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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ANÁLISE DA VIABILIDADE DO USO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL PARA A PRODUÇÃO DE CONCRETO CELULAR NÃO AUTOCLAVADO

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

Vinícius Del Fabro

Santa Maria, RS, Brasil

Agosto/2014

3

ANÁLISE DA VIABILIDADE DO USO DE RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL PARA A PRODUÇÃO DE CONCRETO

CELULAR NÃO AUTOCLAVADO

Vinícius Del Fabro

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Santa Maria como

requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

PROFESSOR ORIENTADOR: DR. JOSÉ MARIO DOLEYS SOARES.

Santa Maria,RS,Brasil Agosto/2014

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Universidade Federal de Santa Maria

Centro de Tecnologia

Curso de Engenharia Civil

A comissão examinadora, abaixo assinada, aprova o Trabalho de Conclusão de Curso



Elaborado por Vinícius Del Fabro

Como requisito parcial para obtenção do grau de

Engenheiro Civil

Comissão Examinadora

_______________________________________

José Mario Doleys Soares, Dr. (Presidente/Orientador)

_______________________________________

Gihad Mohamad

_______________________________________

Joaquim Cesar Pizzuti dos Santos

Santa Maria, 19 de agosto de 2014

5

Agradeço ao Professor Orientador Dr. José Mario Doleys Soares pela oportunidade apoio e tempo dedicado a este trabalho, a minha namorada Melissa Schmidt e amigos Cássio Brasil e Taiur Schumacher pelo apoio e auxílio no trabalho e laboratório.

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RESUMO

Trabalho de Conclusão de Curso

Curso de Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria



Autor: Vinícius Del Fabro

Orientador: Prof. José Mario Mario Doleys Soares

Data e Local da Defesa: Santa Maria, 19 de agosto de 2014

Nos últimos dez anos o governo brasileiro, tentando diminuir os índices de

pobreza no país, criou novos programas que auxiliam pessoas de baixa renda a ter

acesso à aquisição de moradia própria. Tanto condomínios verticais e horizontais

vêm sendo construídos em série para atender a demanda, respeitando os padrões

de moradias de interesse social. Além disso, todos os dias milhões toneladas de

resíduos de construção civil são produzidos no Brasil e, muitas vezes, não tem

destino adequado. Em uma busca por formas de facilitar e acelerar a construção de

moradias populares, visando o aumento da qualidade com baixo custo e uma

destinação adequada para os resíduos de construção, este trabalho visa estudar a

viabilidade do uso de resíduo de construção civil como agregado para a produção de

concreto celular não autoclavado. Neste trabalho foi realizada uma revisão

bibliográfica sobre o concreto celular, o pó de alumínio e sobre o resíduo de

construção civil. Através de ensaios de caracterização do resíduo foi comprovado

que a sua granulometria é adequada para o uso, porém através da moldagem de

corpos de prova com três diferentes tipos de traços e com o uso do cimento CP – IV

não resultou numa expansão e redução da massa específica esperada. Ao final

foram apresentadas possíveis soluções e novas pesquisas para o uso de resíduo de

construção civil como agregado para a produção de concreto celular.

Palavras-chave: Concreto Celular; Resíduo de Construção Civil; Pó de Alumínio.

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LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1: Blocos de concreto celular autoclavado .................................................. 15

Figura 2: Residencial Pedro Tenório ....................................................................... 17

Figura 3: Maquinário para Autoclavagem ............................................................... 18

Figura 4: Corte em parede de vedação .................................................................. 20

Figura 5: Fluxograma do processo de produção de pó de alumínio ...................... 21

Figura 6: Pó de Alumínio doado pela ALCOA® ..................................................... 32

Figura 7: Peneiramento do resíduo de construção civil ......................................... 33

Figura 8: Mesa de consistência (flow-table) ........................................................... 35

Figura 9: Argamassadeira utilizada ........................................................................ 36

Figura 10: Cura ao ar livre dos corpos de prova .................................................... 37

Figura 11: Curva Granulométrica do RCC ............................................................. 38

Figura 12: CP 27, A fragilidade durante a desmoldagem ...................................... 46

Figura 13: A heterogeneidade dos CP’s ................................................................. 47

Figura 14: Corpo de Prova 16 ................................................................................ 47

Figura 15: Fissuras horizontais ............................................................................... 48

8

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Influência do tipo de cura na resistência à compressão do BCCA ...........18

Tabela 2: Resistencia à compressão de Blocos de CCA ......................................... 19

Tabela 3: Propriedades típicas de concretos autoclavados .................................... 20

Tabela 4: Provável geração per capita de RCC em alguns municípios brasileiros .. 26

Tabela 5: Uso de resíduo de construção civil na pavimentação ............................. 27

Tabela 6: Usos prováveis para resíduo de construção civil .................................... 29

Tabela 7: Composição do Pó de Alumínio – adaptado ALCOA (2010) .................. 31

Tabela 8: Quantidade de material seco para o traço 1:0,2:2 .................................. 34

Tabela 9: Quantidade de material seco para o traço 1:0,2:3 .................................. 34

Tabela 10: Quantidade de material seco para o traço 1:0,2:4 ................................. 34

Tabela 11: Porcentagens de Material no RCC ......................................................... 39

Tabela 12: Resultados do ensaio de consistência do traço 1:0,2:0,3 ...................... 39

Tabela 13: Dados da moldagem e pós-moldagem do traço 1:0,2:2 ........................ 40

Tabela 14: Volume expandido e massa específica para o traço 1:0,2:2 .................. 41

Tabela 15: Resistência do traço 1:0,2:2 com diferentes umidades na idade de 28

dias .......................................................................................................................... 41

Tabela 16: Dados de moldagem e pós-moldagem do traço 1:0,2:3 ..................... 42

Tabela 17: Volume expandido e massa específica para o traço 1:0,2:3 ................ 43


dias ....................................................................................................................... 43

Tabela 19: Dados de moldagem e pós-moldagem do traço 1:0,2:4 ...................... 44

Tabela 20: Volume expandido e massa específica para o traço 1:0,2:4 ................ 45

9


dias ....................................................................................................................... 45

10

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 11

1.1 Justificativa ............................................................................................ 13

1.2 Objetivos ............................................................................................... 13

1.2.1 Objetivo Geral .......................................................................... 13

1.2.2 Objetivos Específicos ............................................................... 13

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................................... 15

2.1 Concreto Celular Autoclavado ............................................................... 15

2.2 Pó de Alumínio ....................................................................................... 21

2.3 Resíduo de Construção Civil ................................................................. 23

2.4 Trabalhos com concreto celular autoclavado ....................................... . 29

3. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................. 31

3.1 Materiais Utilizados ................................................................................ 31

3.2 Métodos ................................................................................................. 32

3.2.1 Caracterização do Resíduo ...................................................... 33

3.2.2 Moldagem e Cura dos Corpos de Prova .................................. 33

4. RESULTADOS E ANÁLISES ............................................................................. 38

4.1 Caracterização do Resíduo ................................................................... 38

4.2 Ensaio de Consistência (flow-table) ...................................................... 39

4.3 Análises dos Traços ............................................................................... 40

4.3.1 Traço 1:0,2:2 com 0,5% de pó de alumínio ............................. 40



4.3.4 Análise Geral ............................................................................ 46

CONCLUSÕES ...................................................................................................... 50

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................... 52

ANEXOS ................................................................................................................. 56

11

1 INTRODUÇÃO

Em pesquisa realizada pela Fundação João Pinheiro, a partir dos números do

CENSO 2010, em parceria com o Ministério das Cidades apontou um déficit de

habitação em todos os municípios brasileiros, num total de 6,940 milhões de

unidades (85% em área urbana), sendo que não foram contatas apenas a falta de

habitação, mas também as habitações com más condições de uso.

De acordo com dados da prefeitura de Santa Maria, divulgados em seu site,

em 2011, o município possui um déficit habitacional de 4805 famílias em situação de

coabitação,155 em domicílios improvisados e 212 em habitações rústicas. Além

disso, a inadequação habitacional chega a 27563 domicílios. Destes, 2.586 possuem

excesso de moradores, outros 6.458 estão em situação de inadequação fundiária,

14.506 com carência de infraestrutura e 3.923 não possuem unidade sanitária.

Nos últimos anos o governo tenta atenuar a situação com ações como o

PAC, Programa de Aceleração do Desenvolvimento, onde foi investido entre os anos

de 2011 a 2014 o montante de R$ 279 bilhões, sendo que, R$ 30,5 bilhões para

urbanização de assentamentos precários, R$ 72,5 bilhões para o programa Minha

Casa Minha Vida, R$ 175 bilhões para o financiamento habitacional realizado pelo

Sistema Brasileiro de Poupança e Empréstimo (SBPE), de acordo com dados

fornecidos pelo Governo. Em Santa Maria, 2000 pessoas, se inscreveram nesses

programas.

Visando a grande fatia de mercado devido aos novos programas

governamentais, as construtoras ganhadoras das licitações de projeto começaram a

estudar e adotar, quando possível, o uso de tecnologias que visam uma maior

produção no menor custo de tempo possível.

O bloco de concreto celular autoclavado apresenta qualidades fundamentais

não só para construções de conjuntos habitacionais, mas também para qualquer

obra em geral. De acordo com Mota (2001), a principal qualidade é a sua densidade

reduzida quando comparado com blocos tradicionais de mesmas dimensões, sendo

assim, a utilização de blocos muito maiores alavanca a produtividade e gera

economia na execução de fundações, uma vez que juntamente com a redução do

12

peso, as solicitações serão menores. Além de serem fáceis para cortar e escarificar,

auxiliando também na produção, como na compatibilização de projetos.

O peso reduzido deve-se à estrutura interna do bloco. Durante a sua

produção é inserido pó de alumínio, um aditivo incorporador de ar originado da

escória da produção de alumínio, que reage com o cálcio presente no cimento e na

cal liberando hidrogênio, formando dentro da estrutura bolhas de gás. Devido a esta

estrutura aerada o bloco de concreto celular apresenta grandes vantagens acústicas

e térmicas, como um bom isolamento sonoro e uma boa manutenção da

temperatura, também são resistentes a ciclos de gelo-degelo, logo são ideais para

regiões mais frias.

Sendo uma estrutura aerada menos resistente que uma estrutura

compactada, o bloco de concreto celular passa por uma cura em autoclave para

garantir resistências à compressão maiores, sendo possível usá-los como blocos

estruturais sem perder as características anteriormente citadas. Tal processo

necessita de máquinas em escala industrial, logo encarece o produto final, dessa

forma um bloco de concreto celular não autoclavado mantendo uma boa resistência

torna muito atrativo.

Além do cenário do déficit populacional, o mercado da construção civil esteve

muito aquecido na última década. De acordo com o SIDUSCON – SP o mercado

nacional de construção civil cresceu em torno de 2,8% em 2014. Com as facilidades

de créditos, tanto para empresas, como clientes, muitos investidores se aventuraram

no ramo imobiliário e de construção civil.

O aumento no número de obras não trouxe apenas benefícios, como novas

empresas, investimentos e capital girando, mas também problemas ambientais,

principalmente se tratando dos resíduos que tais obram originam.

Diferente dos anos 70 e 80, a responsabilidade ambiental é um assunto muito

em pauta atualmente, sendo que grande porcentagem dos resíduos sólidos gerados

nos centros urbanos são de origem da construção civil, sejam de obras, reformas ou

demolições.

O trabalho visa estudar a viabilidade o uso de resíduo de construção civil na

produção de concreto celular não autoclavado, levando em conta questões

13

ambientais e econômicas, para sua utilização nos programas governamentais contra

o déficit de habitação.

1.1 Justificativa

A escolha do tema se dá pelo concreto celular ser um material com muitas

propriedades positivas de desempenho, porém muito pouco aproveitado pela cena

atual da construção civil no Brasil. Suas qualidades como confortos acústico e

térmico e sua leveza ainda não garantem um custo benefício adequado para o uso

em larga escala deste material. Em uma pesquisa de mercado em diversas lojas

online foi encontrado que o bloco de dimensões 60x30x10 de concreto celular custa

em média 8,00 reais a unidade, em contrapartida um bloco de concreto convencional

de dimensões 19x19x40 custa cerca de 4,00 reais. A utilização do resíduo de

construção civil e o processo de fabricação com a ausência da etapa de

autoclavagem visa baratear o produto final o tornando ainda mais atrativo para o

uso.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo Geral

Este trabalho tem como objetivo geral estudar e analisar a viabilidade do uso

de resíduo de construção civil como agregado na produção de concreto celular não

autoclavado.

1.2.2 Objetivos Específicos

Fazer um levantamento bibliográfico sobre materiais que possam viabilizar a

fabricação do concreto celular não autoclavado com uso de resíduo de construção

civil.

Realizar ensaios para encontrar o melhor traço para o Concreto Celular não

autoclavado com uso de resíduo de construção civil como agregado.

14

Analisar os resultados encontrados para os diferentes traços e avaliar a

qualidade do produto final.

15

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo será realizada uma revisão bibliográfica sobre o concreto

celular autoclavado, sobre o pó de alumínio e sobre o resíduo de construção civil.

2.1 Concreto Celular Autoclavado

De acordo com a norma NBR 1348/1995 da Associação Brasileira de Normas

o concreto celular autoclavado é definido por:

“Concreto Celular Autoclavado é um concreto leve, obtido através de um

processo industrial, constituído por materiais calcáreos (cimento, cal ou

ambos) e materiais ricos em sílica, granulados finamente. Esta mistura é

expandida através da utilização de produtos formadores de gases, água e

aditivos, se for o caso, sendo submetidos à pressão e temperatura através

de vapor saturado. O concreto celular autoclavado contém células fechadas,

aeradas e uniformemente distribuídas”.

Segundo Petrucci (1979) concretos celulares ou aerados são obtidos pela

formação de gases ou espumas estáveis, aprisionadas no interior da massa,

apresentando massas específicas compreendidas entre 300 kg/m³ e 1200 kg/m³, de

ótimo comportamento como isolante térmico. A Figura 1 mostra alguns blocos de

concreto celular autoclavado de dimensões 60x30x10, junto com seus detalhes.

Figura 1: Blocos de concreto celular autoclavado.

16

Segundo Mota (2001) o concreto celular foi criado em meados de 1920 pelo

dinamarquês E.C.Bayer e aperfeiçoado pelo sueco Johan Axel Eriksson. Os

procedimentos criados por E.C Bayer consistiam em introduzir uma espuma ou

produtos químicos que causavam reações a fim de produzir outra espuma para a

inserção dos poros. O arquiteto Johan Axel Eriksson introduzia produtos químicos

que reagiam com a mistura do concreto causando uma liberação de gás, tal

processo é tido como padrão até hoje.

Atualmente, devido a não adaptação do sistema no Brasil que apesar de ter

inúmeras empresas grandes como a PRECON, Blocaus Pré-Fabricados Ltda,

Siporex e Sincal, o sistema ainda não é muito utilizado.

O engenheiro Luiz Francisco Teixeira Marcondes, diretor-técnico e comercial

da Blocaus Pré-Fabricados Ltda no BAUMA (2013), maior feira de equipamentos

internacionais do mundo que aconteceu em Frankfurt Alemanha, afirmou que:

“Estou convicto de que o mercado assumirá com muita rapidez esse processo

construtivo, por sua racionalidade, facilidade de corte e agilidade que dá à obra.”

Segundo a PRECON (2006) anualmente é produzido cerca de 144.000 m³ de

blocos de concreto celular no país (vedação e estrutural): 46,7% em São Paulo,

cerca de 23,3% em Minas Gerais, 10,1% em Santa Catarina, 6,3% no Rio de

Janeiro, 4,5% na Bahia e o restante distribuído entre Goiás, Paraná, Distrito Federal,

Espírito Santo, Rio Grande do Sul e Piauí.

Os blocos de concreto celular autoclavado têm sido utilizados em construção

de moradias populares. Um exemplo é o Residencial Pedro Tenório Raposo em

Murici, Alagoas, executado pela Construtora Telesil em 2012 onde das 2328

residências, 554 foram fabricadas com a utilização do bloco de concreto celular,

conforme visto na Figura 2. O sócio da Telesil, Osma Ramires em entrevista a ABCP

(Associação brasileira de Cimento Portland) afirmou:

“Ficaram evidentes as vantagens de se utilizar paredes de concreto celular

(...) entendemos que essa será a realidade técnica do mercado imobiliário em

Alagoas para este padrão de construção”.

17

Figura 2: Residencial Pedro Tenório.

O traço do concreto celular autoclavado consiste numa proporção de cimento,

agregado fino, cal, água e um agente expansor, normalmente pó de alumínio ou

escoria de pó de alumínio.

A cura do concreto celular ocorre após a expansão e esta pode ser ao ar

livre ou pelo processo de autoclave. O processo de autoclave tem como função

obter maiores valores de resistência à compressão quando comparados com os

valores encontrados durante a cura ao ar livre.

De acordo com Neville (1997) a autoclave é uma cura com vapor a alta

pressão que resulta em resistências maiores, porém necessita de uma produção

industrial. A duração do processo é de cerca de cinco horas e a temperatura varia

entre 150°C e 160°C com pressões também variando de 6 a 12 kgf/cm². Um dos

cuidados da cura com autoclave é não usar uma velocidade de aquecimento muito

alta, pois a mesma pode gerar uma interferência no processo da pega e do

endurecimento.

Usualmente, aquece-se gradativamente até a temperatura máxima de 182

°C, correspondendo a uma pressão de 1 MPa durante um período de três horas.

Durante 5 a 8 horas mantém-se a temperatura em 182 °C e, após, reduz-se a

pressão em 20 a 30 minutos. Uma redução rápida acelera a secagem do concreto,

reduzindo a retração em obra. Um período de cura mais longo a uma temperatura

mais baixa resulta uma resistência ótima mais alta do que temperaturas mais altas

18

Cura ao ar Cura em autoclave

400 - 1,5

600 - 4,5

800 2 -

1000 3,5 15

1200 5 -

1400 7 -

Massa Específica

(Kg/m³)

Resistência à compressão(Mpa)

e períodos mais curtos (NEVILLE, 1997). Na Figura 3 observam-se os tanques

onde são colocados os blocos de concreto para a realização da autoclavagem.

Figura 3: Maquinário para Autoclavagem.

Petrucci (1978) afirmou que a melhoria da resistência se dá devido à reação

da cal com sílica, gerando silicatos. Para Neville (1997) após o processo e as

devidas reações a relação Ca/ (Al+Si) é aproximadamente 0,8; logo restando um

resquício de sílica sem reagir. A Tabela 1 faz um comparativo de resistências à

compressão entre os tipos de cura:

Tabela 1: Influência do tipo de cura na resistência à compressão do BCCA - (TESUKA,

1989 apud MOTA 2001).

Segundo a norma NBR 13438/1995 os blocos de concreto celular devem ter

formato de paralelepípedo com espessura mínima de 75 mm, altura mínima de 200

mm e comprimento mínimo de 200 mm, podendo ser modulados de 25 em 25 mm e

19

com intervalo de tolerância para mais ou menos 3 mm, porém se for pertinente outra

configuração que o fabricante e a parte interessada estejam de acordo poderá ter

uma exceção a essas medidas, caracterizando blocos de concreto celular especiais.

O processo de produção dos blocos de concreto celular autoclavado

influencia diretamente sua densidade final, pois conforme o tipo e a dosagem dos

constituintes pode-se obter diversas densidades. A densidade é a principal

característica dos blocos de concreto celular autoclavado, pois influencia a maior

parte de suas propriedades (MOTA,2001).

Os blocos tem função de vedação, estrutural e preenchimento de lajes, e

deve respeitar as resistências à compressão indicadas na norma NBR 13438/1995

indicadas na Tabela 2.

Tabela 2: Resistência à compressão de Blocos de CCA – NBR 13438/1995.

A resistência tende a baixar com a diminuição da densidade, enquanto que a

condutibilidade térmica tende a aumentar com a mesma (MOTA,2001).

Outro destaque vai para função de vedação. O bloco de concreto celular

apresenta baixo peso específico e dimensões mais avantajadas o que implica em

uma redução no peso da obra, que acarreta cargas menores na fundação, gerando

uma economia nas fundações. Além disso, o bloco de concreto celular autoclavado

também contribui para uma melhor trabalhabilidade e produção, principalmente

quando compatibilizados com projetos elétricos e hidrosanitários, por ser facilmente

perfurados e escarificados. Os blocos podem ser cortados com serrote que

proporciona um melhor corte evitando desperdício de material e melhor

aproveitamento do uso de argamassa para assentamento. A Figura 4 demonstra

como ficam as esperas para tubulações em paredes de concreto celular

autoclavado.

20

Figura 4: Corte em parede de vedação.

Na questão térmica e acústica o bloco de concreto celular apresenta um bom

desempenho devido a sua estrutura interna. A Tabela 3 faz um comparativo entre as

diferentes características do bloco e sua condutividade térmica.

Tabela 3: Propriedades típicas de concretos autoclavados – NEVILLE (1997).

Para Neville (1997) a permeabilidade dos concretos autoclavados aerados

diminui bastante de acordo com a umidade, mas mesmo quando o concreto está

seco, logo a permeabilidade a baixas pressões é desprezível como as que são

geradas pelo vento. Outra vantagem é que os concretos celulares possuem boa

21

resistência ao congelamento e ao degelo devido a não ascensão dos capilares de

água.

Por possuir uma elevada relação água/cimento o concreto celular apresenta

elevada retração. Segundo Petrucci (1978) a variação dimensional é de 0,15%, ou

1,5 mm/m podendo atingir 3,5 mm/m nos primeiros meses. De acordo com Mota

(2001) para evitar a retração na secagem deve-se evitar a molhagem dos blocos

quando forem usados, pois o mesmo tem alto poder de absorção.

O bloco de concreto celular autoclavado é incombustível e oferece resistência

ao fogo maior que os blocos cerâmicos convencionais. Segundo Ripper (1995), uma

parede de 10 cm de concreto celular equivale a uma de 25 cm de bloco cerâmico ou

a 30 cm de bloco de concreto.

2.2 Pó de Alumínio

O pó de alumínio é um aditivo incorporador de ar. De acordo com a norma

NBR 11768/2011, aditivos incorporadores de ar são usados para produzir, em

argamassas e concretos, um sistema de bolhas de ar microscópicas que seja

estável e uniforme. O pó de alumínio é produzido a partir do processo de atomização

do metal de alumínio primário líquido, como indica a Figura 5.

Figura 5: Fluxograma do processo de produção de pó de alumínio.

22

Dentre as vantagens do uso deste tipo de aditivo esta em provir uma

resistência maior em ciclos de gelo-degelo, por isso seu uso está muito ligado ao

concreto usado em rodovias americanas e europeias. No Brasil uso está mais

relacionada à produção de concreto leve, como o concreto celular autoclavado e o

concreto celular espumoso.

O aditivo incorporador de ar que é o responsável por melhorar o

comportamento térmico-acústico e a trabalhabilidade em concretos celulares.

Segundo Mansur e Mansur (2006), o alumínio metálico reage com as

hidroxilas (OH) livres em solução produzindo o gás hidrogênio (H2). Esta reação

produz as bolhas de gás que causam o inchamento da mistura:

O cálcio também reage com a presença de alumínio:

Logo, nesta primeira etapa apresenta duas ocorrências, a reação da

extinção de cal e a geração de gases de hidrogênio.

Segundo Petrucci (1978), o pó de alumínio usado na fabricação de concreto

celular autoclavado deve ser muito fino, com diâmetro máximo de 1,2 mm, onde

80% deve passar na peneira com abertura 0,3mm, peneira n°200 (superfície de

Blaine – 4600 a 6000 cm²/g).

Cerca de 1 grama de pó de alumínio pode gerar 615 cm³ de gás e 1 grama de

passando na peneira 0,3 mm pode gerar 16 cm³ de gás. Usualmente se usa 0,2% a

0,5% do peso de cimento no traço, sendo que, com diferentes quantidades de pó de

alumínio, verifica-se uma variação da massa específica para determinado traço.

Para determinar exatamente a quantidade de pó de alumínio usada para um

traço mais econômico, deve-se levar em conta a massa específica e a resistência

que se pretende atingir. Sendo um traço em peso 1: k: m: x (cimento: cal: agregado:

água) o consumo de concreto será:

23

Onde é a massa específica aparente obtida e as quantidades de

agregado, cal e água por metro cúbico serão:

;

Caso não seja usado cal, basta fazer . Exemplificando, para um concreto

de massa específica igual a 720 kg/m³, com o traço 1:3 o consumo de cimento pela

equação será de 180 kg/m³ e adotando 0,2% do peso de cimento igual à quantidade

de pó, resultará em 360g de pó de alumínio.

O pó de alumínio também é utilizado para:

Uso químico: antiperspirantes, reagentes químicos, coagulantes, resinas

epóxi, tratamentos de aguas (PAC);

Pigmentos para tintas metálicas;

Películas para células fotovoltaicas;

Uso em refratários: o pó de alumínio é usado para conservar o carbono

aumentando a vida útil do refratário;

Aluminotermia;

Explosivos;

Propelentes para foguetes;

2.3 Resíduo de Construção Civil

O resíduo de construção civil tem grande contribuição no impacto ambiental.

Resíduos de construção e demolição são resíduos sólidos não

contaminados, provenientes da construção, reforma, reparos e demolição

de estruturas e estradas, e resíduos sólidos não contaminados de

vegetação, resultantes da limpeza e escavação de solos. Como resíduos,

incluem-se, mas não se limitam, blocos, concreto e outros materiais de

24

alvenaria, solo, rocha, madeira, forros, argamassa, gesso, encanamentos,

telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos que não camuflem outros

resíduos, fiação elétrica equipamentos que não contenham líquidos

perigosos e metais que estiverem num dos itens acima. BYOCICLE apud

ZORDAN (1997).

O resíduo de construção civil é um dos resíduos mais heterogêneos dentre os

resíduos industriais, uma vez que durante qualquer obra a diversidade de materiais

é enorme, como britas, areais, materiais cerâmicos, argamassas, concretos,

madeiras, metais, plásticos, pedras, tijolos, tintas e gesso, ou seja, características

químicas e físicas, dependeram do tipo de material que constitui tal resíduo. Outro

fator que colabora para heterogeneidade do resíduo é a método construtivo

empregado devido à cultura local. Países como Estados Unidos e Japão geram mais

madeira, plásticos e papel na construção, do que países em desenvolvimento como

o Brasil, que para uma obra com a mesma função, gera muito resíduo de concreto,

argamassa, e blocos. Segundo Zordan (1997), pelo resíduo ser tão heterogêneo, é

praticamente inviável separar seus elementos constituintes.

Todas as etapas de uma obra contribuem para a geração de resíduo, seja o

solo proveniente de escavações, blocos cerâmicos devido a aberturas e rasgos para

instalações de sistemas hidráulicos, madeiras de obras temporárias, concretos

devido ao consumo superdimensionado. Um bom planejamento evita desperdícios

de materiais garantindo uma maior economia.

Estima-se que até 10% de todo o material entregue no canteiro de obras é

desperdiçado devido à compra em excesso, deficiência no processo de

construção, imprecisões ou omissões na elaboração e execução dos

projetos, perdas no transporte e armazenamento. Mais de 90% desses

resíduos podem ser reciclados e reutilizados. (CIOCHI, 2003)

De acordo com a resolução do CONAMA n° 307 os resíduos de construção

civil representam um significativo percentual dos resíduos gerados em áreas

urbanas e que a responsabilidade do destino adequado é da pessoa física, jurídica

que os gerou.

Também, de acordo com a resolução do CONAMA n° 307, os resíduos de

construção podem ser divididos em 4 classes, conforme o potencial de reciclagem:

25

Classe A: são resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais

como:

a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras

obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem;

b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações;

componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.),

argamassa e concreto;

c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em

concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras;

Classe B: são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como:

plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras e gesso.

Classe C: são resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou

aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem ou

recuperação.

Classe D: são resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais

como tintas, solventes, óleos e outros ou aqueles contaminados ou

prejudiciais à saúde oriundos de demolições, reformas e reparos de clinicas

radiológicas, instalações industriais e outros, bem como telhas e demais

objetos e materiais que contenham amianto ou outros produtos nocivos à

saúde.

Essa classificação visa auxiliar o gerador do resíduo sobre a maneira

adequada de reciclar e/ou destinar o resíduo.

De acordo com Pinto (2005) a geração de RCC vem de 75% de obras

informais, não licenciadas, enquanto de 15 a 30% de obras formais, licenciadas pelo

poder público, o que representa aproximadamente de 41 a 75% dos resíduos sólidos

urbanos. Xavier & Rocha (2001) apud Tadeu (2007) levantaram os seguintes dados

sobre a geração do RCC, descritos na Tabela 4.

26

Tabela 4: Provável geração per capita de RCC em alguns municípios brasileiros - XAVIER &

ROCHA (2001).

Município População Geração de RRC

(t/dia) Geração de RCC Per Capta

(kg/hab. Dia)

Santo André – SP 625.564 1.013 1,61

São José do Ribeirão Preto – SP 323.627 687 2,12

São José dos Campos – SP 486.467 733 1,51

Ribeirão Preto – SP 456.252 1.043 2,29

Jundiaí – SP 293.373 712 2,43

Vitória da Conquista – BA 242.155 310 1,28

Campinas – SP 850.000 1.258 1,48

Salvador – BA 2.211.539 1.453 0,66

Florianópolis – SC 285.281 636,12 2,23

Segundo Tadeu (2007) em Santa Maria – RS tem uma geração de 127 t/dia

sendo 0,56 kg/hab.dia para o ano de 2004.

Visando uma diminuição do impacto ambiental e econômico é possível

reciclar/reutilizar o resíduo de construção civil. Segundo Cassa (2001) a

reciclagem/reutilização pode ser dividida de duas formas:

Primária: o resíduo é utilizado dentro do próprio processo que ele foi

originado. Muito utilizado para aços e vidros, porém muitas vezes a técnica é

economicamente inviável.

Secundária: o resíduo é utilizado em outro processo produtivo, diverso

daquele que o originou, apresenta inúmeras possibilidades, particularmente

no macro complexo da construção civil.

Como dito anteriormente o resíduo de construção civil é um material

heterogêneo, logo suas características dependem do tipo de material que ele é

constituído. Conforme sua característica o resíduo de construção civil pode ter

diferentes usos na reciclagem.

De acordo com Zordan (2006), quanto mais o resíduo precisar ser trabalhado

para o uso, maior será a inviabilidade de seu uso.

27

A aplicação mais simples para o uso de resíduo é na pavimentação, em

reforços de subleito, na sub-base ou no próprio pavimento, como demostra a Tabela

5.

Tabela 5: Uso de resíduo de construção civil na pavimentação, OFFERMAN (1987) apud

ZORDAN (2006).

28

Outra aplicação é como agregado para traços de concreto. A NBR

15116/2004 define:

Concreto de cimento Portland sem função estrutural, com agregado reciclado:

Material destinado a usos como enchimento, contra piso, calçadas, e

fabricação de artefatos não estruturais, como blocos de vedação, meio-fio

(guias), sarjetas, canaletas, mourões, e placas de muro. Estas utilizações em

geral implicam o uso de concretos de classe de resistências C10 e C15 da

ANBT NBR8953.

Agregado de resíduo de concreto (ARC): É o agregado reciclado obtido do

beneficiamento de resíduo pertencente à Classe A, composto na sua fração

graúda, de no mínimo de 90% em massa de fragmentos à base de cimento

Portland e rochas. Sua composição dever ser determinada conforme Anexo A

e atender aos requisitos de aplicações específicas.

Agregado de resíduo misto (ARM): É o agregado reciclado obtido do

beneficiamento de resíduo Classe A, composto na sua fração graúda com

menos de 90% em massa de fragmentos à base de cimento Portland e

rochas. Sua composição deve ser determinada conforme anexo A e atender

aos requisitos das aplicações específicas.

Segundo Zordan (2006) a substituição de 100% de agregado por agregado

reciclado diminuiu a resistência na ordem de apenas 10 a 20%, tornando-o viável

para o uso.

A revista Téchne (2006) resumiu bem as prováveis aplicações para o uso de

resíduo de construção civil, conforme a Tabela 6.

29

Tabela 6: Usos prováveis para resíduo de construção civil.

Produto Características Uso

recomendado

Areia reciclada

Material com dimensão máxima

característica inferior a 4,8 mm,

isento de impurezas,

proveniente da reciclagem de

concreto e blocos de concreto.

Argamassas de assentamento de

alvenaria de vedação, contra

pisos, solo-cimento, blocos e

tijolos de vedação.

Pedrisco reciclado

Material com dimensão máxima característica de

6,3 mm, isento de impurezas,



Fabricação de artefatos de

concreto, como blocos de

vedação, pisos intertravados, manilhas de esgoto, entre

outros.

Brita reciclada


característica inferior a 39 mm,




Fabricação de concretos não estruturais e

obras de drenagens.

Bica corrida

Material proveniente da reciclagem de resíduos da

construção civil, livre de impurezas,

com dimensão máxima

característica de 63 mm (ou a critério

do cliente).

Obras de base e sub-base de pavimentos,

reforço e subleito de pavimentos,

além de regularização de

vias não pavimentadas, aterros e acerto topográfico de

terrenos.

30

Continuação Tabela 6: Usos prováveis para resíduo de construção civil.

Produto Características Uso

recomendado

Rachão


característica inferior a 150 mm,




Obras de pavimentação, drenagens e

terraplenagem

De acordo com Ciocchi (2003), é possível substituir 25% do agregado por

agregados reciclados sem alterar propriedades mecânicas, desde que respeitadas

normas e limitações técnicas.

2.4 Trabalhos com concreto celular autoclavado

Ishikawa no ano de 2006 publicou um trabalho titulado “Utilização do Resíduo

de Britagem de Rocha e de Pó de Alumínio Reciclado na Produção de Concreto

Celular”. Os dados deste trabalho foram utilizados como base para este, uma vez

que, os resultados de Ishikawa foram positivos. Ishikawa utilizou resíduo de britagem

de rocha como agregado e o pó de alumínio como agente expansor e realizou a cura

de seus corpos de prova ao ar livre. O resultado final foi uma redução de 25% da

massa específica dos corpos de prova e resistência variando de 11 Mpa a 4,6 MPa,

valores maiores que o especificado em norma, que é 4,5 MPa.

Ferraz em 2011, na sua tese de mestrado titulada “Comparação dos Sistemas

de Alvenaria de Vedação: Bloco de Concreto Celular Autoclavado x Bloco

Cerâmico”, realizou um comparativo de resistência com utilização de prismas com

tipos de argamassas diferentes e concluiu que os blocos de concreto celular

atenderam aos critérios normativos quanto à densidade de massa aparente seca e à

resistência à compressão. Na comparação com os blocos cerâmicos encontrou que

a resistência do bloco de concreto celular foi maior que a do bloco cerâmico.

31

Especificação Resultado

Al (%) Min 99,7 99,8

Fe(%) Máx 0,25 0,13

Si(%) Máx 0,15 0,09

Outros Metais (%) Máx 0,15 0,03

Parâmetros / Características da

Especificação

Valor Numérico

3. MATERIAIS E MÉTODOS

Neste capítulo serão apresentados todos os materiais utilizados assim como

os métodos de caracterização para os mesmos. Também serão detalhados os

métodos de ensaio dos corpos de prova.

3.1 Materiais Utilizados

Os materiais utilizados nos ensaios foram:

a) Cimento

Foi utilizado um Cimento Portland CP IV - 32 da Cimpor ®. De acordo com a

NBR 5736/1991, o cimento portland CP IV é caracterizado por possuir aglomerante

hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland com materiais

pozolânicos, moídos em conjunto ou separados. A sua composição para a classe de

resistência 32 é de 85-45% de clínquer sulfato de cálcio, 15-50% de material

pozolânico e 0-5% de material carbonático.

b) Resíduo de Construção Civil.

O resíduo de construção civil utilizado é proveniente da britagem de resíduos

de alvenarias. O material foi doado pela empresa GR2 Gestão de Resíduos de

Santa Maria - RS.

c) Pó de alumínio

O pó de alumínio foi doado pela empresa Alcoa ®. De acordo com a Alcoa o

pó de alumínio é um sólido inflamável, tanto no estado puro, quanto misturado com

água onde ocorre a liberação de gás hidrogênio. Por se tratar de um produto fino, ao

ser inalado, provoca irritações no trato respiratório, logo para seu adequado

manuseio deverá ter como o uso obrigatório de luvas e máscaras. A composição do

pó de alumínio está descrita na Tabela 7.

Tabela 7: Composição do Pó de Alumínio – adaptado ALCOA (2010)

32

O pó tem cor de prateado a cinza, com massa específica entre 0,9 – 1,1

g/cm³. A Figura 6 ilustra o recipiente no qual foi entregado o pó de alumínio utilizado.

Figura 6: Pó de Alumínio doado pela ALCOA®.

d) Cal

Foi utilizada Cal Hidratada da marca Procal®. Cal é um aglomerante

proveniente da calcinação de rochas calcárias. Quando adicionada água no

processo de produção da cal é obtida a cal hidratada.

e) Água Potável

Foi utilizada a água do próprio sistema de abastecimento do Laboratório de

Materiais de Construção Civil (LMCC) da Universidade Federal de Santa Maria. A

água apresentou temperatura média de 22° C.

3.2 Métodos

A seguir serão descritos todos os métodos e ensaios realizados durante o

trabalho.

33

3.2.1 Caracterização do Resíduo

Para a caracterização do resíduo foi realizado o ensaio granulométrico de

acordo com NBR 7181/1984 para ter dados referentes ao tamanho dos grãos. A

Figura 7 mostra o peneiramento e os diferentes tamanhos dos grãos encontrados.

Figura 7: Peneiramento do resíduo de construção civil.

Também foi realizado o ensaio de picnômetro para determinar o peso

específico dos sólidos conforme a norma NBR 6508/1984. Para os limites físicos,

limite de liquidez e limite de plasticidade, foram consultadas as normas NBR

6459/1984 e NBR 7180/1984 respectivamente.

De acordo com os resultados encontrados foi adotada para a moldagem dos

corpos de prova uma fração mais fina do resíduo. Foram utilizados apenas grãos

que passaram 100% na peneira 1,2mm e 50% passante na 0,3 mm.

3.2.2 Moldagem e cura dos Corpos de Prova

Os traços moldados foram 1:0,2:2; 1:0,2:3; 1;0,2:4 (cimento : cal : resíduo),

segundo Ishikawa (2006) a melhor porcentagem de uso de pó de alumio é 0,5% do

peso de cimento utilizado no traço. As quantidade de material seco utilizados para

34

330 66 660 1,65

330 66 660 1,65

330 66 660 1,65

Cimento

(g)Resíduo (g)Cal (g)

Pó de

alumínio

(g)

Traço 1:0,2:2 com 0,5% de pó de alumínio

250 50 750 1,25

250 50 750 1,25

250 50 750 1,25

Cimento

(g)Resíduo (g)Cal (g)

Pó de

alumínio

(g)


200 40 800 1

200 40 800 1

200 40 800 1

Cal (g) Resíduo (g)

Pó de

alumínio

(g)


Cimento

(g)

os traços 1:0,2:2; 1:0,2:3 e 1:0,2,4 estão representadas nas Tabelas 8 a 10

respectivamente. Foram moldados 3 corpos para 3 diferentes índices de umidade

para cada traço, totalizando 27 corpos de prova.

Tabela 8: Quantidade de material seco para o traço 1:0,2:2.



A quantidade de água utilizada foi calculada segundo o ensaio de

consistência, NBR 7215/1997 e a resistência dos corpos de prova foram verificadas

na idade de 28 dias.

35

a) Ensaio de Consistência

O primeiro ensaio realizado com os traços foi para a determinação do índice

de consistência normal. Segundo Ishikawa (2006) a trabalhabilidade mais adequada

para o concreto celular misturado com areia é de 270 ± 20 mm, medidas na mesa de

consistência.

A mesa de consistência pela NBR 7215/1997 é uma mesa horizontal lisa

plana de metal não corrosível com uma haste fixada em seu centro que se desloca

ascendentemente 12,5 ± 0,2 mm e cai logo em seguida, sendo conveniente todo o

aparato ser fixado em um bloco de concreto. Na Figura 8 observa-se a mesa de

consistência usada.

Figura 8: Mesa de consistência (flow-table).

Para a preparação da mesa, lubrifica - se a superfície com um óleo mineral, a

massa foi preparada seguindo a NBR 7215/1997, que será descrita a seguir. A

massa foi colocada no centro da mesa, dentro de um tronco cônico de metal em três

camadas de mesma altura com golpes de 15, 10 e 5 respectivamente entre elas,

distribuídas homogeneamente.

Com o fim do enchimento, o tronco cônico foi retirado verticalmente com

muito cuidado, imediatamente com o uso da manivela, a mesa sofreu trinta quedas

em trinta segundos.

36

O índice de consistência é a média aritmética de dois diâmetros medidos

ortogonalmente em milímetros através do uso de um paquímetro. Foi adotado como

padrão a umidade necessária no traço 1:0,2:3.

b) Moldagem e Cura.

Após o ensaio de mesa de consistência iniciou-se a preparação dos corpos

de prova seguindo a NBR 7215/1997. Primeiramente foi adicionada a parte de água

potável e na temperatura de mais ou menos 23°C na cuba da máquina, em seguida

foi misturado o pó de alumínio e o cimento CP IV, em um saco plástico fechado para

evitar qualquer tipo de nuvem de poeira. Com a água dentro da cuba, a máquina foi

ligada na velocidade lenta e o conteúdo do saco plástico foi misturado aos poucos,

num tempo total de trinta segundos. Após este tempo foi adicionado o resíduo de

construção civil gradualmente em trinta segundos, em seguida a velocidade de

mistura da máquina passou de lenta para rápida durante trinta segundos.

Imediatamente após o término, a máquina foi desligada durante um minuto e trinta

segundos. Durante os segundos iniciais, com auxílio de uma espátula, é retirada a

massa aderida nas laterais da cuba, o restante do tempo a cuba permaneceu em

repouso coberta com um pano úmido para evitar o escape de umidade. Após a

pausa a máquina foi religada em velocidade alta durante um minuto, com o final

deste minuto, a etapa de mistura se encerra e logo em seguida a massa deve ser

moldada conforme indicações da norma. A Figura 9 demonstra a máquina utilizada

em todo o procedimento

.

Figura 9: Argamassadeira utilizada.

37

Os moldes são de metal não corrosível de base rosqueável com diâmetro

interno de 50 ± 0,1 mm e altura 100 ± 0,2 mm. Todos os moldes foram lubrificados

com óleo mineral, em seguida a massa foi colocada em quatro camadas de alturas

mais ou menos semelhantes e entre elas com o auxílio de um soquete foram

desferidos trinta golpes e ao final o molde foi rasado através do uso de uma régua.

A cura foi feita ao ar livre no ambiente do laboratório e após vinte e quatro

horas foram coletados dados como peso, altura e diâmetro. A Figura 10 mostra o

resultado final da moldagem. As dimensões e o peso foram medidos com uso de

paquímetro e balança digitais, imediatamente após a moldagem e 24 horas depois.

Figura 10: Cura ao ar livre dos corpos de prova.

c) Resistência à compressão

Os corpos de prova foram ensaiados na idade de 28 dias na prensa hidráulica

do Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC) da Universidade Federal de

Santa Maria. Devido à expansão dos corpos de prova, eles tiveram que ser serrados

para o encaixe na prensa.

38

4. RESULTADOS E ANÁLISES

Neste capítulo serão abordados todos os resultados dos ensaios de

caracterização do resíduo, de consistência da massa, da expansão e resistência dos

corpos de prova há 28 dias.

4.1 Caracterização do Resíduo

O peso específico dos sólidos do resíduo de construção civil encontrado foi

26,51 kN/m³. O resíduo é não plástico e não líquido e não apresentou contração. A

Figura 11 mostra a curva granulométrica encontrada e a Tabela 11 as porcentagens

dos grãos encontrados no resíduo. Os detalhes de cada ensaio são apresentados

nos anexos.

Figura 11: Curva Granulométrica do RCC.

39

Material Porcentagens

Areia Média 25%

Areia Fina 24%

Areia grossa 21%

Pedregulho 14%

Silte 12%

Argila 4%

Tabela 11: Porcentagens de Material no RCC.

O resíduo de construção civil utilizado atendeu as necessidades, uma vez que

o objetivo do trabalho é a substituição da areia por resíduo de construção civil como

agregado. O resíduo tem 70% areia, logo os resultados possíveis com tal material

podem chegar próximos de traços mais convencionais e por não apresentar

retração, o resíduo de construção civil evitaria a retração do concreto celular.

4.2 Ensaio de consistência (flow-table)

Foram realizados os procedimentos conforme descritos no item b do

subcapítulo 3.2.2 com objetivo de obter um valor próximo a 270 ± 20 mm. Os valores

encontrados estão na Tabela 12.

Tabela 12: Resultados do ensaio de consistência do traço 1:0,2:0,3.

Umidade (%)

Diâmetro 1 (mm)

Diâmetro 2(mm)

Média (mm)

20 162,17 169,3 165,74

25 262,52 264,03 263,28

30 307,89 312,56 310,23

A umidade mais adequada é de 25% do peso seco de material, porém serão

moldados corpos de prova com umidade de 20% e 30% para fins de comparação.

40

4.3 Análises dos Traços

Os resultados e análises sobre a expansão e resistência serão feitos

separadamente para cada traço e ao final será feita uma análise geral dos

problemas encontrados durante o processo de desmoldagem e suas possíveis

soluções.

4.3.1 Traço 1:0,2:2 com 0,5% de pó de alumínio

A Tabela 13 contém os valores encontrados de massa, altura e diâmetro

medidos imediatamente após a moldagem do corpo de prova e após 24 horas de

cura ao ar livre para o traço 1:0,2:2 com 0,5% de pó de alumínio.

Tabela 13: Dados da moldagem e pós-moldagem do traço 1:0,2:2.


Corpo de

Prova Umidade

Massa antes

de 24 horas (g)

Massa

após 24

horas (g)

Altura

após 24

horas

(mm)

Diferença

de alturas

(mm)

Diâmetro

após 24

horas (mm)

CP1 20% 384,3 377,8 104,09 4,09 50,58

CP2 20% 378,7 369,7 102,89 2,80 50,38

CP3 20% 378,6 374,6 103,77 3,77 50,58

CP4 25% 380,9 365,9 102,30 2,30 50,17

CP5 25% 359,4 354,7 101,70 1,70 50,57

CP6 25% 375,3 367,4 101,32 1,32 50,51

CP7 30% 365,4 359,7 105,1 5,1 49,95

CP8 30% 364,8 359,1 102,97 2,97 51,40

CP9 30% 369,0 356,1 100,41 0,41 49,53

A Tabela 14 mostra o volume que a argamassa expandiu e a massa

específica para cada corpo de prova.

41

Tabela 14: Volume expandido e massa específica para o traço 1:0,2:2.

Todos os corpos de prova tiveram uma ligeira expansão. Os corpos de prova

com 20% de umidade tiveram a maior expansão, 7,57 cm³, porém os com 30% de

umidade tiveram a menor massa específica, 1747,4 Kg/m³. Segundo Ishikawa

(2006) o concreto celular deve apresentar no máximo 650 Kg/m³ para que suas

vantagens em relação ao peso possam surtir efeito, logo não se podem considerar

os corpos de prova como sendo concreto celular não autoclavado, mas sim uma

argamassa ligeiramente aerada.

A Tabela 15 mostra a resistência dos corpos de prova na idade de 28 dias.

Tabela 15: Resistência do traço 1:0,2:2 com diferentes umidades na idade de 28 dias.

Traço CP Resistência (Mpa) Média (Mpa)

1:0,2:2 com 20% de umidade 1 13,24

11,54 1:0,2:2 com 20% de umidade 2 11,20

1:0,2:2 com 20% de umidade 3 10,19

1:0,2:2 com 25% de umidade 4 7,64

7,30 1:0,2:2 com 25% de umidade 5 5,86

1:0,2:2 com 25% de umidade 6 8,40

1:0,2:2 com 30% de umidade 7 4,07

4,55 1:0,2:2 com 30% de umidade 8 3,57

1:0,2:2 com 30% de umidade 9 6,01

Por se tratar de uma argamassa ligeiramente aerada os corpos de prova

apresentaram boas resistências e comportamento previsto, aqueles com menor

42

umidade apresentaram maior resistência. Caso o material ensaiado fosse concreto

celular, os valores de resistência seriam menores.





Tabela 16: Dados de moldagem e pós-moldagem do traço 1:0,2:3.


Corpo de

Prova Umidade

Massa antes

de 24 horas (g)

Massa

após 24

horas (g)

Altura

após 24

horas

(mm)

Diferença

de alturas

(mm)

Diâmetro

após 24

horas (mm)

CP10 20% 379,1 374,2 106,66 6,66 52,00

CP11 20% 378,1 373,7 105,24 5,24 51,08

CP12 20% 396,9 386,5 104,39 4,39 50,89

CP13 25% 371,4 366,5 107,48 7,48 51,45

CP14 25% 379,3 368,3 105,37 4,39 50,15

CP15 25% 371,6 366,9 108,14 8,14 51,30

CP16 30% 374,4 365,6 109,37 9,37 51,70

CP17 30% 372,7 357,8 105,72 5,72 50,56

CP18 30% 369,7 360,4 108,17 8,17 51,75


específica de cada corpo de prova.

43



com 30% de umidade tiveram a maior expansão, 17,18 cm³ e a menor massa

específica, 1607,9 Kg/m³. Os valores encontrados são melhores que do traço

1:0,2:2, mas o comportamento é diferente, pois os corpos de prova que mais

expandiram foram com a presença de 30% de umidade. Apesar da massa específica

ser menor que a do traço anterior, novamente não se pode considerar o material

como concreto celular autoclavado, mas sim como uma argamassa ligeiramente

aerada.



Traço CP Resistência(Mpa) Média (Mpa)

1:0,2:3 com 20% de umidade 10 10,14

7,52 1:0,2:3 com 20% de umidade 11 6,88

1:0,2:3 com 20% de umidade 12 5,55

1:0,2:3 com 25% de umidade 13 2,65

2,84 1:0,2:3 com 25% de umidade 14 3,57

1:0,2:3 com 25% de umidade 15 2,29

1:0,2:3 com 30% de umidade 16 1,78

1,58 1:0,2:3 com 30% de umidade 17 1,38

1:0,2:3 com 30% de umidade 18 1,58

44

O comportamento é idêntico ao do traço interior, porém os valores de

resistência são menores devido a menor proporção de cimento





Tabela 19: Dados de moldagem e pós-moldagem do traço 1:0,2:4.


Corpo de

Prova Umidade

Massa antes

de 24 horas (g)

Massa

após 24

horas (g)

Altura

após 24

horas

(mm)

Diferença

de alturas

(mm)

Diâmetro

após 24

horas (mm)

CP19 20% 386,1 367,9 105,08 5,08 49,99

CP20 20% 375,7 365,8 102,5 2,5 49,85

CP21 20% 372,2 363,4 103,65 3,65 50,77

CP22 25% 370,1 357,4 104,82 4,82 50,53

CP23 25% 376,9 363,5 106,15 6,15 49,5

CP24 25% 381,6 366,9 104,81 4,81 50,09

CP25 30% 381,5 343,8 101,71 1,71 50,80

CP26 30% 361,7 348,3 105,24 5,24 50,55

CP27 30% 365,2 - - - -


específica de cada corpo de prova.

45



com 25% de umidade tiveram a maior expansão, 9,66 cm³, enquanto os de 30% de

umidade a menor massa específica, 1659,2 Kg/m³. Os valores encontrados são

melhores que do traço 1:0,2:2, mas inferiores ao do traço 1:0,2:3. O comportamento

é diferente dos demais traços, caracterizando um comportamento não homogêneo.

A massa específica ainda é muito alta, novamente não se pode considerar o material

como concreto celular autoclavado, mas sim, como uma argamassa ligeiramente

aerada.



Traço CP Resistência (Mpa) Média (Mpa)

1:0,2:4 com 20% de umidade 19 5,09

6,04 1:0,2:4 com 20% de umidade 20 7,64

1:0,2:4 com 20% de umidade 21 5,40

1:0,2:4 com 25% de umidade 22 2,80

2,34 1:0,2:4 com 25% de umidade 23 2,29

1:0,2:4 com 25% de umidade 24 1,94

1:0,2:4 com 30% de umidade 25 1,63

1,45 1:0,2:4 com 30% de umidade 26 1,27

1:0,2:4 com 30% de umidade 27 -

46

O comportamento é idêntico ao dos dois traços anteriores, porém os valores

de resistência são menores devido a menor proporção de cimento.

4.3.4 Análise Geral

A desmoldagem dos corpos de prova foi realizada 24 horas após a

moldagem. Durante a desmoldagem e coleta de dados, peso, diâmetro altura, foi

notado que alguns corpos de prova apresentavam alguns problemas bem visíveis.

O primeiro problema mais frequente foi a fragilidade que os corpos de prova

apresentavam. Na retirada dos moldes muitos grãos e pedaços, principalmente do

canto, se repartiam do corpo de prova, o que ocasionou, junto com diminuição da

umidade e as reações de liberação de gás do pó de alumio, a perda significativa do

peso. A Figura 12 mostra o CP n° 27, que não foi ensaiado, pois grande parte do

topo se rompeu no ato da desmoldagem.

Figura 12: CP 27, A fragilidade durante a desmoldagem.

Tal fragilidade pode ser devido à segregação que ocorreu durante a mistura,

onde grande parte do resíduo se sedimentou no fundo do molde, acarretando uma

heterogeneidade da mistura. A causa dessa sedimentação é devido ao peso do grão

de resíduo. Apesar de ter sido adotada uma fração mais fina, o grão de resíduo

continuou muito pesado e com os espaços gerados pela reação de liberação de gás,

47

obteve um caminho mais fácil para sedimentar. Na Figura 13 é possível notar bem a

diferença de cor e material aparente.

Figura 13: A heterogeneidade dos CP’s.

Devido à segregação do material, a parte superior do corpo de prova ficou

mais aerada que a inferior, logo, aquela ficou menos resistente que esta. Foi

possível notar tal diferença durante o ensaio de resistência, quando os corpos de

prova amassavam antes de romperem. A Figura 14 mostra o corpo de prova 16

após o ensaio na prensa hidráulica.

Figura 14: Corpo de Prova 16.

48

Como os traços estavam de acordo com bibliografia encontrada, a possível

fonte destes problemas pode ter sido a forma como é misturada a massa para a

moldagem. Apesar da moldagem ter seguida atentamente a NBR 7215/1997, talvez

uma possível troca de máquina pudesse originar uma mistura mais homogênea,

como por exemplo, uma máquina de furar profissional com uma haste para misturar

argamassa acoplada, que tem uma velocidade muito maior que da argamassadeira

utilizada.

Outro problema encontrado foram as fissuras horizontais no topo de alguns

dos corpos de prova, como na Figura 15. A causa destas fissuras foi devido ao atrito

da massa com o molde durante a expansão. Um provável motivo poderia ser o uso

insuficiente de desmoldante, porém em todas as moldagens foi usada praticamente

a mesma quantidade, o que se notou é que em misturas menos fluídas o

desmoldante acabava saindo do molde num movimento ascensional, enquanto em

misturas mais fluídas o mesmo se misturava aos poucos com a massa. O uso de

moldes maiores, que tenham maior superfície livre, poderia evitar a formação de tais

fissuras.

Figura 15: Fissuras horizontais.

Em todos os corpos de prova de todos os traços ocorreu uma ligeira

expansão. O traço que mais expandiu foi o 1:0,2:3 com 30% de umidade com uma

média 17,18 cm³ de expansão e com massa específica média de 1607,9 Kg/m³ e o

49

pior resultado foi o traço 1:0,2:2 com 25% de umidade, com uma média de expansão

de 3,41 cm³ e massa específica média 1810,2.

Entre as prováveis razões para a expansão insuficiente pode ter sido o tipo de

cimento utilizado, o tipo de cal utilizada, quantidade de pó de alumínio ou o molde

usado.

Foi utilizado o cimento CP IV-32, comparando com os CP – I, CP – I S, CP II

– E, CP II – Z, CP II – F e CP V – ARI, o CP IV – 32 apresenta índices menores de

cliquer, gesso e calcário, cerca de 45 - 85% de clinquer mais gesso e 0 – 5%, ou

seja menos cálcio disponível para reagir com o pó de alumínio para a formação de

gás. Nessa mesma questão, a cal virgem apresenta muito mais hidróxido de cálcio

disponível para a reação de extinção do que a cal já hidratada.

Por tratar de um traço novo, talvez as indicações vistas na revisão

bibliográfica sobre a quantidade de pó de alumínio utilizado poderiam ser alteradas

neste caso. O máximo recomendado é de 0,5% do peso do cimento, porém testes

com 0,6% a 0,8% podem trazer resultados melhores, mas talvez não

suficientemente satisfatórios, pois tal adição encareceria o material.

Como visto anteriormente o molde dificultou a expansão dos corpos de prova,

talvez, com a utilização de moldes com superfície livre maiores, que permitam a livre

expansão, à massa teria um caminho mais adequado para o seu crescimento.

50

CONCLUSÕES

O objetivo do trabalho era estudar e analisar o uso de resíduo de construção

como agregado para produção de concreto celular sem autoclave com aditivo de pó

de alumínio, um traço inédito no atual cenário da construção civil. Foi apresentada

uma revisão teórica sobre o concreto celular, pó de alumínio e o resíduo de

construção civil. Também foi apresentada toda a sequência de ensaios para a

caracterização do resíduo de construção civil, assim como todo o processo

detalhado de moldagem dos corpos de prova.

O trabalho foi importante devido à gama de ensaios realizados onde foi

aplicado conhecimentos adquiridos em sala de aula, em disciplinas como Mecânica

dos Solos, Materiais de Construção Civil e Construção Civil.

Os resultados dos corpos de prova foram parcialmente satisfatórios, uma vez

que a expansão ocorreu em todos os corpos de prova, porém tal expansão não foi

suficiente para os corpos de prova apresentassem massas específicas compatíveis

com blocos de concreto celular autoclavado normalizados.

Com os resultados parcialmente satisfatórios foi realizado um estudo para

levantar as prováveis causas da não expansão. A conclusão do estudo levou a rever

basicamente quatro alterações para uma possível melhora:

Um novo método de mistura, usando uma argamassadeira com

velocidades mais altas.

Ajustes no traço como: troca do tipo de cimento, substituição de cal

hidratada por cal virgem, aumentar a proporção da quantidade de pó

de alumínio.

Utilização do resíduo mais fino para evitar a sedimentação do mesmo.

Moldes que tenham maior superfície livre, para permitirem a expansão

livre da massa.

A resistência mostrou-se com o comportamento esperado, traços com menor

relação água/cimento obtiveram maiores valores de resistência. Se as sugestões

citadas anteriormente surtirem efeito ocorrerá uma maior expansão do concreto

celular, logo sua resistência tende a reduzir, se com as possíveis mudanças a

51

resistência fique com valores abaixo dos aceitáveis, a diminuição da proporção de

substituição de agregado deve ser alterada, já que neste trabalho foi utilizado 100%

de resíduo de construção civil como agregado.

Sendo o índice de utilização do concreto celular autoclavado ainda baixo na

construção civil nacional, ter uma base de estudos sobre este material vem para

agregar conhecimento e ser um diferencial para um engenheiro inserido num

mercado cada vez mais concorrido.

52

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ANEXOS

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