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' 10.37885/250719773 03 ESTUDO DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO QUANDO APLICADOS EM CAMADAS DE BASES E SUBBASES Luiz Paulo Vieira de Araújo Júnior Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR) https://dx.doi.org/10.37885/250719773 48 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas RESUMO Objetivo: O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento físico e mecânico de resíduos de construção e demolição (RCD) quando aplicados como agrega- dos de camadas de base e sub-base de pavimentos em laboratório. Métodos: a metodologia empregada neste trabalho foi através de ensaio em laboratório, sendo realizados os seguintes testes: composição dos materiais, absorção, massa específica, granulometria e Índice de Suporte Califórnia. Resultados: os resultados foi possível perceber que os resíduos de construção e demolição apresentaram dependência da energia aplicada. Conclusão: quando é empre- gada uma energia adequada pode mostra resultados semelhantes à uma brita, dando destino correto a este material. Palavras-chave: Resíduos de Construção; Ensaios Laboratoriais; Camadas do Pavimento. 49 ISBN 978-65-5360-841-2 - Vol. 1 - Ano 2025 - www.editoracientifica.com.br INTRODUÇÃO O crescimento populacional e a intensa industrialização implicam em grande geração de resíduos da construção civil em cidades de grande e médio porte, envolvendo questões de ordem ambiental, social e financeira. Em face desta situação, existem diversas pesquisas que objetivam encontrar alternativas para que os problemas decorrentes deste processo sejam minimizados, com vistas à sustentabilidade do setor construtivo. De acordo com Scheider (2003), estima-se que só no município de São Paulo sejam geradas diariamente cerca de 16.000 toneladas de resíduos de construção e demolição (RCD). Um agravante é a disposição irregular, que implica na poluição de vias, rios córregos, terrenos baldios e áreas de manan- ciais (Trichês; Kryckyj, 1999). Em função destes grandes volumes de RCD é patente a importância de estudos para que sejam encontradas soluções adequadas para o emprego deste material, evitando assim danos ao meio ambiente em geral e os gastos excessivos com transporte e deposição de aterros. Temas como consciência ambiental, proteção dos recursos humanos e desenvolvimento sustentável desempenham um importante papel nos requerimentos modernos para os projetos de construção (Oikonomou, 2005). Estabeleceu-seque os geradores são os responsáveis pelo resíduo pro- duzido e que o objetivo prioritário deve ser a não geração e, caso isto não seja possível, deve-se considerar a redução, reutilização, reciclagem e disposição final (nesta ordem). No caso da disposição final, os materiais devem ser enca- minhados para locais denominados aterros de resíduos da construção civil ou áreas de destinação de resíduos e serem depositados de modo que seja possível sua utilização ou reciclagem futura. Buscando o desenvolvimento sustentável, diversas pesquisas apresen- taram alternativas para o reaproveitamento dos resíduos da construção civil (Ângulo et al., 2003). O RCD (resíduos de construção e demolição) é um material nobre do ponto de vista da engenharia, geralmente apresenta boa resistência e baixa expansão. Estas características potencializam suas oportunidades de reciclagem como agregado para pavimentação. 50 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas Estudos analisando as propriedades físicas, químicas e mecânicas do RCD para utilização em pavimentação vêm sendo desenvolvidas no Brasil desde a década de 80 (Trichês; Kryckyj, 1999). A utilização do agregado reciclado proveniente de resíduo de constru- ção pode ser uma alternativa interessante aos materiais convencionalmente utilizados, podendo fomentar o aumento na oferta de vias pavimentadas em grandes centros urbanos ou mesmo nas cidades de médio porte, caracterizadas principalmente por baixo volume de tráfego. A partir da reciclagem do RCD, um novo produto é obtido: o agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil e demolição. Como forma de estimular e regulamentar o emprego do agregado reciclado em pavimentação foi elaborado em 2004, pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), a norma brasileira regulamentadora (ABNT, 2004a). O sistema de reciclagem de resíduo de construção é feito nas chama- das usinas recicladoras. Basicamente, são primeiramente feitas a retirada de componentes como ferro, madeira, plástico e papel (que são reciclados para outros fins), e ainda são separados materiais que eventualmente demandem mais cautela na reciclagem, como o gesso. Após esta primeira separação, os resíduos são submetidos à britagem. Além da preocupação com a geração de RCD, existe o fato de que a exploração indiscriminada dos recursos naturais provocou a escassez desses e uma rápida deterioração do entorno e das jazidas, obrigando a exploração de novas fontes de materiais. A exploração de jazidas minerais para a produção de agregados natu- rais é responsável por grandes impactos ambientais, verificando-se entre eles poeira, poluição visual e sonora, além disso, poluição dos recursos hídricos e assoreamento dos mesmos. Esta pesquisa tem por objetivo avaliar o emprego de agregado reciclado de resíduo sólido na construção civil, especificamente em camadas de pavi- mentos de vias de baixo volume de tráfego. Para isso, foi necessária a coleta de agregado em usina de reciclagem. A caracterização deste material e o enquadramento de suas caracte- rísticas seguiram os parâmetros técnicos de normas nacionais vigentes e em especificações do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes 51 ISBN 978-65-5360-841-2 - Vol. 1 - Ano 2025 - www.editoracientifica.com.br (DNIT), sendo apresentada a viabilidade de empregar o resíduo sólido nas camadas da pavimentação. As propriedades dos agregados reciclados foram mensuradas através de parâmetros que caracterizam o material, através de diversos ensaios realizados em laboratório. Dentre eles: ensaio de granulometria, composição do material, absorção, massa específica e Índice de Suporte Califórnia (ISC). MÉTODOS O agregado analisado neste estudo foi o agregado de construção civil e demolição, sendo de coletado de uma única vez o material necessário para realização dos ensaios. O material foi coletado da usina recicladora, chegando ao laboratório foi homogeneizado e acondicionado em sacos plásticos. Foi medida a umidade natural do resíduo de construção civil, estando em 8%. Foram realizados os ensaios de caracterização física do resíduo de cons- trução civil, sendo eles: composição, massa específica, absorção e granulometria dos materiais que compões as misturas. Composição Física Essa etapa mostra quais são os materiais que compõem que a mistura e que influenciarão nos resultados dos ensaios de absorção, massa específica e granulometria, trabalho realizado por Lima (1999) explicam essa influência da composição. Sendo mais fácil entender o comportamento do resíduo de construção e demolição. Para a realização da composição do agregado foi necessário 10 Kg aproxi- madamente do material, sendo utilizado o material retido na peneira de 4,8 mm, sendo que a análise foi feita maneira visual. Foi utilizada apenas a fração graúda. 52 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas Massa Específica O ensaio de massa específica foi dividido em duas etapas, sendo ana- lisados os agregados passantes na peneira 4,8 mm e, posteriormente, os reti- dos nesta peneira. Massa Específica dos Agregados Miúdos A massa específica dos agregados miúdos, passante na peneira de malha 4,8 mm, foi realizada seguindo as recomendações da NBR 6508 (ABNT, 1984). Para o ensaio é necessário picnômetro calibrado, ou seja, que se conheça o peso do picnômetro em várias temperaturas. Dessa maneira, é colocada uma quantidade conhecida do material, posteriormente completa-se com água o picnômetro e pesa-seo conjunto, sendo possível obter a massa específica através da equação (1): (1) Sendo: δ=massa específica dos grãos do solo (g/cm3); M1 = massa do solo úmido (g); M2 = massa do conjunto picnômetro-solo-água, na temperatura T de ensaio de ensaio (g); M3 = massa do conjunto picnômetro-água, na temperatura T de ensaio de ensaio (g); H = umidade inicial da amostra (%); e δT = massa específica da água, na temperatura T de ensaio (g/cm3). De acordo com a norma NBR 6508 (ABNT, 1984) é necessária a realização de duas amostras, sendo que a diferença não pode ser maior que 0,02 g/cm3, os resultados deverão ser expressos g/cm3 ou Kg/m3. Massa Específica dos Agregados Graúdos Para a determinação da massa específica dos agregados retidos na peneira de 4,8 mm foi utilizada a NBR 6458 (ABNT, 1984). Foram preparados dez Kg aproximadamente do material e o agregado passante na peneira 4,8 mm foi descartado. Posteriormente, por método visual e tátil o material foi separado por grupos: cimentícios, telhas e tijolos, pisos e azulejos, britas e materiais indesejáveis, sendo logo após lavado. 53 ISBN 978-65-5360-841-2 - Vol. 1 - Ano 2025 - www.editoracientifica.com.br A massa específica do agregado graúdo é realizada através de uma pesa- gem hidrostática, sendo pesado por grupo em uma cesta metálica grande conec- tada à uma balança. Logo após, os materiais foram secos em estufa a 100º C por grupo e pesados, conhecendo sua massa específica através da equação (2): t (2) Sendo: δ = massa específica na condição saturada seca em, Kg/m3 ou g/cm3; Ms = massa do agregado seco em, Kg ou grama; Mi = massa do agregado imerso, Kg ou g; δt = densidade da água na temperatura do ensaio, obtida pela tabela anexa na NBR 6458 (ABNT, 1984); Após o cálculo da massa específica para cada grupo de material, com as porcentagens de cada grupo do material composto foi possível fazer uma média ponderada das massas específicas, sendo determinada a massa espe- cífica para cada grupo. Absorção Segundo Carneiro et al. (2001), o ensaio de absorção indica a quantidade de águaque o agregado é capaz de absorver, sendo essa uma das maiores diferenças entreo agregado natural e o reciclado. Para a realização do ensaio dos grãos retidos na peneira de 4,8 mm, foi utilizada a NBR 6458 (ABNT, 1984) a mesma para a determinação da massa específica. A absorção foi realizada em grupo por amostragens diferentes. Cada grupo foi deixado por 24 horas imersos em água, em seguida, os agregados foram secos por uma toalha e foram pesados cada grupo. Após esta etapa, os materiais foram levados para estufa a uma temperatura de 100º C e posterior- mente pesados, a equação (3) mostra como calcular a absorção: (3) Sendo: 𝒶 = absorção do agregado em, porcentagem; A = massa do agregado seco em, Kg ou grama; B = massa do agregado na condição saturada seca em, Kg ou g; 54 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas Conforme prescreve a norma do DNER ME 194/98 – determinação da massa específica por meio do frasco de chapmann. Granulometria A análise granulométrica foi de acordo com a NBR 7181 (ABNT, 1984), as granulometrias foram realizadas por peneiramento, com lavagem apenas peneira de 0,075 mm. O resultado do ensaio de granulometria, normalmente, é expresso através de uma curva granulométrica. No eixo das abscissas estão em escala logarít- micos sendo os diâmetros dos grãos, ou a abertura das peneiras, já no eixo das ordenadas fica as porcentagens passantes acumulada em cada peneira em análise. De acordo com a curva é possível classificar o material em mal graduado, bem graduado e uniforme (DNIT, 2006). Ensaio de Compactação- Índice de Suporte Califórnia O ensaio de compactação de solos tem por objetivo densificar, sendo assim, reduzir os vazios do material. Com este procedimento melhora-se propriedades, como resistência ao cisalhamento e diminui a deformabilidade. Além do que o aumento do contato entre os grãos torna o material mais estável (PINTO, 2000). O ensaio de compactação pode ser realizado com várias energias diferen- tes, sendo elas: normal, intermediária e modificada. Quanto maior for a energia aplicada, maior será a densidade máxima e menor será a umidade. A escolha da energia a ser aplicada está condicionada à execução em campo, neste trabalho foi utilizada a energia intermediária e modificada. RESULTADOS Composição Física Após o processo de separação e classificação visual, verificou-se que o gragado era composto por cinco grupos: cimentícios (concretos e argamassas), 55 ISBN 978-65-5360-841-2 - Vol. 1 - Ano 2025 - www.editoracientifica.com.br britas, telhas e tijolos (materiais cerâmicos), pisos e azulejos (materiais cerâ- micos) e resíduos indesejáveis. Desconsiderando a porcentagem passante na peneira 4,8 mm, foi determinada a porcentagem em massa de cada material constiuinte. A Figura 1 apresenta essa divisão para a amostra analisada. Figura 1 - Composição do RCD misto. Fonte: Autor (2018). Através da Figura 1 apresentada, é possível analisar que a maior concentra- ção é de materiais cimentícios (55,3%), seguindo de materiais cerâmicos (29,4%). Massa Específica Para a análise da massa específica, foram realizados ensaios em sepa- rados, os retidos e os passantes na peneira de 4,8 mm. Massa Específica dos Agregados Miúdos As massas específicas dos grãos passante na peneira de 4,8 mm são apresentadas na Tabela 1, a seguir. 56 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas Tabela 1 - Massa específica do agregado miúdo do RCD. Número de ensaio Massa específica (kg/m3) 1 2740 2 2750 Fonte: Autor (2018). Conforme a NBR 6508 (ABNT, 1984) afirma a diferença entre duas medi- das não pode ser maior que 0,02 g/cm3(20 kg/m3), sendo assim, os resulta- dos são aceitáveis. Segundo Pinto (2000), os valores de massa específica dos grãos ficam em torno de 2700 kg/m3, mostrando que os valores obtidos estão de acordo com a literatura técnica. Massa Específica dos Agregados Graúdos Este ensaio foi baseado na NBR 6458 (ABNT, 1984), determinando-se a massa específica para cada material constituinte do agregado. A Tabela 2 a seguir dos grãos retidos na peneira de 4,8 mm, dividida por grupo de material. Tabela 2 - Massa específica do agregado graúdo do RCD. Natureza do material Concentração (%) Massa específica (kg/m3) Cimentícios 55,3 2750 Britas 11,8 2710 Telhas/tijolos 15,9 2550 Pisos/azulejos 13,5 2500 Resíduos indesejáveis 3,5 2920 Fonte: Autor (2018). Através de uma média ponderada, considerando as concentrações apre- sentada na Tabela 2, foi possível obter a massa específica do conjunto, sendo o valor de 2690 kg/m3. 57 ISBN 978-65-5360-841-2 - Vol. 1 - Ano 2025 - www.editoracientifica.com.br Absorção O ensaio de absorção de agregado foi baseado na NBR 6458 (ABNT, 1984), sendo analisada cada absorção do material em separado. A Tabela 3 apresenta os valores encontrados. Tabela 3 - Absorção do RCD. Natureza do material Concentração (%) Absorção (%) Cimentícios 55,3 11,5 Britas 11,8 3,8 Telhas/tijolos 15,9 20,7 Pisos/azulejos 13,5 11,1 Resíduos indesejáveis 3,5 18,4 Fonte: Autor (2018). Analisando a Tabela 3 verifica-se a grande diferença de absorção entre os materiais constituintes do agregado reciclado. Materiais cerâmicos, como telhas e tijolos, apresentam absorção muito elevada, quando comparadas com as britas. Este fato evidencia a necessidade do ensaio por grupo, ou seja, dos cons- tituintes do material, pois quanto maior a quantidade de materiais cerâmicos, por exemplo, mais poroso é o material. Através de uma média ponderada das porcentagens dos grupos do material, obtevese a média de absorção, sendo de 12,2%. Granulometria Para determinação da granulometria da amostra do material foi utilizada a NBR 7181 (ABNT, 1984). Sendo selecionada uma amostra acondicionada em laboratório e foi lavado o material retido na peneira 0,075mm. A Figura 2, a seguir, descreve a curva granulométrica.58 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas Figura 2 - Curva granulométrica do RCD. Fonte: Autor (2018). Pela figura 2 é possível verificar que o agregado em estudo se enquadra na Faixa B do Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraes- trutura de Transportes (DNIT, 2006). Ensaio de Compactação - Índice de Suporte Califórnia A Tabela 4 apresenta os resultados de Índice de Suporte Califórnia obtidos para o agregado reciclado compactado na energia intermediária e modificada após quatro dias de imersão em água. 59 ISBN 978-65-5360-841-2 - Vol. 1 - Ano 2025 - www.editoracientifica.com.br Tabela 4 - Índice de Suporte Califórnia (ISC). Natureza do material ISC (%) ISC médion(%) Desvio padrão (%) Coeficiente de variação (%) 63 Intermediária 64 73 14 19 72 94 Modificada 81 117 26 22 121 124 143 Fonte: Autor (2018). As médias dos índices de suporte para a energia intermediária e modifi- cada foram 73% e 117%, respectivamente. No entanto, os dados apresentaram-se muito dispersivos, em função da heterogeneidade do agregado reciclado e também dos erros inerentes ao ensaio. Além disso, a granulometria do agregado reciclado em estudo possui uma quantidade considerável de pedregulho, o que influencia na repetibilidade do ensaio. Caso um agregado fique embaixo do pistão, penetração será dificul- tada, implicando em valores altos de ISC. Esse fato é explicado no trabalho de Pinto (1964). DISCUSSÃO E CONCLUSÃO Por meio do estudo laboratorial foi possível ver que o agregado em análise trata-se de material misto. O ensaio de composição do Resíduo de construção e demolição (RCD) mostrou ser muito importante, pois influencia nas propriedades físicas e quí- micas do agregado. Os resultados da massa específica mostraram muito variáveis do agre- gado misto, sendo maior o valor de massa específica dos materiais passantes na peneira de 4,8 mm em relação aos materiais retidos nesta mesma peneira. Através dos resultados foi possível perceber que a absorção também depende da composição do material, ficando claro que quanto maior a porcen- tagem de materiais cerâmicos maior será a absorção do conjunto do agregado 60 Inovações em Materiais, Construção Verde e Tecnologias Construtivas e menor a massa específica, sendo que esses parâmetros interferem na com- pactação do agregado. Outro fator determinante para a determinação física e mecânica do RCD foi a energia de compactação. Sendo que à medida que é aplicada maior energia há alteração na granulometria original do agregado, tendo como resultado maior quantidade de finos, o que leva a basear a análise granulométrica não só na granulometria original. Outro aspecto que foi possível perceber é que quando a energia modificada foi aplicada o agregado reciclado teve comportamento semelhante à brita. REFERÊNCIAS ÂNGULO, S. C.; KAHN, H.; JOHN, V. M.; ULSEN, C. (2003). Metodologia de caracterização de resíduos de construção e demolição. 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