dias. O Crcd_5,85%
apresentou-se como o concreto com RCD que atingiu menor percentual da
resistência à tração aos 28 dias. Porém, ao chegar aos 63 dias apresentou-se como
o que obteve maior aumento de resistência à tração, provavelmente, pelo
comportamento dos finos como filler, que favorece a resistência à tração e que
ocorre em períodos mais tardios.
A figura 30 representa graficamente a tabela 46, permitindo melhor
visualização do que foi comentado.
132
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
% de Resistência à
Tração em relação aos 28
dias
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 30 – Percentual de resistência à tração em relação à resistência aos 28
dias para cada concreto produzido.
A tabela 47 apresenta os valores de resistência à tração (em %)
atingidos pelos concretos que foram produzidos com agregados reciclados em
relação ao concreto de referência (CR_brita).
TABELA 47 – Percentual da resistência à compressão em relação à resistência do
Concreto de Referência.
% de Resistência à Tração em relação ao
Concreto de Referência
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
100,0 100,0 100,0
CRrcd_3,45%
88,8 67,8 51,6
Crcd_0%
100,0 84,9 69,2
Crcd_5,85%
96,9 89,0 79,5
A tabela 47 mostra em termos percentuais que, aos 7 dias, o
concreto Crcd_0% apresentou resistência à tração igual à do CR_brita; já o
Crcd_5,85% apresentou resistência à tração (96,9%) muito próxima à do concreto
convencional e o CRrcd_3,45% apresentou 88,8% da resistência à tração do
133
CR_brita. No entanto, os dados começam a divergir a partir dos 28 dias e as
diferenças aumentam com a evolução do tempo.
A figura 31 representa graficamente a tabela 47 e permite uma
melhor visualização do comportamento desses concretos, quanto à resistência à
tração.
50
60
70
80
90
100
110
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Tempo (dias)
% de Resistência à Tração
em relação ao Concreto de
Referência
CR_brita
CRrcd_3,45%
Crcd_0%
Crcd_5,85%
FIGURA 31 – Percentual da resistência à tração dos concretos produzidos com RCD
em relação à resistência à tração do concreto de referência.
Para o ensaio de tração, verifica-se que o Crcd_5,85% apresentou
comportamento melhor que os demais concretos produzidos com agregados de
RCD; já o Crcd_0% apresentou comportamento, quanto à resistência à tração,
intermediário entre os concretos com 3,45% e 5,85% de teor de finos presentes,
podendo, desta forma, acreditar que deve existir um teor de finos entre 3,45% e
5,85% presentes em agregados, e que concretos produzidos com estes agregados
apresentam comportamento mais parecido com o Crcd_0%.
No entanto, verifica-se que aos 28 dias o concreto com melhor
resistência à tração apresentou 89% da resistência à tração do concreto
convencional e, aos 63 dias, apenas 79,5%. Portanto, verifica-se aos 28 dias uma
134
redução de 10 a 35% aproximadamente e, aos 63, dias de 20 a 50% de redução.
A tabela 48 apresenta a relação entre a resistência à tração e a
resistência à compressão para os concretos produzidos.
TABELA 48 – Relação entre a resistência à tração e a resistência à compressão.
Relação entre a Resistência à Tração e a
Resistência à Compressão (%)
Concretos 7 dias 28 dias 63 dias
CR_brita
6,0 6,5 8,4
CRrcd_3,45%
8,1 6,9 6,5
Crcd_0%
7,8 7,6 7,8
Crcd_5,85%
7,5 8,8 9,9
Verifica-se através da tabela 48 que houve, apenas para os
concretos CR_brita e para o Crcd_5,85%, um ganho significativo nesta relação. Para
o Crcd_0%, praticamente manteve-se com o mesmo intervalo de valores, já o
CRrcd_3,45% obteve redução desta relação, o que pode ser atribuído ao menor
crescimento da resistência à tração e ao maior ganho de resistência à compressão
ao longo do tempo, em relação aos demais concretos.
135
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Responsável pela maior geração de resíduos sólidos urbanos, a
construção civil também é a indústria que mais extraí recursos naturais. A
reciclagem dos resíduos de construção e demolição tem se tornando essencial para
se atingir a sustentabilidade do setor da construção civil. Nesse contexto as usinas
de reciclagem aparecem como alternativa viável para a gestão dos resíduos gerados
em construções, reformas e demolições.
A intenção de disposição de aprimorar-se é válida e as nações que
sabem investir em novas tecnologias candidatam-se ao desenvolvimento, porém,
toda nova tecnologia está passível a adaptações e correções, e na construção civil
isso não é diferente.
Existe, ainda, uma idéia na cultura brasileira de que o entulho é tido
como sinônimo de material sem valor. Porém algumas administrações municipais já
atentaram para o problema que o entulho causa ao meio ambiente e vêm fazendo
uso das instalações de usinas de reciclagem. No entanto, a maioria das
administrações públicas ainda não se atentou para esse fato.
Tal descaso dos governantes é fácil de ser percebido quando se
observa que até o setor privado já faz uso das usinas de reciclagem de entulho
como um negócio rentável.
Portanto, o grande desafio para esse começo de século continua
sendo, para a construção civil, o de atingir o seu desenvolvimento sustentável. Para
isso cabe ao governo dar incentivo à reciclagem dos RCD de forma a reduzir o
impacto ambiental, preservar os recursos naturais e economizar energia.
Diante da necessidade de se fazer uso da reciclagem dos RCD e de
136
aperfeiçoamento dessa nova técnica, procurou-se verificar a influência que os finos
gerados no processo de britagem dos RCD causam no desempenho de concretos
produzidos com RCD.
Observou-se, para os agregados de RCD utilizados nessa pesquisa
uma composição mineralógica média, em massa, de 39,1% de argamassa, 32,9%
de concreto, 18,4 % de pedras, 8,7% de cerâmicas e 0,8% de outros constituintes,
indo ao encontro das constituições feitas por outros estudos realizados em outras
regiões.
Os agregados de RCD naturais (3,45% de finos) obtiveram taxas de
absorção de 4,15% para os primeiros 15 minutos, 4,95% para as 2 horas e 5,29%
para as primeiras 24 horas. Portanto, verificou-se que a absorção maior (78,5%)
ocorre nos primeiros 15 minutos e 93,6% da absorção de 24 horas ocorre nas 2
primeiras horas. Os RCD com 0% de finos e com 5,85% apresentaram valores de
absorção diferentes, porém, próximos.
Quanto à consistência, o ensaio mostrou que existe uma tendência
ao aumento na fluidez dos concretos em função do aumento do teor de finos
presentes nos agregados de RCD, ou seja, à medida que se aumentou o teor de
finos, aumentou-se o abatimento, o que pode ter ocorrido, provavelmente, porque
concretos com maior teor de finos presentes têm maior facilidade de reter água,
deixando a mistura mais fluida.
O tempo de início e fim de pega da argamassa dos concretos foi
praticamente o mesmo para todos os concretos produzidos, indiferente do tipo de
agregados e do teor de finos presentes nos agregados de RCD. Esse tempo foi em
média de 2 horas e 45 minutos.
O teor de finos também foi determinante nos resultados de retração
137
plástica, sendo que, quanto maior o teor de finos. maior foi a retração plástica nos
concretos produzidos com agregados de RCD, porém, a retração plástica dos
concretos produzidos com agregados de RCD foi bem inferior à retração máxima
atingida pelo concreto produzido com agregados convencionais. Para o
CRrcd_3,45%, a retração máxima foi de 8,6% da retração máxima do CR_brita, para
o Crcd_0% foi de 1,6% e para o Crcd_5,85 foi de 21,9%.
A consistência pode estar relacionada com a retração plástica, uma
vez que concretos mais plásticos tendem a liberar maiores quantidades de água,
levando o concreto a uma maior retração plástica. Isso pode ter ocorrido em
conseqüência do teor de finos presentes nos agregados de RCD que retiveram parte
da água da mistura, tornando a mistura mais plástica e, ao liberar essa água,
posteriormente, ocasionando a retração plástica.
Da mesma maneira, o aumento do teor de finos presentes nos
agregados de RCD determinou maior exsudação nos concretos produzidos com
agregados de RCD. O CR_brita exsudou 0,88 kg/m
2
, o CRrcd_3,45% exsudou 0,81
kg/m
2
, o Crcd_0% exsudou 0,59 kg/m
2
e o Crcd_5,85% exsudou 1,10 kg/m
2
.
Verifica-se, portanto, uma relação entre os valores dos ensaios de
consistência, retração plástica e exsudação, pois todos esses ensaios apresentaram
interferência do teor de finos presentes nos agregados. Provavelmente, o concreto
que contém maior teor de finos nos agregados de RCD tem a tendência, de acordo
com os resultados obtidos, a ter um maior abatimento, ou seja, uma mistura mais
fluida devido aos finos que retêm parte da água de absorção ou de amassamento.
Parte dessa água retida é liberada na exsudação, fazendo que esta seja maior
nesses concretos; e uma outra parte da água é liberada posteriormente, quando a
mistura já tem uma certa rigidez, levando a uma maior retração plástica.
138
Concretos produzidos com agregados de RCD limpos, ou seja, sem
a presença de finos na superfície, apresentaram menores valores de slump,
provavelmente, porque estavam isentos de partículas finas e pelo maior potencial de
retenção de água. Desta forma, apresentaram menores exsudações e, portanto
menores valores de retração plástica.
A mistura que não tem potencial de fixação de água tende a exsudar
e o fato de o CR_brita e o CRrcd_3,45% obterem valores de slump, assim como, de
exsudação bastante próximos, leva a acreditar que essas duas propriedades estão
intimamente relacionadas, indiferente do tipo de agregado utilizado.
Para a retração plástica, o tipo de agregado interferiu bastante, uma
vez que agregados reciclados absorvem, comparativamente, altas quantidades de
água em tempos relativamente curtos.
Os concretos produzidos com agregados naturais apresentaram
altos valores de retração plástica, quando comparados com os concretos produzidos
com agregados reciclados. Provavelmente, isso ocorreu porque os RCD
apresentaram maiores taxas de absorção. Esses materiais absorvem no decorrer do
tempo a água da mistura, não deixando ocorrer elevada exsudação e contribuindo
para a diminuição da retração.
Observou-se, para o módulo de deformação, valores entre 20% e
42,2% inferiores ao concreto de referência. As maiores reduções acontecem nas
primeiras idades, quando o concreto vai atingindo maiores idades essas diferenças
tendem a diminuir percentualmente.
Quanto aos concretos produzidos com agregados de RCD, de um
modo geral, o Crcd_0% obteve o maior módulo de deformação. Aos 28 dias, o
módulo de deformação do Crcd_0% foi 16,7% maior que o CRrcd_3,45% e 7,3%
139
maior que o Crcd_5,85%. Para os 63 dias, esse percentual foi de 13,0% e 6,1%,
respectivamente.
Foi verificado que, quanto maior a resistência à compressão, maior é
o módulo de deformação, ou seja, os concretos seguiram as curvas de resistência à
compressão, inclusive para os 7 dias, período em que a resistência à compressão do
CRrcd_5,85% foi maior que a resistência à compressão do Crcd_0%.
Para concretos produzidos com agregados de RCD, verificou-se
redução de 20% a 35% em relação à resistência à compressão do CR_brita.
Verificou-se que a idade pouco interfere, ao comparar o percentual
de redução de resistência à compressão dos concretos com agregados de RCD, em
relação ao concreto convencional. Para o CRrcd_3,45%, a redução foi em torno de
35%, para o Crcd_0%, foi em torno de 25% e para o Crcd_5,85%, foi de em torno de
33%. Este último, com exceção aos 7 dias, apresentou melhor comportamento, ou
seja, 21,9% de redução na resistência à compressão.
Conclui-se, portanto, que a resistência à compressão de concretos
produzidos com agregados de RCD limpos é maior para as idades mais avançadas,
como 28 e 63 dias, sendo aos 7 dias, praticamente a mesma que o Crcd_5,85%.
Para as idades de 28 e 63 dias o teor de finos presentes nos
agregados determinou-se pequenas variações percentuais de resistência à
compressão, porém, não muito significativas quando comparadas às do concreto
produzido com agregado convencional ou às do concreto produzido com agregados
sem a presença de finos; este último obteve resistência à compressão em torno de
7% maior que os outros concretos produzidos com agregados de RCD.
Na resistência à tração, praticamente não houve diferenças nos
valores obtidos aos 7 dias. O que houve foi uma tendência aos dados divergirem a
140
partir dessa idade, sendo que as maiores resistência à tração foram alcançadas pelo
Crcd_5,85%.
A relação entre a resistência à tração e a resistência à compressão
foi entre 6% e 10%. O Crcd_5,85% apresentou as maiores relações. Na maioria dos
casos as relações aumentaram com a evolução do tempo.
Portanto, de uma forma geral, o teor de finos influenciou nos
resultados de tração, no entanto, de forma conjunta com a zona de transição.
A ruptura dos corpos de prova do CR_brita deu-se, na maior parte
dos casos, na argamassa e na zona de transição. Já para os concretos produzidos
com agregados de RCD, a ruptura aconteceu, na maior parte dos casos, nos
agregados e na zona de transição e, por vezes, na argamassa, podendo, desta
forma, concluir que, dependendo do traço utilizado para a produção do concreto com
agregados de RCD, a parte mais frágil do concreto é o agregado.
Ainda quanto à resistência à tração, os finos presentes nos
agregados de RCD têm dupla função. Primeiramente, eles contribuem para o
aumento da resistência à compressão, através do aumento no fator de
empacotamento, ou seja, o efeito de preenchimento dos vazios, o chamado efeito
Filler e, conseqüentemente, aumentando a resistência à tração; posteriormente, o
aumento no teor de finos faz com que a zona de transição se torne mais frágil,
contribuindo para a diminuição da resistência à tração. Portanto, um estudo mais
aprofundado entre os finos e a zona de transição traria conclusões mais precisas
sobre o funcionamento desse mecanismo.
Por conseguinte, conclui-se que os finos presentes nos agregados
de RCD interferem no desempenho dos concretos produzidos com agregados
recicláveis. Tal interferência é por hora favorável e, por hora, desfavorável. No
141
entanto a utilização dos agregados de RCD, como alternativa para a reciclagem dos
resíduos da construção civil, ainda é a melhor maneira de fechar o ciclo de vida
desses materiais, e uma forma de se fazer valer o conceito de desenvolvimento
sustentável dentro da cadeia da construção civil.
Mesmo após tantos estudos sobre a influência da reciclagem de
resíduos na saúde das pessoas, na preservação do meio ambiente e no
desenvolvimento tecnológico e apesar da alta relevância do assunto, o governo
persiste na acomodação e permanece estático, sem aplicar novas alternativas no
sentido resolver a questão.
A verdade é que o processo que deveria compor um ciclo, acaba
não fechando, causando a instabilidade ambiental e prejuízos inimagináveis aos
seres humanos. Os órgãos de fomento investem em pesquisas e na estrutura
necessária para as universidades realizarem tais pesquisas. As universidades, por
sua vez, procuram fazer a parte que lhes cabe, apresentando resultados e
sugestões do que deve ser feito, sem, no entanto, obterem alguma garantia de que
as proposições serão efetivamente inseridas na sociedade.
5.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
- Realizar um estudo de viabilidade técnico-econômica do uso de
RCD;
- Realizar um estudo de método de dosagem para concretos
produzidos com RCD;
- Estudo de concretos produzidos com RCD com teores de finos,
142
diferentes dos abordados nessa pesquisa;
- Estudo aprofundado de como é o mecanismo entre os finos e a
zona de transição;
- Estudo de diferentes dosagens do concreto, considerando o
percentual de finos presentes;
- Análise do comportamento desses concretos, quanto aos aspectos
hídricos de permeabilidade e absorção capilar;
- Avaliar a fluência para os concretos produzidos neste estudo;
- Análise por microscopia dos finos.
143
REFERÊNCIAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5738 – Moldagem e cura
de corpos de prova de concretos cilíndricos ou prismáticos – Procedimento. Rio de
Janeiro, 1984.
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