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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO Julliana Simas Ribeiro Orientador: Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer Co-orientador: Prof. Dr. Edgar Bacarji Goiânia 2005

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL

CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA

ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO

Julliana Simas Ribeiro

Orientador: Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer

Co-orientador: Prof. Dr. Edgar Bacarji

Goiânia

2005

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JULLIANA SIMAS RIBEIRO

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA

ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO

Dissertação apresentada ao curso de Mestrado em Engenharia Civil da Universidade Federal de Goiás para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil

Área de Concentração: Estruturas e Materiais Orientador: Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer Co-orientador: Prof. Dr. Edgar Bacarji

Goiânia 2005

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Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)

(GPT/BC/UFG)

Ribeiro, Julliana Simas. R484a Avaliação do desempenho de blocos de concreto pa- ra alvenaria com e sem função estrutural produzidos com resíduos de concreto compactado com rolo / Julli- ana Simas Ribeiro. – Goiânia, 2005. 179f. : il. color. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, 2005. Bibliografia: f. 155-174. Anexos

1. Concreto - Análise 2. Blocos de concreto 3. Barra- gens de concreto 4. Concreto – Reciclagem 5. Agregados (materiais de construção) I. Universidade Federal de Goiás. Escola de Engenharia Civil II. Título.

CDU: 624.012.4

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AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS

COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO

JULLIANA SIMAS RIBEIRO

Dissertação de Mestrado defendida e aprovada em 13 de junho de 2005, pela banca

examinadora constituída pelos professores:

_______________________________________________________

André Luiz Bortolacci Geyer, Dr. (UFG)

(ORIENTADOR)

_______________________________________________________

Edgar Bacarji, Dr. (UFG)

(CO-ORIENTADOR)

_______________________________________________________

Enio José Pazini Figueiredo, Dr. (UFG)

(EXAMINADOR INTERNO)

_______________________________________________________

Paulo Sérgio Lima Souza, Dr. (UFPA)

(EXAMINADOR EXTERNO)

_______________________________________________________

José Dafico Alves, Notório Saber (UFG)

(EXAMINADOR CONVIDADO)

_______________________________________________________

Moacir Alexandre Souza de Andrade, MSc. (FURNAS)

(EXAMINADOR CONVIDADO)

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Aos meus pais, que sempre

estiveram ao meu lado nos caminhos difíceis; manifestando companheirismo, amor e compreensão...

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...E aprendi que se depende sempre

De tanta, muita diferente gente

Toda pessoa sempre é as marcas

Das lições diárias de outras tantas pessoas

E é tão bonito quando a gente entende

Que a gente é tanta gente

Onde quer que a gente vá

E é tão bonito quando a gente sente

Que nunca está sozinho

Por mais que pense estar

É tão bonito quando a gente pisa firme

Nessas linhas que estão

Nas palmas de nossas mãos

É tão bonito

Quando a gente vai à vida

Nos caminhos onde bate

Bem mais forte o coração...

Luiz Gonzaga Júnior

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AGRADECIMENTOS

Difícil ... difícil é escrever esta página de agradecimentos... Pois até mesmo o

maior poder de síntese poderia resumir em tão poucas linhas todas as pessoas presentes e

todas as coisas boas que aconteceram nestes últimos dois anos. Talvez eu possa dizer que tudo

foi engrandecedor, tanto profissionalmente como pessoalmente. Talvez eu possa, ainda, dizer:

Obrigada a todos que direta ou indiretamente fizeram parte do desenvolvimento deste

trabalho.

Mas, como não poderia deixar de ser... algumas pessoas foram essenciais. Por isto

eu gostaria de agradecer:

Aos meus orientadores André Geyer e Edgar Bacarji por terem aceitado orientar-

me nesta pesquisa, principalmente pela competente orientação, disposição, tranqüilidade e

coerência com que lidam com seus orientandos.

Ao Professor José Dafico Alves, por quem guardo uma admiração e respeito sem

limites. Obrigado por ter me iniciado na pesquisa, ensinando-me a desenvolver projetos, o que

no mestrado me ajudou muito: obrigado pelas cartas de recomendação, pela orientação,

credibilidade, incentivo, apoio constante, amizade, companheirismo, e, fundamentalmente,

por ser para mim, um exemplo de dedicação, mostrando sempre seriedade e amor pelo que

faz.

Ao Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas

S.A., a quem gostaria de agradecer nas pessoas dos Engenheiros Rubens Bittencourt, Newton

Goulart Graça e Moacir Alexandre Souza de Andrade, pela viabilização da realização do

trabalho experimental.

Ao Engenheiro de FURNAS, Maurice Antoine Traboulsi, pela viabilização da

realização do trabalho experimental, pelas valiosas sugestões e contribuições dadas durante

toda esta pesquisa, pelo apoio constante, amizade, incentivo e disponibilidade sempre prestada

à minha pessoa.

Aos Engenheiros de FURNAS, Luciana dos Anjos, Eduardo Gambale, Reynaldo

Bittencourt, Flávio de Lima, Sérgio Botassi, Alexandre Chaves, Rodrigo Junqueira Calixto e

Joilson Inácio, aos Técnicos Élcio Guerra e Adão Rodrigues e à Geóloga Heloísa Helena, pelo

apreço e boa vontade sempre demonstrados e pelo auxílio durante a realização do programa

experimental. Em especial, gostaria de agradecer ao empenho e dedicação desprendida à

realização deste trabalho pelo coordenador desta pesquisa, Engº Alfredo Santos Liduário, pelo

inestimável apoio na realização deste trabalho.

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Ao Engenheiro de FURNAS, Alexandre de Castro, sempre me ajudando com

idéias ao longo desta pesquisa: obrigado pelas correções, pelo ensino das ferramentas

estatísticas, pelos ensinamentos computacionais, pelo apoio efetivo, pelo companheirismo e

pela grande amizade. Você é imprescindível.

Aos amigos de FURNAS, Alceu Castro e Olivano, pela ajuda ímpar quando da

realização da pesquisa bibliográfica.

A toda equipe técnica de FURNAS, em especial aos colegas Cláudio Luiz,

Emerson Júlio, Antônio Marques, Paulo Guimarães, Jesus Antônio, Rosivaldo, Paulo Arcanjo,

Ériko da Silveira, José Cícero, Joaquim, André, Marco Aurélio, Jacilene, Josean, Jésus Luiz,

Emerson, Álvaro Donizete, Ademir, Lutz e Jorge Luiz pela ajuda imprescindível quando da

execução do programa experimental.

À CAPES pelo indispensável suporte financeiro.

Aos professores do Curso de Mestrado em Engenharia Civil da Universidade

Federal de Goiás (CMEC - UFG), pelos valiosos ensinamentos ao longo de todo o curso de

mestrado que alargaram meu universo de pesquisa. Sinceros agradecimentos aos professores

Oswaldo Cascudo e Zenon del Prado pela atenção e disponibilidade constantes e às

professoras Helena Carasek e Rejane Tubino, pelas quais tenho profunda admiração.

À Neusa, Tancredo e Mário, secretários do Mestrado, pois sem eles tudo seria

mais difícil.

Aos queridos companheiros do mestrado: Carlos Alberto Squeff, Deyse Crhistina,

Simone Beserra, Heber de Paula, Ricardo Prado, Hélio Elias e Valda Mendonça; pelas

discussões dentro e fora da sala de aula. Tenham certeza que, durante nosso convívio quase

que diário, aprendi a respeitá-los e admirá-los pelos profissionais e pessoas maravilhosas que

são.

Em especial aos grandes amigos, Engº Ricardo Ferreira e Engª Tatiana Jucá, que

nos momentos mais difíceis me incentivaram muito, dando muito apoio e encorajamento

próprio das pessoas otimistas e maravilhosas que são.

Às minhas grandes amigas, Engª Ziza e Rosângela, que sempre contribuíram para

que eu pudesse vencer os desafios. Obrigada pela amizade, gargalhadas, companheirismo e

momentos de lazer. Pois por causa dela, este período de mestrado foi mais do que especial.

Às minhas irmãs, Ana Flávia e Ana Laura, pelo companheirismo e amizade, força

e incentivo sempre e por sempre acreditarem em mim e nos meus sonhos.

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Ao meu irmão Júlio, que mesmo de longe, sempre esteve perto do meu coração,

me apoiando, fazendo sugestões, sendo meu cúmplice e aliado, sempre acreditando que eu

conseguiria.

Ao meu pai, José Mário, pela compreensão, paciência, companhia e

principalmente, pelo incentivo e apoio dado ao longo de todo o curso de mestrado.

À minha mãe, Nazareth, que durante toda a sua vida não poupou esforços e

sacrifícios para tornar possíveis meus sonhos e ideais. Agradeço por cada palavra de apoio ou

repreensão, pela alegria nos momentos felizes, pelo incentivo e alto astral nos momentos

difíceis, por me mostrar o melhor caminho a seguir, pela dedicação e noites mal dormidas sem

saber o dia de amanhã como seria, foram tempos duros, mas que, com seu carinho e firmeza

conseguimos superar e hoje podemos comemorar. Sem você, eu nada seria.

À DEUS, onde sempre encontrei o apoio para as situações mais difíceis; pela

graça de ter chegado até aqui e pelas pessoas especiais que ele colocou ao meu redor.

A todos, meus sinceros agradecimentos,

Julliana.

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SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................15

LISTA DE QUADROS...........................................................................................................16

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS............................................................................17

RESUMO .......................................................................................................................18

ABSTRACT .......................................................................................................................19

CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO...........................................................................................19

1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DA PESQUISA .....................................23

1.2 OBJETIVOS............................................................................................................25

1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO...............................................................26

CAPÍTULO 2 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO E SEU RESÍDUO..........28

2.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO .....................................................28 2.1.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA BARRAGENS ..................................................................................................................29

2.1.2 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA PAVIMENTOS.................................................................................................................32

2.1.3 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA PESQUISAS EM LABORATÓRIO ................................................................................34

2.2 RESÍDUO DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO PROVENIENTE DE CONTROLE TECNOLÓGICO EM LABORATÓRIO...........................................36

2.2.1 DEFINIÇÃO.....................................................................................................36

2.2.2 POTENCIAL DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR ........................37

2.3 PERSPECTIVAS DE UTILIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO .........................................................................................40

CAPÍTULO 3 BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA..................................42

3.1 DEFINIÇÃO............................................................................................................42

3.2 CLASSIFICAÇÃO .................................................................................................42

3.3 MATERIAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO DOS BLOCOS....................43 3.3.1 CIMENTO ........................................................................................................43

3.3.2 AGREGADOS..................................................................................................44

3.3.3 ÁGUA...............................................................................................................44

3.3.4 ADITIVOS........................................................................................................45

3.4 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO PARA BLOCOS...............................45 3.4.1 ÍNDICE DE VAZIOS.......................................................................................46

3.4.2 QUANTIDADE DE ÁGUA .............................................................................47

3.4.3 MÉTODOS DE DOSAGEM ............................................................................49

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3.4.3.1 Método Besser Company.........................................................................50

3.4.3.2 Método ABCP...........................................................................................50

3.4.3.3 Método IPT/EPUSP adaptado para concretos secos ............................51

3.4.3.4 Método Columbia.....................................................................................52

3.4.3.5 Método Dafico ..........................................................................................53

3.5 PRODUÇÃO DOS BLOCOS ................................................................................56 3.5.1 EQUIPAMENTOS ...........................................................................................56

3.5.2 MISTURA E MOLDAGEM.............................................................................57

3.5.3 CURA ...............................................................................................................58

3.6 ESPECIFICAÇÕES PARA PROPRIEDADES DOS BLOCOS DE CONCRETO .......................................................................................................................60

3.7 PESQUISAS ENVOLVENDO A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS RECICLADOS COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO 62

CAPÍTULO 4 PROGRAMA EXPERIMENTAL – SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS...........................................................................66

4.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................66

4.2 RESÍDUO DE CCR ................................................................................................66 4.2.1 PROCEDÊNCIA...............................................................................................66

4.2.2 AMOSTRA DO RESÍDUO..............................................................................67

4.2.3 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA.....................................................................69

4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS...........................................................72 4.3.1 CIMENTO ........................................................................................................72

4.3.2 ANÁLISE QUÍMICA DO RESÍDUO..............................................................75

4.3.3 ENSAIO DE POZOLANICIDADE DO RESÍDUO ........................................77

4.3.4 ANÁLISES FÍSICAS DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR E DOS AGREGADOS CONVENCIONAIS................................................................................78

4.3.4.1 Composição Granulométrica ..................................................................81

4.3.4.2 Massa Específica ......................................................................................86

4.3.4.3 Massa Unitária .........................................................................................88

4.3.4.4 Absorção de Água ....................................................................................89

4.3.4.5 Teor de Material Pulverulento ...............................................................91

4.3.4.6 Desgaste por Abrasão ..............................................................................93 4.3.5 ENSAIO DE SANIDADE AO ATAQUE NA2SO4 DO RESÍDUO ................94

4.3.6 CLASSIFICAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO..........................................96

4.4 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS .......................................................................................................................97

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CAPÍTULO 5 PROGRAMA EXPERIMENTAL – SUBSTITUIÇÃO DOS AGREGADOS CONVENCIONAIS PELOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR.99

5.1 PLANEJAMENTO DOS ENSAIOS ...................................................................100 5.1.1 VARIÁVEIS INDEPENDENTES..................................................................100

5.1.2 VARIÁVEIS DEPENDENTES......................................................................103

5.2 PLANEJAMENTO DA AMOSTRA...................................................................105

5.3 DOSAGEM EXPERIMENTAL ..........................................................................106 5.3.1 AJUSTE DA PROPORÇÃO IDEAL DE ARGAMASSA.............................107

5.3.2 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DOS BLOCOS DE CONCRETO DE REFERÊNCIA E DOS BLOCOS DE CONCRETO RECICLADOS............................108

5.4 PRODUÇÃO DOS BLOCOS DE CONCRETO................................................110 5.4.1 MISTURA DOS MATERIAIS.......................................................................110

5.4.2 MOLDAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA..................................................113

5.4.3 CURA E ARMAZENAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA ..........................115

5.5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS NO CONCRETO FRESCO PARA PRODUÇÃO DOS BLOCOS .....................................115

5.5.1 ENSAIO DE TRABALHABILIDADE..........................................................115

5.5.2 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA.............................................................118

5.6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS EM BLOCOS DE CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO ........................................120

5.6.1 ASPECTO SUPERFICIAL ............................................................................120

5.6.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO .........................................123

5.6.3 ENSAIO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA .........................................................133

5.6.4 ENSAIO DO TEOR DE UMIDADE .............................................................139

5.6.5 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA............................144

CAPÍTULO 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................150

6.1 CONSIDERAÇÕES..............................................................................................151 6.1.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS RECICLADOS ...............................................................................................................151

6.1.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE A CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO DE CCR........................................................................................................152

6.1.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE O DESEMPENHO DO RESÍDUO DE CCR NA PRODUÇÃO DE BLOCOS ...........................................................................................152

6.2 PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS ..............................................154

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................155

ANEXO .....................................................................................................................175

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 – (a) Primeira concretagem experimental com CCR no Brasil, realizada na usina de Itaipu; (b) Primeira barragem com CCR no Brasil, realizada em Saco de Nova Olinda (MEDEIROS, 2005)...............................................................................31

Figura 2.2 – (a) Barragem da UHE de Cana Brava (GO), localizada no Rio Tocantins; (b) Detalhe da UHE Cana Brava (GO) (FURNAS, 2001).......................................32

Figura 2.3 – Concretagem experimental de CCR para camada final de pavimento rodoviário, realizada em FURNAS, Aparecida de Goiânia (GO): (a) Lançamento do CCR; (b) Compactação do CCR (FURNAS, 2001). ....................................................33

Figura 2.4 – Equipamento simulador de pista experimental para CCR: (a) Concretagem; (b) Detalhe do rolo compactador; (c) Cura úmida (FURNAS, 2003)......................35

Figura 2.5 – Extração de testemunhos da pista; (b) Aspecto dos testemunhos retirados para ensaios; (c) Resíduo de CCR gerado pelo processo (FURNAS, 2003). ............36

Figura 2.6 – Microestrutura do concreto produzido com agregado convencional (BUTTLER, 2003). .................................................................................................................38

Figura 2.7 – Microestrutura do concreto produzido com agregado reciclado (BUTTLER, 2003). .................................................................................................................38

Figura 3.1 – Efeito da quantidade de água nos concretos secos e plásticos (ABREU; KATTAR, 2000). ...............................................................................................48

Figura 3.2 – Seqüência básica de funcionamento de uma vibro-prensa automática (SOUZA et al., 1990 apud MEDEIROS, 1993). ...................................................................58

Figura 4.1 – Seleção e estocagem das pistas experimentais de CCR utilizadas para obtenção dos agregados reciclados: (a) Aspecto geral do resíduo armazenado para descarte; (b) Detalhes da coleta da amostra do resíduo. ....................................67

Figura 4.2 – (a) Trituração da amostra do resíduo de CCR com o auxílio de um martelo mecânico; (b) Transporte da amostra do resíduo para a central de britagem.....69

Figura 4.3 – Esquemática do circuito de britagem do resíduo de CCR utilizado no programa experimental (BALLISTA, 2003). .....................................................................70

Figura 4.4 – Aspecto geral da central de britagem de FURNAS: (a) Vista geral da central de britagem; (b) Detalhe dos equipamentos da central de britagem. ......................70

Figura 4.5 – (a) Britadores da central de britagem: britador de cones (à esquerda) e britador de mandíbulas (à direita); (b) Deposição do resíduo triturado para britagem no britador de mandíbulas. ......................................................................................71

Figura 4.6 – Peneirador mecânico para produção de agregados com graduações maiores (agregados graúdos): (a) Vista geral do peneirador mecânico; (b) Peneiramento dos agregados graúdos. ......................................................................................71

Figura 4.7 – Obtenção dos agregados com graduações menores: (a) Britador de cones para produção de agregados miúdos; (b) Peneiramento dos agregados miúdos........72

Figura 4.8 – Curva da composição granulométrica a laser do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100). ..................................................................................74

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Figura 4.9 – Aspecto geral do agregado miúdo convencional (AMC). ....................................79

Figura 4.10 – Aspecto geral do agregado miúdo reciclado (AMR)..........................................79

Figura 4.11 – Aspecto geral do agregado graúdo convencional (AGC)...................................80

Figura 4.12 – Aspecto geral do agregado graúdo reciclado (AGR). ........................................80

Figura 4.13 – Curva da composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da zona utilizável superior especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005)......................................................82

Figura 4.14 – Curva da composição granulométrica do agregado miúdo reciclado de CCR passante na peneira 0,15 mm (número 100).......................................................83

Figura 4.15 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da Graduação 0 especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005). .................................................................................85

Figura 5.1 – Diagrama de dosagem da ajustagem experimental dos concretos para produção dos blocos.........................................................................................................108

Figura 5.2 – Local de preparo do concreto. ............................................................................111

Figura 5.3 – (a) Pesagem dos materiais para a mistura do concreto; (b) Detalhe da mistura dos materiais na betoneira.......................................................................................111

Figura 5.4 – Determinação empírica da consistência ideal do concreto através do "ponto de pelota". .............................................................................................................112

Figura 5.5 – Aspecto do concreto para blocos no estado fresco. ............................................113

Figura 5.6 – (a) Aspecto geral vibro-prensa; (b) Preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada à moldagem dos blocos. ......................................................113

Figura 5.7 – (a) Desforma dos blocos; (b) Aspecto dos blocos retirados da vibro-prensa sobre o palete de madeira...........................................................................................114

Figura 5.8 – (a) Aspecto dos blocos de concreto após a moldagem; (b) Modelo do corpo-de-prova.................................................................................................................114

Figura 5.9 – (a) Blocos de concreto cobertos com sacos de linhagem umedecidos; (b) Cura inicial através de aspersão de água nos blocos de concreto, após a moldagem...........................................................................................................................115

Figura 5.10 – Determinação do Cannon Time: (a) Preenchimento do consistômetro Vebe com o concreto fresco; (b) Recipiente com concreto fresco tendo a sua superfície rasada; (c) Medição do Cannon Time. .............................................................116

Figura 5.11 – Determinação da massa específica: (a) mesa vibratória ligada durante 120 segundos; (b) Peso do concreto adensado; (c) Peso do concreto adensado mais água. .................................................................................................................118

Figura 5.12 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T1, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................121

Figura 5.13 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T2, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................121

Figura 5.14 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T3, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................122

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Figura 5.15 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T4, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................122

Figura 5.16 – Aspecto dos blocos de concreto capeados com argamassa de cimento:areia: (a) Transporte dos blocos para local de realização dos ensaios; (b) Aspecto geral dos blocos.........................................................................................................124

Figura 5.17 – Equipamentos necessários para execução do ensaio de resistência à compressão: (a) Prensa hidráulica universal; (b) Detalhe do bloco de concreto posicionado nos pratos da prensa. ........................................................................................125

Figura 5.18 – Padrões de ruptura dos blocos: (a) Fissuração apresentada pela maioria dos blocos; (b) Ruptura típica apresentada pelos blocos de concreto.....................126

Figura 5.19 – Representação gráfica dos valores médios de resistência à compressão dos blocos de concreto............................................................................................127

Figura 5.20 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada idade. As linhas tracejadas verticais definem os grupos..........................130

Figura 5.21 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%, para cada teor de substituição...........................................................................................................................131

Figura 5.22 – (a) Obtenção da massa do bloco de concreto após período de cura; (b) Blocos colocados na estufa para determinação da absorção de água...........................134

Figura 5.23 – (a) Blocos imersos em água à temperatura de (23±5)ºC durante 24 horas; (b) Blocos na condição de SSS, após drenagem da água.......................................135

Figura 5.24 – Representação gráfica dos valores médios de absorção de água dos blocos....136

Figura 5.25 – Estimativa da média global dos valores de absorção de água, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada teor de substituição. .................................................................................................137

Figura 5.26 – Representação gráfica dos valores médios do teor de umidade dos blocos de concreto. ...........................................................................................................141

Figura 5.27 – Estimativa da média global dos valores do teor de umidade, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição. As linhas tracejadas verticais e horizontais definem os grupos. ..............................................................................................................142

Figura 5.28 – Determinação das dimensões dos blocos de concreto: (a) Comprimento; (b) Largura; (c) Altura; (d) Parede.........................................................................145

Figura 5.29 – Representação gráfica dos valores médios de massa específica seca dos blocos...........................................................................................................................147

Figura 5.30 – Estimativa da média global dos valores de massa específica seca, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição...........................................................................148

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1.1 – Evolução de barragens de CCR de 1986 a 2002 (BATISTA, 2004). ..................21

Tabela 3.1 – Curvas de referência para Dmáx igual a 9,5 mm.................................................55

Tabela 4.1 – Composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado. .81

Tabela 4.2 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado. 85

Tabela 5.1 – Valores médios de resistência à compressão. ....................................................126

Tabela 5.2 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de resistência à compressão dos blocos de concreto, para os fatores considerados no modelo estatístico........................................................................................128

Tabela 5.3 – Valores médios da absorção de água dos blocos de concreto............................135

Tabela 5.4 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de absorção de água, para os fatores considerados no modelo estatístico. ...........137

Tabela 5.5 – Valores médios do teor de umidade. ..................................................................140

Tabela 5.6 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais do teor de umidade, para os fatores considerados no modelo estatístico..........................141

Tabela 5.7 – Valores médios da massa específica seca dos blocos de concreto.....................146

Tabela 5.8 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de massa específica, para os fatores considerados no modelo estatístico........................147

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LISTA DE QUADROS

Quadro 3.1 – Parâmetros de controle para os blocos de concreto (TANGO, 1984).................60

Quadro 3.2 – Resultados dos ensaios em blocos (POON et al., 2002).....................................64

Quadro 4.1 – Consumo de materiais utilizados na produção das pistas experimentais de CCR.............................................................................................................................68

Quadro 4.2 – Propriedades químicas, físicas e mecânicas do cimento CP II F- classe 32. ......73

Quadro 4.3 – Composição granulométrica a laser* do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100)................................................................................................74

Quadro 4.4 – Análise química semiquantitativa por espectrometria de Raios X dos agregados reciclados de CCR obtidos através da britagem das pistas e posterior peneiramento. .....................................................................................................75

Quadro 4.5 – Requisitos químicos para uso de pozolanas em cimento Portland (GEYER, 2001). .................................................................................................................76

Quadro 4.6 – Índice de atividade pozolânica do resíduo de CCR com o cimento. ..................78

Quadro 4.7 – Composição granulométrica a laser* do agregado miúdo reciclado passante na peneira 0,15 mm (número 100). .........................................................................83

Quadro 4.8 – Resultados de massa específica dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................87

Quadro 4.9 – Massa específica de agregados reciclados em função da faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996)...................................................................................88

Quadro 4.10 – Resultados de massa unitária dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................89

Quadro 4.11 – Taxa de absorção dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.............................................................................................................................90

Quadro 4.12 – Taxas de absorção em agregados reciclados em função faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996)...................................................................................91

Quadro 4.13 – Teor de material pulverulento dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................92

Quadro 4.14 – Perda de massa por abrasão dos agregados graúdos, convencional e reciclado.............................................................................................................................93

Quadro 4.15 – Índice de sanidade ao ataque Na2SO4 dos agregados miúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................95

Quadro 5.1 – Especificações das dosagens dos blocos de concreto e esquematização do programa experimental com respectiva quantidade de CP’s ensaiados. ..........106

Quadro 5.2 – Traços em massa utilizados na produção dos blocos de concreto. ...................109

Quadro 5.3 – Consumo de materiais utilizados na produção dos blocos de concreto. ...........110

Quadro 5.4 – Relações água/cimento e valores de trabalhabilidade*.....................................117

Quadro 5.5 – Massa específica dos concretos estudados no estado fresco (Kg/dm3).............119

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ACI American Concrete Institute

AGC Agregado Graúdo Convencional

AGR Agregado Graúdo Reciclado

AMC Agregado Miúdo Convencional

AMR Agregado Miúdo Reciclado

ASTM American Society for Testing and Materials

BS British Standard

CAPES Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

CCR Concreto Compactado com Rolo

CMEC Curso de Mestrado em Engenharia Civil

CP’s Corpos-de-prova

DCT.T Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas S.A.

IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo

MPa Mega Pascoal, unidade de medida de resistência

NBR Norma Brasileira

NM Norma Mercosul

T1 Traço correspondente à classe de resistência de 2,5 MPa

T2 Traço correspondente à classe de resistência de 6,0 MPa

T3 Traço correspondente à classe de resistência de 8,0 MPa

T4 Traço correspondente à classe de resistência de 10,0 MPa

SSS Superfície Saturada Seca

UFG Universidade Federal de Goiás

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RESUMO

Nos últimos anos percebe-se uma preocupação da sociedade com a preservação ambiental e com o crescente acúmulo de resíduos de diferentes origens. Dentro desta preocupação pelo bem estar ambiental, a reciclagem de resíduos tem se mostrado uma boa alternativa na redução do impacto causado pelo consumo desordenado de matérias-primas e pela redução das áreas de disposição, em virtude do grande volume de resíduos descartados a cada ano em todo o mundo. A construção civil tem uma importante representação mundial no consumo de recursos naturais e na geração de impactos ambientais. Com a aproximação do conceito de desenvolvimento sustentável e a necessidade de novas relações da população com o meio ambiente, a construção civil está buscando importantes transformações. Redução de desperdício, busca de melhor qualidade de seus produtos, reciclagem de seus resíduos, projetos voltados para sustentabilidade ambiental, aumento da durabilidade de componentes são exemplos de preocupações atuais no campo da pesquisa voltada para esta sustentabilidade. Dentre os vários tipos de resíduos gerados, o resíduo de concreto compactado com rolo (CCR) passa a ser considerado pelo fato do CCR ser uma tecnologia cada vez mais utilizada na construção. A utilização do resíduo de CCR como material de construção ainda é pouco difundida. Transformá-lo em fonte alternativa de matéria-prima dentro do próprio setor constitui um desafio para o meio técnico-científico. Este trabalho foi desenvolvido com objetivo de estudar o resíduo de CCR como agregado reciclado, em substituição aos agregados convencionais na produção de blocos de concreto para alvenaria. Para tanto, tomou-se como amostra, pistas experimentais de CCR, confeccionadas para experimentos nos Laboratórios do Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas S. A. (DCT.T), procedendo-se à caracterização sob o ponto de vista químico, físico, morfológico e ambiental para posteriormente serem utilizados na produção de blocos de concreto para alvenaria. Para produção dos blocos de concreto foram consideradas quatro classes de resistência à compressão (2,5; 6,0; 8,0 e 10,0 MPa) e cinco níveis de substituição tanto do agregado miúdo reciclado (AMR), quanto do agregado graúdo reciclado (AGR), (0%, 25%, 50%, 75%, 100%). A influência do agregado reciclado foi avaliada sobre propriedades dos blocos de concreto no estado fresco (consistência e massa específica) e no estado endurecido (aspecto superficial, resistência à compressão, absorção de água, teor de umidade e massa específica seca). Os resultados obtidos demonstraram viabilidade ambiental, técnica e econômica na utilização dos agregados reciclados de CCR, miúdo e graúdo, em percentuais até 100%, em blocos de concreto para alvenaria com classes de resistência entre 2,5 MPa e 10,0 MPa. Com teores de substituição iguais a 25% a 100% se tem benefícios ambientais, devido à redução do consumo de agregados convencionais e benefícios econômicos, agregando valor a um material atualmente sem valor econômico. Com teor de substituição igual a 75% se tem também benefícios técnicos, devido à melhoria das propriedades avaliadas nos blocos de concreto comparadas com os demais teores de substituição. Conforme os resultados obtidos, supõe-se que a utilização deste bloco de concreto produzidos com estes agregados reciclados, dentro de uma visão holística, possa contribuir para equacionar os problemas gerados pelo gerenciamento inadequado dos resíduos de CCR ou outros tipos de concreto com maiores consumo de cimento. Palavras-chave: CCR; laboratório; resíduos de barragens; resíduo de CCR; reciclagem de CCR; agregados reciclados; pista experimental; blocos de concreto.

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ABSTRACT

In the last years it is noticed a concern of the society with the environmental preservation and with the crescent accumulation of residues of different origins. The recycling process appears as a good way to minimize this natural resources use and the shortage of proper disposal sites caused by the large amount of waste discarded around the world. The civil construction has an important world representation in the consumption of natural resources and in the generation of environmental impacts. With the approach of the concept of sustainable development and the need of new relationships of the population with the environment, the civil construction is looking for important transformations. Example such as waste reduction, research for better quality of products, recycling of residues, projects viewing the environmental sustainability and increase of the durability of components are currently concerning in the field of research directed to sustainability. Among the several types of generated residues, the roller compacted concrete (RCC) residue should be considered, due to the fact that RCC is an increasing technology used in the construction. The use of the residue of RCC as building material is still little spread. However, the technical-scientific sector is trying to use it as an alternative source of raw materials. This work was developed with objective of studying the residue of RCC as recycled aggregate, in substitution to the conventional aggregate in the production of concrete blocks for masonry. For then, it was taken as samples experimental tracks of RCC, made at the laboratories of the FURNAS Centrais Elétricas S. A - Department of Support and Technical Control (DCT.T), and their characterization under the physical, morphologic, chemical and environmental points of view were realized, for later use in the production of concrete blocks for masonry. Four types of compression resistance (2,5; 6,0; 8,0 and 10,0 MPa) and five substitution proportion from fine and coarse recycled aggregate (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) were considered to produce concrete blocks mixtures. The recycled aggregate influence was analyzed in fresh concrete blocks properties (specific gravity and workability), and in hardened concrete blocks properties (superficial aspect, compressive strength, absorption of water, humidity tenor and specific gravity drought). The results demonstrate environmental viability, technique and economy saving in the use of the recycled aggregates of RCC, fine and coarse, in substitution proportion 100%, in concrete blocks for masonry with resistance class between 2,5 MPa and 10 MPa. With equal substitution proportions between 25% to 100% there are environmental benefits, due to the reduction of the consumption of conventional aggregates and economical benefits, joining value now to a material without economical value. With substitution proportion same to 75% there are also technical benefits, due to the improvement of the appraised properties in the concrete blocks compared with other substitution proportions. According to the obtained results, it is supposed that the use of concrete block produced with recycled aggregates, inside of a holistic vision, can contribute to reduce the problems generated by the inadequate administration of the residue of RCC or other concrete types with larger cement content. Keywords: RCC; laboratory; residues of dams; residue of RCC; recycling of RCC, recycled aggregates; experimental track; concrete blocks.

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CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO

As atividades de construção geram resíduos. Estes resíduos podem ser líquidos,

gasosos ou sólidos. Durante muito tempo, como decorrência da pequena população existente

na terra, bem como da incipiente organização social, estes resíduos foram tratados

normalmente pela natureza, sendo processados dentro do ciclo natural de transformação da

matéria, resultante da capacidade de autodepuração da natureza (ENGENHARIA

SANITÁRIA, 1977). Hoje, diante da necessidade e busca de um desenvolvimento sustentável,

cientistas e pesquisadores se vêem na responsabilidade de assumirem perfis ecologicamente

corretos, que busquem a preservação dos recursos naturais e a conservação de energia com

vistas a uma maior harmonia e proteção ao meio ambiente, garantindo melhores expectativas

de qualidade de vida às gerações futuras (PENTALLA, 1997; ANGULO et al.; 2001;

CARNEIRO et al., 2001; ALVES, 2002; LIPPIATT, 2002).

A preocupação com o meio ambiente tem sido a mola propulsora para reavaliação

de vários dos processos produtivos em toda a sociedade. A população mundial tem se voltado

para os conceitos de sustentabilidade e desta forma, vários segmentos ligados à ciência e

tecnologia vêm buscando alternativas para controlar ou minimizar danos causados pelo

consumo indiscriminado de matéria-prima, energia e alto volume de resíduos gerados. A

reciclagem dos resíduos tem se mostrado uma alternativa viável neste sentido, sendo

perseguida por todos os setores (LEITE, 2001).

O Relatório da Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento,

constituída pela Organização das Nações Unidas (ONU), divulgado em 1987 com o título de

Our Common Future (Nosso Futuro Comum) ou Relatório Brundtland, representou um marco

no enfrentamento da questão ambiental ao propor a perspectiva da busca do chamado

desenvolvimento sustentável, ou seja, um desenvolvimento que permita à humanidade

usufruir os recursos naturais sem comprometer a possibilidade de que as gerações futuras

também possam fazê-lo. Este Relatório apresentou diversas proposições para reduzir as

ameaças à sobrevivência da humanidade, tornar viável o desenvolvimento e interromper o

ciclo causal e cumulativo entre subdesenvolvimento, condições de pobreza e problemas

ambientais (BITAR, 1999).

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I N T R O D U Ç Ã O 20

Considerando-se o crescimento constante da produção na indústria da construção,

observa-se também o crescimento do volume de resíduos oriundos deste setor. Entretanto, não

é só a geração de resíduos que preocupa o setor, atualmente encontrar bons agregados naturais

está cada vez mais difícil. Além disso, as distâncias entre as fontes e os locais de novas

construções ficam cada vez maiores (HANSEN, 1992). Problemas com o gerenciamento dos

resíduos gerados e o escasseamento de áreas de disposição, são pontos que também devem ser

considerados na análise do impacto ambiental causado pelo setor (LEITE, 2001).

Conforme Buttler (2003), nos dias de hoje não se pode excluir o fato de que a

quantidade de resíduos gerados, tanto pelas atividades da construção como por qualquer outra

fonte geradora, torna-se uma grande problemática quando estes são depositados

indiscriminadamente em vales, margens de rios, a céu aberto ou em aterros desprovidos de

qualquer tratamento específico. Diante deste contexto, algumas vertentes de pesquisas têm

surgido dentro do setor da construção. Uma delas é a da valorização e utilização de resíduos

industriais no desenvolvimento de materiais de construção (MARGON; ROCHA, 2003).

Outra é a da valorização, desenvolvimento e utilização de materiais de construção alternativos

provenientes de recursos renováveis e de baixos consumos de energia que tenham baixa

toxicidade e não gerem poluentes (ALVES, 2002). Ambas, diretamente relacionadas à grande

demanda e aptidão que o setor demonstra ao consumir cada vez mais estes tipos de materiais

(MARGON; ROCHA, 2003).

Dentro destas vertentes, a reciclagem dos resíduos, sejam eles provenientes de

atividades de construção ou de demolição, tem sido cada vez pesquisada no Brasil

(ZORDAN, 1997; ANGULO, 1998; LIMA, 1999; ANGULO, 2000; JOHN, 2000;

MIRANDA, 2000; CARNEIRO et al., 2001; LEVY, 2001; SOUSA, 2001; LEITE, 2001;

XAVIER; ROCHA, 2001; ALTHEMAN, 2002; OLIVEIRA, 2002; ÂNGULO; JOHN, 2003;

BUTTLER, 2003; GRANATO; PAULON, 2003; HABITARE, 2003; LEVY; HELENE,

2004). Banthia e Chan (2000) afirmam que a incorporação ao concreto é uma das maneiras

mais eficientes de gerenciar os resíduos de construção. Em outros países, componentes de

construção produzidos com agregados reciclados de resíduos de construção ou demolição já

são comumente encontrados em edifícios e obras-de-arte, onde a maioria está sendo

monitorada dentro de programas de acompanhamento do comportamento destes componentes

ao longo do tempo (ZORDAN, 1997; OLIVEIRA, 2002; BUTTLER, 2003; HINCAPIE-

HENAO; AGUJA-LÓPEZ, 2004; OIKONOMOU, 2005).

Dentre os vários resíduos da construção, os resíduos de concreto compactado com

rolo (CCR), sejam provenientes das construções de barragens, pavimentos ou mesmo controle

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tecnológicos e pesquisas em laboratórios, apresentam grande potencial de utilização devido ao

conhecimento de suas propriedades básicas e seu menor grau de contaminação por outros

materiais, quando comparado com outros resíduos da construção. Soma-se a isto o grande

volume de CCR utilizado nas construções, que vem crescendo significativamente. Segundo

Batista (2004), esta crescente utilização da técnica construtiva com CCR em todo mundo pode

ser observada através da ampliação dos sistemas de construções de barragens de CCR nos

últimos anos. A autora quantificou a evolução das barragens construídas com CCR, no

período de 1986 a 2002, conforme apresentada na Tabela 1.1.

Tabela 1.1 – Evolução de barragens de CCR de 1986 a 2002 (BATISTA, 2004).

Anos Continentes 1986 1990 1993 1996 2002

África 2 7 15 19 27 Ásia 3 11 24 53 94

Europa 1 6 20 28 32 América do Norte 6 15 26 30 38

Oceania 2 3 6 8 9 América Central e América do Sul 1 3 5 19 45

Índia, Sub-continentes e Oriente Médio - - - - 6 Total 15 45 96 157 251

Segundo Dunstan (2003), no final de 2002 já se tinham no mundo 251 barragens

de CCR construídas e mais 34 em construção, sendo a média de altura em torno de 80m e o

volume médio de concreto lançado de aproximadamente 600.000 m3. Ortega (2003),

corroborando com esta posição, afirmou que nos últimos 25 anos, não somente 250 destas

barragens já se encontram concluídas, como também houve uma evolução significativa tanto

do número das barragens de CCR, como do número de países que utilizaram esta tecnologia,

o qual duplicou nos últimos anos, chegando a ultrapassar de 20 países no final de 1996, para

40 países que atualmente detêm experiência nos projetos e construções de barragens. O

mesmo autor destaca a China como o país que, além de construir o maior número de

barragens e as mais altas, também detém o maior número de inovações na tecnologia do CCR.

Marulanda (2003) abordou em seu relato uma série de tecnologias e técnicas construtivas

desenvolvidas para o CCR, sendo o maior número delas na China, Japão e Brasil.

Não obstante, o CCR continua sendo aplicado também em obras temporárias,

como as ensecadeiras construídas para desviar os rios durante a construção das barragens.

Exemplo disto são as ensecadeiras da barragem de Três Gargantas, na China, onde foi lançado

em 4 meses, um volume igual a 1.100.000 m³ de CCR (CAO et al., 2003). No Brasil, já

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existem hoje cerca de 50 barragens de CCR. A maioria são açudes construídos na região

Nordeste, que antes eram construídos com barragens de terra. O CCR vem ganhando espaço

porque sua durabilidade, diretamente ligada ao intemperismo, é maior do que a da barragem

de terra, que pode ser destruída com chuvas fortes (MEDEIROS, 2005).

A técnica construtiva com CCR também tem sido largamente empregada para

pavimentação no mundo. O percentual da malha pavimentada no Brasil atualmente é de

13,87%, ou seja, de um total de 1.413.982 Km de malha viária no país, somente196.093 Km

tem algum tipo de revestimento (DNER, 2005). Deste total de malha pavimentada, somente

2% é pavimentado em CCR (ABCP, 1998), ou seja, os restantes 98% são pavimentos em

concreto asfáltico. O volume de estradas a ser pavimentado no Brasil é muito grande, abrindo

espaço para tecnologias que busquem a execução de pavimentos seguros, duráveis e,

principalmente com baixo custo de implantação e manutenção, exemplo disto, é a crescente

utilização do pavimento de CCR (ABREU, 2002).

Paralelo ao crescimento da utilização do CCR no mundo, observa-se também uma

constante evolução e utilização dos blocos de concreto para alvenaria. Com esta constante

evolução da indústria de elementos pré-moldados, em especial, dos blocos de concreto para

alvenaria, torna-se cada vez mais necessário buscar meios tecnológicos que tragam melhorias

à relação custo/benefício dos blocos produzidos. No Brasil, a alvenaria com blocos de

concreto vem sendo largamente empregada, principalmente em construções habitacionais,

devido às suas vantagens técnicas e econômicas que garantem a racionalização da construção

através da otimização do uso de recursos temporais, materiais e humanos e também, devido à

expansão das indústrias de blocos de concreto no país (FRANCO, 1988).

A utilização de matérias-primas alternativas, mudanças nos processos industriais,

bem como adequações das propriedades às condições de serviços, são pontos de extrema

importância na indústria de pré-moldados, em geral. A produção de blocos de concreto,

utilizando resíduos de CCR, pode ser uma alternativa para solucionar o problema da

disposição deste resíduo no meio ambiente, além de gerar um produto de maior valor

agregado, sem que haja a produção de um novo resíduo. Incorporar resíduos a este elemento

pré-moldado pode ser interessante, uma vez que o bloco de concreto é produzido em larga

escala, tem fácil aplicação, é flexível (se adequando bem a várias situações), possui potencial

para encapsulamento de substâncias nocivas, é durável (se for bem confeccionado), e é

razoavelmente resistente a agentes químicos e físicos.

No Brasil e no exterior, algumas pesquisas têm buscado em áreas urbanas, o

reaproveitamento dos resíduos de concretos convencionais em blocos de concreto (HANSEN;

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NARUD, 1983; HANSEN, 1990; SAGOE-CRENTSIL, 2001; SOUSA, 2001; POON et al.,

2002). Entretanto, o resíduo de CCR ainda não tem sido objeto de estudo. Este estudo busca o

manuseio ambientalmente adequado dos resíduos de CCR gerados pelos sistemas construtivos

de barragens e pavimentos, analisando os resíduos de CCR oriundos de controles tecnológicos

de barragens executados nos laboratórios de FURNAS, através da produção de blocos de

concreto para alvenaria com agregados reciclados destes resíduos, contribuindo assim com o

desenvolvimento sustentável da construção.

1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DA PESQUISA

A partir da geração de resíduos de CCR, proveniente das atividades voltadas para

os sistemas de construções de barragens, pavimentos ou mesmo de atividades em laboratório,

surge um problema, pois o descarte inadequado destes resíduos pode ocasionar diversos

impactos, além dos ambientais, sociais e econômicos. Uma das soluções para este problema

passaria por desenvolvimento e implantação de tecnologias adequadas, que buscassem a

redução, reutilização e reciclagem destes resíduos.

À medida que se utiliza a técnica construtiva com CCR, os seus resíduos se

tornam muito importantes pela sua quantidade, características químicas, físicas e

potencialidade de reciclagem. A crescente utilização do CCR no Brasil pode ser evidenciada,

na prática, através de serviços prestados de controle tecnológico do concreto, nos estudos de

dosagens e nas construções de barragens em todo Brasil e no exterior, por FURNAS. Obras

executadas nos últimos 10 anos, como: Serra da Mesa (GO), Cana Brava (GO), Lajeado (TO),

Pindobaçu (BA), Capim Branco (MG), Barra Grande (RS), Campos Novos (RS), Irapé (MG),

Itapebi (BA), João Leite (GO), Dona Francisca (RS), Salto Caxias (PR), Bertarello (RS), Val

de Serra (RS), Tucurui (PA), Capanda (Angola), dentre outras, utilizaram o CCR em grande

escala (BATISTA, 2004).

Estimativas do Ministério de Minas e Energia (MME) prevêem, no período de

2003 a 2006, a elaboração de projetos e construção de 70 grandes barragens, onde muitas

destas, provavelmente, utilizarão a técnica construtiva com CCR. O Plano 2015, proposto em

1993 pelo Governo Federal, prevê a construção de mais 494 grandes barragens, dentre os anos

1993 a 2015. Segundo a Eletrobrás (1994), também existe um potencial que poderá vir a ser

explorado em Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), em torno de 942 novas barragens, até

o ano 2015.

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Com relação à utilização do CCR para pavimentação, o setor se mostra promissor.

Dados do DNER (2005) mostram que, dos 13,87% de malha pavimentada no Brasil até o ano

de 2004, somente 34% pode ser considerado em bom estado de conservação, 39% em estado

regular e 27% em péssimo estado de conservação, sem mencionar os trechos em obras. Com a

escassez de recursos, novas alternativas foram colocadas em prática na década de 90, a

exemplo do Programa de Concessões Rodoviárias, o Programa de Descentralização e

Restauração da Malha e o Programa Crema, de restauração e manutenção rodoviárias por

períodos de 5 anos (DNER, 2005). A utilização do CCR para pavimentação urbana passa a ser

uma alternativa técnica e economicamente muito promissora para melhoria da malha

pavimentada do Brasil, visto que, para sua execução são utilizados os mesmos equipamentos

de pavimentação conhecidos e largamente utilizados em todo o país.

O paradigma do desenvolvimento sustentável vem se consolidando como uma

referência fundamental para orientar todas as atividades humanas. Os sistemas construtivos

que utilizam CCR na construção de barragens, pavimentos ou mesmo como substituto ao

concreto convencional, apresentam grande potencial de gerar resíduos. Estima-se que para

cada grande barragem construída com CCR sejam gerados um volume igual a 1.000.000 m3

de resíduos de CCR, com difícil solução de disposição final.

No Brasil, dentre os principais centros que desenvolvem pesquisas com o CCR,

está o Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas S. A.

(DCT.T), localizado em Aparecida de Goiânia (GO), designado neste trabalho por FURNAS.

FURNAS é uma das concessionárias estatais do setor elétrico responsável pelo suprimento de

energia elétrica de uma grande parte do Brasil, atuando na geração e transmissão de energia, e

em especial na construção de usinas hidrelétricas. Subordinado à Superintendência de

Empreendimentos de Geração Hidráulica, o DCT.T é um órgão de FURNAS voltado ao

desenvolvimento de pesquisas e estudos, assim como ao controle tecnológico de qualidade,

nas várias fases que compõem uma obra de geração, atuando nas áreas de Concreto, Mecânica

dos Solos, Mecânica das Rochas e Geologia de Engenharia.

Desde a implantação de sua primeira obra, a Barragem de Furnas, FURNAS tem

acumulado uma experiência ímpar no setor, através da nacionalização e sistematização do

conhecimento adquirido. Este conhecimento tem permitido definir critérios de projeto a serem

empregados tanto nas barragens em construção como para os projetos de barragens futuras.

Devido à grandeza de suas dimensões, estas obras requerem o uso de avançadas tecnologias,

tanto para a adoção de soluções quanto para o atendimento aos requisitos técnicos. Em

FURNAS são desenvolvidos estudos com CCR de interesse próprio e de outras empresas

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I N T R O D U Ç Ã O 25

brasileiras e do exterior, além de serem apoiados desenvolvimentos de pesquisas acadêmicas,

através de convênios com universidades. Empresas como as Centrais Elétricas do Norte do

Brasil (ELETRONORTE), o Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento do Paraná

(LACTEC), a Companhia Energética de São Paulo (CESP) e os Laboratórios de Itaipu,

também investigam o comportamento do CCR no Brasil (BATISTA, 2004).

O processo de reciclagem do CCR é recente e praticamente inexistente na

construção mundial, portanto muitas pesquisas e testes práticos precisam ser realizados para

seu melhor conhecimento. Esta pesquisa procura utilizar o resíduo de CCR, como insumo

para um novo material e com isto resolver o problema ambiental da sua disposição.

As vantagens decorrentes do processo de reciclagem são extremamente visíveis,

principalmente nos dias atuais. No Brasil, este processo cresce no momento em que as

legislações sobre as questões ambientais ficam cada vez mais rigorosas, aumentando o nível

de conscientização das camadas mais consumidoras de bens. Outro fato importante, diz

respeito a simples disposição dos resíduos em aterros sanitários, que vêm se tornando em

alguns casos inviáveis. Isto porque, dentre outras questões, na maioria das vezes tais aterros

estão sujeitos ao esgotamento (CAMARGO, 1995).

No Brasil, existe uma malha viária muito grande a ser pavimentada e a qualidade

das pavimentações convencionais nos últimos tempos não têm atendido às expectativas do

usuário, devido aos altos índices de acidentes fatais que ocorrem nas estradas provocados

pelas péssimas condições das mesmas (DIÁRIO POPULAR, 2000; A TRIBUNA DE

SOROCABA, 2001). À medida que obras provisórias forem demolidas, bases de estradas

forem refeitas, tendo sido executadas com CCR, estes volumes poderão ser significativos.

Hoje a realidade de dificuldade na disposição final do resíduo de CCR, ainda é muito restrita

aos laboratórios, entretanto, soluções encontradas para estes casos pontuais poderão também

oferecer indicativos para futuras quantidades deste resíduo em outras áreas.

Mesmo apresentando uma solução para o problema da disposição do resíduo de

CCR específico de barragens, considerando a problemática que já envolve, tem-se uma

grande justificativa para a necessidade deste estudo.

1.2 OBJETIVOS

Esta pesquisa tem como objetivo geral contribuir para os estudos de alternativas

de disposição final do resíduo de CCR, avaliando a utilização destes resíduos, após o processo

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I N T R O D U Ç Ã O 26

de reciclagem, como agregado miúdo e graúdo na confecção de blocos de concreto para

alvenaria com e sem função estrutural.

São objetivos específicos:

• Apresentar alternativa para a disposição final do resíduo de CCR proveniente

de sistemas construtivos de barragens, pavimentos ou mesmo atividades laboratoriais;

• Caracterizar os agregados reciclados de CCR (análises químicas, físicas,

morfológicas e de impacto ambiental);

• Avaliar o desempenho dos agregados reciclados de CCR em blocos de

concreto com diferentes classes de resistência (2,5 MPa; 6,0 MPa; 8,0 MPa e 10,0 MPa),

quanto às seguintes propriedades: no estado fresco; trabalhabilidade e massa específica e no

estado endurecido; aspecto superficial, resistência à compressão, absorção de água, teor de

umidade e massa específica aparente seca.

1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO

A apresentação deste trabalho está divida em seis capítulos. Neste Capítulo 1,

como já apresentado, consta a introdução, a justificativa e os objetivos da pesquisa.

No Capítulo 2 é apresentada a revisão bibliográfica sobre o CCR e seu resíduo,

enfocando a utilização do CCR como material para barragens, pavimentos e controles

tecnológicos em laboratório. São apresentados alguns aspectos ambientais e econômicos

relativos ao resíduo de CCR proveniente de controles tecnológicos em laboratório e por fim,

apresenta-se o estado da arte sobre perspectivas de aproveitamento deste resíduo como

insumo na indústria da construção civil.

No Capítulo 3, apresentam-se aspectos importantes quanto aos blocos de concreto

para alvenaria, destacando-se definições, classificações, os materiais empregados,

características do concreto, metodologias de dosagem, processo de produção e algumas

pesquisas envolvendo a utilização de resíduos na sua produção.

O programa experimental está dividido em dois capítulos. No Capítulo 4, o

resíduo de CCR utilizado na pesquisa, é caracterizado quimicamente, fisicamente,

morfologicamente e ambientalmente verificando-se o potencial de aproveitamento deste

resíduo como substituição aos agregados convencionais, nos blocos de concreto. O Capítulo 5

consiste na utilização dos agregados reciclados de CCR como substituição aos agregados

convencionais, para blocos de concreto para alvenaria. Também, no Capítulo 5 encontra-se a

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análise dos resultados dos ensaios no estado fresco (trabalhabilidade e massa específica) e no

estado endurecido (aspecto superficial, resistência à compressão, absorção de água, teor de

umidade e massa específica aparente seca).

No Capítulo 6, são apresentadas considerações finais sobre o trabalho e sugestões

para futuras pesquisas.

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CAPÍTULO 2

CONCRETO COMPACTADO COM ROLO E SEU RESÍDUO

2.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO

O concreto compactado com rolo (CCR) é um concreto de consistência seca, não

mensurável pelo ensaio de abatimento do tronco de cone e consolidado por vibração externa,

por meio de equipamentos usualmente empregados na compactação de solos, como rolos

compressores lisos, estáticos ou vibratórios. Este tipo de concreto apresenta consistência

suficiente para suportar o peso do equipamento de vibração e para assegurar uma distribuição

homogênea da argamassa através do todo material, durante as operações de mistura e

compactação pela ação do rolo, apresentando no estado endurecido, características físicas e

propriedades similares às obtidas em concretos convencionais (SCHRADER, 1982;

OLIVEIRA; SALLES, 1995; RIBEIRO et al., 2000).

O consumo de cimento utilizado para o CCR pode variar de 40 Kg/m³ a 380

Kg/m³, em função do tipo e das exigências de desempenho específicas de cada aplicação deste

material. Em baixos consumos de cimento, o CCR apresenta-se com uma aparência

semelhante à brita graduada tratada com cimento (BGTC), muito utilizada em camadas de

base ou sub-base de pavimentos rígidos e semi-rígidos com a finalidade de elevar o módulo

de elasticidade das camadas subjacentes ao revestimento. Já, com maiores consumos de

cimento e preparado com uma curva granulométrica adequada, apresenta-se após o

adensamento, uma aparência de concreto convencional (ABREU, 2002).

A versatilidade do CCR nos dias atuais está impulsionando o seu uso para vários

tipos de projetos. Conforme Andriolo (1998), o CCR pode ser aplicado a barragens de

qualquer tamanho e para qualquer função. Pode ser empregado, essencialmente, como

substituto do concreto convencional, sendo também adequado para as seguintes situações:

• Proteção de margens de canais, lagos e reservatórios em lugar de rip-rap ou

gabiões;

• Lançamento de grandes blocos, praças ou áreas pavimentadas;

• Fundações massivas e lajes de fundação;

• Ensecadeiras;

• Enchimentos;

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• Reparos de emergência;

• Proteção de crista de barragens de terra;

• Reabilitação de barragens de terra e de concreto;

• Aumento da altura de barragens existentes.

A tecnologia do CCR tem desenvolvido e transformado vertiginosamente o

cenário das construções de barragens e pavimentos, modernizando os conceitos sobre os

processos construtivos, além de se mostrar uma técnica competitiva com os métodos já

consagrados.

2.1.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA

BARRAGENS

A tecnologia do CCR é uma das alternativas mais indicadas, do ponto de vista de

custo e beneficio, para barragens com fins de acumulação de água, como açudes para

irrigação ou perenização de rios; para controle de enchentes; geração de energia; lazer e

pavimentos. O CCR utilizado para construção de barragens e pavimentos concorre

diretamente com tecnologias que utilizam terra e as que utilizam enrocamento, apresentando

como vantagem a maior durabilidade (MEDEIROS, 2005).

Após a Segunda Guerra Mundial, a indústria de equipamentos pesados tornou

viável a utilização dos equipamentos de terraplenagem e o desenvolvimento intenso das

barragens de materiais soltos. Surgiu então, a idéia de se otimizar o processo executivo das

barragens de concreto com equipamentos semelhantes aos das obras de terra, utilizando-se um

concreto com consistência seca que suportasse o tráfego de equipamentos de transporte,

espalhamento e compactação.

Considera-se que a tecnologia da camada estendida aplicada em Alpe-Gera (altura

172 m e volume de concreto igual a 1.716.000 m3), localizada na Lombardia, Itália, no início

dos anos 60, seja a precursora direta do CCR para barragens. Nesta mesma década, em 1962,

foi executado em CCR, o núcleo de uma ensecadeira com 65 m de altura, na barragem de

Shimen, em Formosa. Desde então, esta técnica foi denominada Roller Compacted Concrete

(RCC) ou Concreto Compactado com Rolo (CCR) (ANDRIOLO, 1998).

O grande o impulso para o desenvolvimento do uso do CCR na construção de

barragens foi dado na conferência de Asilomar, na Califórnia (EUA), em 1972, onde a

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necessidade de um método mais rápido e também mais econômico para a construção de

barragens foi discutida, sendo apresentados trabalhos que relatavam a utilização do CCR

como material alternativo (ANDRIOLO, 1998). A partir dessa conferência, muitos outros

congressos relativos à tecnologia em CCR emergiram em todo o mundo difundindo as

vantagens deste tipo de concreto; não apenas em obras que demandam grandes volumes de

concreto, como as barragens, mas também em estruturas de proteção e reforço de taludes de

barragens de solo e enrocamento, com a finalidade de evitar ou limitar a erosão (LEITE, et

al., 1995). Algumas etapas básicas sobre o desenvolvimento de estudos e aplicações do CCR

no mundo, merecem ser mencionadas, tais como:

• Paquistão, 1974 – Obra de Tarbela, onde foram aplicados 2,6 milhões de m3 de

CCR na reconstituição de rochas erodidas (pico de 18.000 m3/dia);

• Japão, 1974 – Ministério das Construções iniciou programa de pesquisas,

incluindo CCR, objetivando reduzir custos e prazos na construção de barragens.

• Japão, 1979 – Construção da barragem de Shimajigawa, utilizando-se 170.000

m3 de CCR, batizado no Japão com o nome de Roller Concrete for Dam (RCD);

• Estados Unidos, 1984 – Projetada e construída a primeira barragem totalmente

em CCR, chamada Willow Creek, com 52 m de altura, utilizando volume de CCR igual a

329.000 m3 e prazo de lançamento do concreto de 5 meses.

No Brasil, a técnica do CCR teve seu primeiro registro no ano de 1976, quando

foi feita uma aplicação de CCR na construção do contrapiso de almoxarifados no canteiro de

obras da Usina Hidrelétrica de Itaipu, mostrada na Figura 2.1a. Na época, para estudar e

começar a desenvolver esta técnica, foram lançados 26.000 m3 em CCR, de um volume total

de 140 milhões de m3 de concreto (ANDRIOLO, 1998). Em 1978, foram desenvolvidos

estudos para utilização do CCR na rampa de acesso na Itaipu Binacional. No mesmo ano

foram executados 40.000 m3 de CCR para preenchimento das adufas de desvio da Usina

Hidrelétrica de São Simão. A partir de então, o CCR foi aplicado em Tucuruí (PA) e Três

Marias na década de 1980, em um trecho do muro da eclusa e em um aumento da altura do

vertedouro, respectivamente. Entretanto, a primeira barragem efetivamente construída no

Brasil com CCR foi a Saco de Nova Olinda (PB), em 1986, com 56 m de altura e com a

aplicação de 135.000 m3 de CCR, mostrada na Figura 2.1b. Posteriormente, a aplicação da

técnica do CCR foi disseminada por várias outras barragens (BATISTA, 2004; MEDEIROS,

2005).

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A experiência brasileira no estudo, desenvolvimento e aplicação do CCR em

barragens e pavimentos pode ser relatada de forma sucinta (MEDEIROS, 2005):

• 1976 – Hidrelétrica de Itaipu, primeira experiência brasileira, execução de um

piso da oficina mecânica da empreiteira;

• 1978 – Hidrelétrica de Itaipu, construção de maciços experimentais, ensaios de

laboratório e aplicação de CCR no preenchimento de alguns acessos às fundações da

barragem, atingindo o volume de 26.000 m3;

• 1978 – Hidrelétrica de São Simão, onde foram lançados cerca de 40.000 m3 em

locais diversos;

• 1982 – Hidrelétrica de Tucuruí, onde no muro da eclusa foram lançados cerca

de 12.000 m3, considerado o primeiro lançamento de CCR em estrutura definitiva;

• 1986 – Paraíba, barragem de abastecimento de Saco de Nova Olinda, com 56

m de altura e volume de 135.000 m3 de CCR lançados em 110 dias.

Figura 2.1 – (a) Primeira concretagem experimental com CCR no Brasil, realizada na usina de Itaipu; (b) Primeira barragem com CCR no Brasil, realizada em Saco de Nova Olinda (MEDEIROS, 2005).

Recentemente no Brasil, em 2001, foram construídas mais duas grandes obras em

CCR, a UHE Cana Brava (GO) e a UHE Lajeado (TO), sendo que a primeira foi executada

utilizando o método construtivo tradicional, ou seja, com lançamento de camadas horizontais

de 30 cm de altura e argamassa de ligação entre camadas e a segunda foi a pioneira no Brasil

a utilizar o método chinês rampado (BATISTA et al., 2001). Na Figura 2.2a e 2.2b são

mostradas as obras de barramento da UHE Cana Brava, nas quais foram utilizados CCR em

três estruturas: na barragem propriamente dita, na tomada d’água e no vertedouro (BABÁ et

al., 2001).

a b

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Figura 2.2 – (a) Barragem da UHE de Cana Brava (GO), localizada no Rio Tocantins; (b) Detalhe da UHE Cana Brava (GO) (FURNAS, 2001).

2.1.2 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA

PAVIMENTOS

A idéia de se utilizar o concreto na construção de pavimentos não é recente. A

primeira aplicação de CCR em pavimentos que se teve notícia foi realizada na Escócia, em

1865 (JOFRÉ, 1990). Entretanto, em 1894, por iniciativa de George Bartholomew, em

Bellefontaine, estado de Ohio (EUA), construiu-se o que se pode definir como o primeiro

pavimento de CCR, por apresentar consistência seca e ter sido aplicado pelo processo de

compactação (PASKO, 1998). Posteriormente, por volta de 1910, em Grand Forks, Dakota do

Norte (EUA), empregou-se o CCR também em pavimentação urbana. Na Inglaterra, desde

1944 esta alternativa tecnológica é utilizada (CARVALHO, 1995; ANDRIOLO, 1998). Por

outro lado, Andrews (1955) aponta como fato isolado e não investigado, a aplicação de

processos de estabilização de solos com cimento no Reino Unido, em 1917.

Outras obras julgadas emblemáticas são: caminho rural na Bélgica em 1935, pista

experimental na rodovia US 441 (EUA) em 1950; rodovias no Texas, Carolina do Sul e outros

estados americanos entre 1950 e 1960; além de vários pavimentos industriais, estradas e

aeroportos entre 1960 e 1990 (EUA); pavimentos de ruas, urbanizações, estradas vicinais e

rodovias na Espanha entre 1970 e 1990. Somam-se a estes, pavimentos em CCR de alta

resistência na Austrália entre os anos de 1986 e 1990, além de registros de pavimentação em

CCR no Japão, Suécia, Noruega, Canadá, Alemanha, Argentina, Chile, Uruguai e África do

Sul (PITTA; DIAZ, 1995; ANDRIOLO, 1998; ABREU, 2002).

a b

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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 33

No Brasil, existem alguns registros históricos da utilização do CCR em

pavimentos desde o ano de 1946, na pavimentação do Vale do Anhangabaú. Em 1950 houve a

pavimentação do aeroporto de Congonhas (SP) e alguns pavimentos no Rio de Janeiro (RJ) no

ano de 1954 (ANDRIOLO, 1998). Ocorreram também obras executadas pela Prefeitura

Municipal de Porto Alegre (RS), em 1972, aplicando o CCR como base de pavimento

asfáltico em vias urbanas (CARVALHO, 1995). Também há registro de utilização de CCR

como base de pavimento de concreto simples em Santa Catarina (SC), revestimento de ruas

em Salvador (BA), Pelotas (RS) e São Paulo (SP) (PITTA; DIAZ, 1995).

Em 1989, foram pavimentadas ruas urbanas com CCR, nos Bairros de São Mateus

e Santana, na cidade de São Paulo (SP) (ANDRIOLO, 1998). Em 1991, foi realizada

pavimentação urbana utilizando o CCR como base e revestimento nas cidades de Itajaí e

Criciúma, no estado de Santa Catarina (TRICHËS, 1995). Também, neste mesmo ano,

buscando verificar a viabilidade quanto a minimização dos custos do CCR na sua execução e

até mesmo o custo/benefício ao longo do tempo, utilizou-se 13 diferentes dosagens de CCR

para pavimentação de 13 trechos (localizados em 6 ruas) no DCT.T, em Aparecida de Goiânia

(GO). A área pavimentada foi de 3500 m², sendo utilizado um volume de 536 m3 de CCR,

conforme mostra a Figura 2.3 (ANDRADE et al., 2002).

Figura 2.3 – Concretagem experimental de CCR para camada final de pavimento rodoviário, realizada em FURNAS, Aparecida de Goiânia (GO): (a) Lançamento do CCR; (b) Compactação do CCR (FURNAS, 2001).

De acordo com Abreu (2001), o CCR apresenta grande vantagem na construção

de pavimentos, sendo cada vez mais estudado em centros de pesquisas renomados desta

técnica, como a Universidade de Sherbrooke (Canadá) e o DCT.T (Brasil). Como principais

vantagens, salientam-se a rapidez e praticidade de aplicação em relação a outras alternativas

ba

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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 34

de pavimentação. Além disto, os materiais constituintes do CCR são encontrados com certa

facilidade em qualquer região do país, podendo sua produção ser realizada em centrais

misturadoras de concreto, centrais dosadoras de concreto, e usinas contínuas de agregados,

solo-cimento e asfalto. O transporte do CCR pode ser realizado em caminhões betoneira e

caminhões basculantes (uma vez que sua consistência é seca).

2.1.3 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA

PESQUISAS EM LABORATÓRIO

De acordo com Paulon et al. (2004), a técnica construtiva com CCR de modo

geral, caracteriza-se pela peculiaridade de usar extensivamente equipamentos tipicamente

empregados em obras de terra/enrocamento, utilizando um material conhecido, que é o

concreto, procurando obter um máximo desempenho no quesito velocidade de lançamento,

aliado à baixos custos e teores de cimento relativamente pequenos, para redução dos efeitos

das mudanças de volumes de origem termogênicas do concreto. O processo executivo com

CCR impacta em todas as etapas construtivas, pois seus paradigmas de execução e controle

são particulares e totalmente diferentes da prática usual dos concretos convencionais, podendo

trazer aspectos a serem avaliados e monitorados ao longo da vida útil da obra.

Os estudos em laboratório para previsão do comportamento mecânico e de

trabalhabilidade do concreto vêm sendo sedimentados ao longo do último século. As

discrepâncias entre a condição de laboratório e de campo são mais agudas no caso do CCR,

onde os métodos usuais de ensaio não se adaptam facilmente à simulação da compactação por

rolo vibratório, da ligação entre camadas e da influência das condições climáticas (PAULON

et al., 2004). Uma alternativa para o processo é a confecção de pistas experimentais de CCR

em laboratório, com a finalidade de simular as condições de execução no campo, tanto para

barragens quanto pavimentos rígidos. Através da confecção destas pistas experimentais, é

possível obter informações sobre a caracterização dos materiais constituintes do CCR e o

desempenho das dosagens aplicadas em campo, conhecendo o comportamento do CCR e

facilitando a tomada de decisões, embasada em resultados confiáveis (GALLEGO et al.,

1999).

Esta técnica foi inicialmente tentada no Japão, com a criação de simulador de

compactação, hoje desativado. FURNAS, em Aparecida de Goiânia (GO), local onde foi

realizada esta pesquisa, possui um equipamento que simula uma pista experimental de CCR,

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totalmente automatizado, que possibilita a execução de CP’s compactados, com possibilidade

de variação da freqüência e energia de vibração do rolo e velocidade do percurso

(GALLEGO, 1998; MARQUES FILHO et al., 1998). As vantagens deste tipo de simulação

em laboratório são elencadas (GALLEGO et al., 1999; PAULON et al., 2004):

• Verificação do grau de compactação potencial as misturas;

• Avaliação da capacidade de compactação potencial das misturas;

• Avaliação da capacidade de compactação com equipamentos convencionais;

• Avaliação de vários tipos de mistura, podendo ser avaliada a granulometria,

teor de material cimentícios e finos, utilização de aditivos, entre outros;

• Simulação da execução de faces impermeáveis, ou do acabamento das faces;

• Simulação das condições de ligação entre camadas, podendo-se variar tempo

entre camadas sucessivas, bem como simular condições ambientais diversas;

• Simulação de variações das alturas das camadas de concreto.

Na Figura 2.4a, pode ser visualizado este equipamento e na Figura 2.4b está

mostrado o aspecto geral da pista experimental de CCR, confeccionada nas dimensões

aproximadas de: 300 cm de comprimento, 90 cm de largura e 110 cm de altura (2,97 m3 de

volume). A cura é feita através da câmara úmida construída especialmente para as pistas, com

cobertura móvel, onde a pista é colocada através de uma ponte rolante pela sua parte superior,

conforme mostrado na Figura 2.4c.

Figura 2.4 – Equipamento simulador de pista experimental para CCR: (a) Concretagem; (b) Detalhe do rolo compactador; (c) Cura úmida (FURNAS, 2003).

b

a

c

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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 36

Através da confecção da pista experimental, são obtidos testemunhos (extraídos

da pista) para realização de variados ensaios com CCR, utilizados para otimizar as misturas

sob diversas condições, além de determinar potencialmente os diversos parâmetros físicos de

interesse, criando condições para simular correções que serão requeridas durante a execução

real da obra. Na Figura 2.5 pode ser visualizada as extrações dos testemunhos de uma pista

experimental de CCR, em FURNAS.

Figura 2.5 – Extração de testemunhos da pista; (b) Aspecto dos testemunhos retirados para ensaios; (c) Resíduo de CCR gerado pelo processo (FURNAS, 2003).

Segundo Gallego et al. (2001), através da extração de testemunhos das pistas

podem ser realizados estudos preliminares das propriedades do CCR, tais como: resistência à

compressão, resistência à tração, permeabilidade, módulo de elasticidade, fluência,

capacidade de deformação, propriedades térmicas, cisalhamento e massa unitária.

2.2 RESÍDUO DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO PROVENIENTE DE

CONTROLE TECNOLÓGICO EM LABORATÓRIO

2.2.1 DEFINIÇÃO

A NBR 10004 (ABNT, 2004) define os resíduos sólidos como sendo “resíduos no

estado sólido e semi-sólido, que resultem de atividades da comunidade de origem: industrial,

doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta

definição, os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em

equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas

ba

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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 37

particularidades tornem inviáveis o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de

água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor

tecnologia disponível”.

A NBR 15114 (ABNT, 2004) define os resíduos de construção civil como sendo

resíduos provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção

civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como tijolos, blocos

cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e

compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos,

tubulações, fiação elétrica etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou

metralha.

De forma simplificada, o resíduo de CCR pode ser definido como um resíduo

proveniente de construções, reparos, reformas ou mesmo demolições de estruturas e

pavimentos que utilizam técnicas construtivas com CCR.

2.2.2 POTENCIAL DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR

As relações estrutura-propriedade constituem a essência da moderna ciência dos

materiais. O concreto tem uma estrutura muito heterogênea e complexa. É muito difícil

estabelecer modelos exatos, a partir dos quais o comportamento do material pode ser previsto

com segurança. Um conhecimento da estrutura e das propriedades de cada constituinte do

concreto e a relação entre elas são úteis para se exercer certo controle sobre as propriedades

do material (MEHTA; MONTEIRO, 1994).

Diversas pesquisas no Brasil e no mundo apontam as potencialidades do uso de

agregados reciclados provenientes de diferentes tipos de concretos, na produção de novos

concretos, argamassas e pavimentos. Uma avaliação do potencial de utilização dos agregados

reciclados de CCR pode ser feita através de uma análise comparativa da microestrutura de

concretos confeccionados com agregados convencionais e de concretos confeccionados com

agregados reciclados de concreto massa, conforme Buttler (2003) sugeriu em seus estudos.

Analisando a microestrutura do concreto com agregados convencionais podem ser

identificados dois constituintes principais: a pasta de cimento endurecida e o agregado.

Entretanto, a nível microscópico pode-se distinguir outra fase que está em contato com o

agregado graúdo: a zona de transição, que apresenta características distintas do restante da

pasta e que, segundo Neville (1997), geralmente é mais fraca do que as duas outras fases,

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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 38

exercendo conseqüentemente uma influência muito maior nas propriedades do material,

conforme mostra a Figura 2.6.

Figura 2.6 – Microestrutura do concreto produzido com agregado convencional (BUTTLER,

2003).

Com relação à microestrutura do concreto com agregado graúdo reciclado de

concreto, pode-se observar que as propriedades do material são influenciadas principalmente

pelas características da argamassa aderida ao agregado reciclado e pela nova matriz de

cimento em contato com o agregado reciclado, conforme mostra a Figura 2.7.

Figura 2.7 – Microestrutura do concreto produzido com agregado reciclado (BUTTLER, 2003).

A B

C

A = Agregado graúdo B = Zona de transição C = Matriz de cimento

A = Agregado graúdo B = Zona de transição C = Argamassa aderida A+B+C = Agregado reciclado D = Zona de transição pasta/agregado reciclado E = Nova matriz de cimento

AB C

D

E

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A fase agregado é predominantemente responsável pela massa unitária, módulo de

elasticidade e estabilidade dimensional do concreto. A massa específica do agregado graúdo

influi diretamente na massa específica do concreto, sendo também diretamente proporcional à

resistência do concreto, isto é, quando maior a porosidade (índice de vazios) do agregado,

menor será sua resistência tornando-se o elo fraco da mistura (MEHTA; MONTEIRO, 1994).

A argamassa aderida ao reciclado de CCR representa o elo mais fraco da mistura,

caso sua resistência seja menor que a resistência da nova zona de transição, devido à sua

maior porosidade (LEITE, 2001; BUTTLER, 2003). Assim, para concretos produzidos a

partir de agregados reciclados de CCR, devido ao baixo consumo de cimento, a zona de

transição pode representar o elo fraco do conjunto desde que sua resistência seja menor que a

resistência da argamassa aderida ao agregado reciclado.

A matriz é formada pela zona de transição entre agregado e pasta e a pasta de

cimento propriamente dita. É constituída por diferentes tipos de compostos hidratados do

cimento; os mais importantes são os silicatos hidratados (C-S-H) que podem parecer como

estruturas fibrosas, hidróxido de cálcio Ca(OH)2 que cristaliza em grandes placas hexagonais

superpostas e a etringita, que cristaliza no início da pega na forma de agulhas.

A zona de transição apresenta características diferentes do restante da pasta, sendo

caracterizada pela sua maior porosidade e heterogeneidade. Esta porosidade é decorrente da

elevação da relação água/cimento em decorrência do filme de água se formar em torno do

agregado graúdo; verifica-se, também, falha na aderência entre pasta e agregado relacionada à

formação de grandes cristais que apresentam superfície específica menor, fato este que

diminui a força de adesão (Forças de Van der Waals). Todas essas características contribuem

para que a zona de transição seja considerada o elo fraco do conjunto, estando sujeita a micro-

fissuração devida a pequenos acréscimos de carga, variações de volume e umidade.

Segundo SILVA (2000), os principais tipos de ligações presentes numa pasta de

cimento-agregado são enumerados a seguir:

• Ligação mecânica: por rugosidade superficial do agregado em que os cristais

dos componentes hidratados do cimento envolvem as protuberâncias e as asperezas da

superfície dos materiais aglomerados;

• Aderência devido à absorção, pelo agregado, da água contendo parte do

aglomerante dissolvido; o qual, após penetrar na superfície da partícula, cristaliza-se no

mesmo tempo que a pasta, ligando-se a ela;

• Atração entre a pasta de cimento e a superfície do agregado, por força de Van

der Waals – ligação puramente física;

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• Continuidade da estrutura cristalina do inerte nos produtos da hidratação do

cimento. Uma espécie de ligação, na qual os cristais dos componentes do cimento hidratado

prolongam os do agregado, tendo em comum entre si as suas redes cristalinas;

• Aderência química entre os produtos de reação da hidratação do cimento e as

superfícies do agregado.

Segundo Buttler (2003), em concretos produzidos com agregados reciclados, a

zona de transição pode representar o elo mais fraco do conjunto (agregado, matriz de

cimento), desde que a resistência deste concreto seja inferior à resistência da argamassa

aderida ao agregado reciclado que foi utilizado para produção deste concreto. Para resíduos

de concreto que foram reciclados logo após sua geração, isto é, que possuem uma grande

quantidade de cimento não-hidratado presente na sua superfície, a resistência do conjunto será

determinada pelas características da argamassa aderida ao agregado. Neste caso, haverá mais

partículas de cimento para se hidratarem na nova zona de transição e capazes de se dispor

densamente junto das partículas grandes do agregado; como conseqüência, a zona de transição

terá um menor índice de vazios e influenciará de maneira menos significativa a resistência.

Pode-se citar também o efeito filler provocado por estas partículas não-hidratadas que produz

um maior empacotamento e preenchimento dos vazios da matriz e na interface, ocasionando

um efeito parede que proporciona uma maior compacidade localizada; gerando uma ligação

mais eficiente entre pasta e o agregado.

É bem provável que concretos com agregados reciclados de CCR apresentem

diferenças com relação às apontadas neste subitem, visto que a maioria destas estão

relacionadas a concretos produzidos com agregados reciclados de concretos convencionais.

Todavia, esta análise microestrutural apresentada, torna-se fundamental para interpretação de

concretos confeccionados com agregados reciclados, de modo geral.

2.3 PERSPECTIVAS DE UTILIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE CONCRETO

COMPACTADO COM ROLO

Os resíduos de CCR, sejam oriundos de execução de obras, sejam oriundos de

atividades laboratoriais, poderão seguir o mesmo caminho de experiências envolvendo outros

resíduos de concretos, no que se refere ao seu aproveitamento. A utilização de variados

resíduos de concreto como agregados para construção, tem avançado fortemente com a maior

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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 41

abordagem dos problemas ambientais atuais e decorrentes no futuro. Muitos pesquisadores

consideram que o emprego do resíduo de concreto, em novos concretos e argamassas, como a

forma mais eficaz de tentar fechar o ciclo de vida dos materiais de construção (LEITE, 2001).

Comparado com outros resíduos, o resíduo de CCR não oferece grandes riscos à

população e ao meio ambiente, pelo fato de ser inerte. Disposto de forma inadequada causa

assoreamento do leito de ribeirões como principal poluição gerada (BRITO FILHO, 1999).

Entretanto, os resíduos descartados pelas obras que utilizam tecnologia do CCR podem se

constituir a longo prazo em verdadeiras jazidas de matérias-primas. Assim, a questão dos

resíduos de CCR provenientes de controle tecnológico em laboratório, pode ser uma

alternativa interessante para os laboratórios que trabalham com esta tecnologia e se deparam

diariamente com problemas de gerenciamento destes rejeitos.

Algumas utilizações de resíduos de concreto já são bem difundidas, como a

utilização em bases e sub-bases de pavimentos, produção de concretos magros sem fins

estruturais, produção de blocos de concreto, utilização em projetos de drenagem, entre outros.

Todavia, autores como: SIMONS; HENDERIECKX, 1993; COLLINS, 1998; MAULTZSCH;

MELLMANN, 1998; VAN DER WEGEN; HAVERKORT, 1998; BANTHIA; CHAN, 2000;

CARNEIRO et al., 2001; FONSECA SILVA et al., 2001; LEITE, 2001; LEVY, 2001;

SOUSA, 2001; BUTTLER, 2003, SHAYAN; XU, 2003, concordam que o mercado dos

resíduos de construção deve crescer e, paralelo a isso, a sua utilização em variados tipos de

concreto é, sem dúvida, uma das melhores alternativas para que este propósito seja alcançado.

Alguns estudos já foram realizados para utilização de resíduos de concreto na

produção de concreto, principalmente no exterior (RANVIDRARAJAH, et al. 1987;

HANSEN, 1992; SCHULZ; HENDRICKS, 1992). Países como a Alemanha (um dos

precursores do uso de resíduos de demolição), Estados Unidos, Dinamarca, França, Bélgica e

Inglaterra já fazem uso deste tipo de resíduo e têm muitos estudos sobre a utilização do

material e o seu comportamento.

Com base nestas pesquisas, constata-se que o agregado obtido a partir da

reciclagem de resíduo de concreto, neste caso, o agregado obtido do resíduo de CCR, pode ser

aplicado em serviços como pavimentação, argamassas de assentamento e revestimento,

concretos, fabricação de pré-moldados (blocos, briquetes, meio-fio e outros), serviços de

drenagem, entre outros (HANSEN, 1992; MEHTA; MONTEIRO, 1994; PINTO 1989;

HAMASSAKI et al., 1996; LEVY 1997; LATTERZA, 1998; ZORDAN 1997).

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 42

CAPÍTULO 3

BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA

3.1 DEFINIÇÃO

A alvenaria é definida como um conjunto de unidades (neste caso, os blocos)

dispostas em camadas e unidas entre si por juntas de argamassa, formando um conjunto rígido

(SABBATINI, 1984). Segundo Medeiros (1993), estas unidades de alvenaria, ou seja, os

blocos ocupam em torno de 98% do volume da parede. Desta forma, esta definição de

alvenaria, bem como a sua porcentagem que é constituída por blocos, demonstra a

importância do bloco na alvenaria, destacando-o como principal componente do conjunto e,

como tal, o maior responsável pelas propriedades resistentes da alvenaria.

Os blocos de concreto para alvenaria podem ser definidos, como elementos pré-

moldados de concreto obtidos a partir da mistura adequada entre agregados graúdos e miúdos,

cimento, água e eventualmente, aditivos. Tal mistura, depois de compactada ou prensada em

moldes específicos ganha resistência e durabilidade suficientes para diversas aplicações,

especialmente para a execução de alvenarias (MEDEIROS, 1993).

Segundo Holanda Jr (2002) e Medeiros (1993), o bloco de concreto pode ser

especificamente definido como a unidade de alvenaria constituída pela mistura homogênea,

adequadamente proporcionada, basicamente composta de cimento Portland, agregado miúdo e

graúdo e água, conformada através de vibração e prensagem, possuindo dimensões superiores

a (250 x 120 x 55) mm, correspondendo a comprimento, largura e altura, respectivamente.

3.2 CLASSIFICAÇÃO

A normalização brasileira define basicamente dois tipos de blocos de concreto, de

acordo com sua aplicação: para vedação, o bloco vazado de concreto simples para alvenaria

sem função estrutural - NBR 7173 (ABNT, 1982) e com função estrutural, o bloco vazado de

concreto simples para alvenaria estrutural - NBR 6136 (ABNT, 1994).

A resistência à compressão é uma propriedade fundamental para os blocos

estruturais, justamente por sua função e também porque a durabilidade, a absorção de água e a

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permeabilidade da parede estão intimamente ligadas a esta propriedade. Deste modo, os

blocos são classificados de acordo com a resistência, a saber: blocos sem função estrutural

com resistência média de 2,5 MPa ou mínima individual de 2,0 MPa, segundo a NBR 7173

(ABNT, 1982) ao passo que os blocos com função estrutural devem apresentar resistência

mínima de 4,5 MPa, seguindo os patamares de 6,0 MPa, 7,0 MPa, 8,0 MPa, 9,0 MPa, 10

MPa, 11 MPa, 12 MPa, 13 MPa, 14 MPa, 15 MPa e 16 MPa, conforme classifica a NBR 6136

(ABNT, 1994).

3.3 MATERIAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO DOS BLOCOS

Como regra geral, a maioria dos pesquisadores indica que os materiais adequados

para a produção de concreto convencional são também adequados para produção de blocos de

concreto para alvenaria, dede que sejam consideradas as peculiaridades intrínsecas de cada

processo (ABCP, 1978; MEDEIROS, 1993; FERREIRA JUNIOR, 1995; FRASSON, 2000;

SOUSA, 2001). Os materiais utilizados na produção dos blocos de concreto são resumidos

em: aglomerante, agregados graúdos, agregados miúdos e água. Ainda nesta lista, podem-se

incluir os aditivos redutores de água e plastificantes, como também corantes inorgânicos,

quando se tem o objetivo produzir blocos decorativos (ANDOLFATO, 2002; HOLANDA JR,

2002; MAIA et al., 2002; SABBATINI, 2002).

3.3.1 CIMENTO

Todos os tipos de cimento Portland podem ser utilizados na produção de blocos

de concreto, segundo as prescrições da NBR 6136 (ABNT, 1994), devendo atender às

especificações quanto aos limites mínimos de qualidade, das seguintes normas brasileiras:

NBR 5732 (ABNT, 1992), NBR 5733 (ABNT, 1991), NBR 5735 (ABNT, 1991), NBR 5736

(ABNT, 1991) ou NBR 11578 (ABNT, 1991). É importante ressaltar a necessidade de que

seja observada a compatibilidade entre o tipo de cimento e os demais materiais (agregados,

adições e aditivos principalmente) e entre o processo de cura utilizado, onde, dependendo das

especificações, poderá alterar as propriedades dos blocos (MEDEIROS et al, 1994; SOUSA,

2001).

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 44

3.3.2 AGREGADOS

Para a obtenção das propriedades desejadas no concreto para produção de blocos,

as características dos agregados devem ser observadas, pois interferem na aderência com a

pasta de cimento, alterando a homogeneidade e a resistência do concreto obtido (MEDEIROS,

1993). Não há restrições quanto aos tipos de agregados utilizados no preparo dos blocos de

concreto, desde que atendam aos requisitos necessários quanto à granulometria, podendo ser

de origem natural, já encontrados fragmentados ou resultantes da britagem de rochas.

Entretanto, é muito importante que substâncias nocivas, tais como: torrões de argila, materiais

friáveis, materiais carbonosos, materiais pulverulentos e substâncias orgânicas estejam dentro

dos limites aceitáveis para agregados conforme estabelece a NBR 7211 (ABNT, 2005).

Em síntese, os agregados miúdos e graúdos podem ser de origens naturais ou

resultantes da britagem de rochas, conforme os padrões estabelecidos pela NBR 7211 (ABNT,

1983), ou agregados leves tais como a escória de alto forno, cinzas volantes, argila expandida

ou outros agregados, que apresentem massa específica normal conforme recomenda a NBR

6136 (ABNT, 1994). Sousa (2001) comenta que a prática da utilização de agregados materiais

alternativos, em muitos casos, não é acompanhada de uma avaliação experimental,

principalmente no que se refere ao proporcionamento entre os materiais constituintes e ao

desempenho dos componentes ao longo do tempo.

Na região de Aparecida de Goiânia (GO), onde se realiza este trabalho, evidencia-

se grande utilização de agregados em blocos de concreto, com as seguintes características:

• Graúdo: brita com graduação zero segundo a NBR 7211 (ABNT, 2005),

dimensão máxima característica igual a 9,5 mm, com elevada percentagem de pó de pedra e,

em conjunto com a composição, areia muito fina de cava com dimensão máxima

característica igual a 2,36 mm - Zona Utilizável Inferior da NBR 7211 (ABNT, 2005);

• Miúdo: areia grossa natural com dimensão máxima característica igual a 6,3

mm - Zona Ótima da NBR 7211 (ABNT, 2005) ou resultante da britagem de rochas, com as

mesmas especificações.

3.3.3 ÁGUA

Segundo as especificações da NBR 6136 (ABNT, 1994), a água utilizada para

fabricação dos blocos de concreto deve ser isenta de substâncias prejudiciais à hidratação do

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 45

cimento (material orgânico, ácido). Cabe aqui mencionar a normalização específica para água

destinada ao amassamento de concreto, qual seja: NBR NM 137 (ABNT, 1997), onde estão

especificados padrões exigíveis para água de mistura do concreto. Seguindo as especificações

destas normalizações, presumem-se como satisfatórias as águas tratadas e utilizadas no

abastecimento público, sendo as águas potáveis quase sempre adequadas para a produção dos

blocos.

3.3.4 ADITIVOS

Conforme a normalização que prescreve os blocos de concreto para alvenaria –

NBR 6136 (ABNT, 1994), é permitido o uso de aditivos, desde que não acarretem efeitos

prejudiciais devidamente comprovados por ensaios. Segundo Holanda Jr. (2002), alguns

fabricantes utilizam também aditivos plastificantes para facilitar a moldagem dos blocos, o

que possibilita uma redução da relação água/cimento e facilita a limpeza das partes da

máquina que entram em contato com a mistura, além de proporcionar um aumento da

produtividade do equipamento.

Segundo Medeiros (1993), os aditivos mais utilizados na fabricação dos blocos de

concreto são os redutores de água. Estes aditivos têm como função reduzir a quantidade de

água de amassamento do concreto para uma dada consistência. Como resultado, tem-se uma

redução do consumo de cimento do concreto onde a relação água/cimento é constante.

3.4 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO PARA BLOCOS

Os concretos utilizados na produção dos blocos para alvenaria, são concretos de

consistência seca, semelhante à terra úmida (TANGO, 1994). Caracterizam-se pela presença

significativa de vazios não comunicáveis na sua estrutura e pela ausência de exsudação,

sendo, genericamente, denominados como concretos secos (ABREU, 2002). Estes concretos

apresentam abatimento zero, havendo necessidade de que a retirada de ar aprisionado seja

realizada por máquinas que confiram compacidade à mistura.

Os produtos fabricados com concretos secos sem manutenção de formas, precisam

ter coesão suficiente para manterem-se íntegros até seu endurecimento, sem sofrer

desmoronamento, deformação, quebra de arestas ou quaisquer outros danos. Esta coesão da

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 46

mistura no estado fresco é obtida em função de uma boa dosagem combinada com adequada

energia de compactação, onde os finos do concreto têm papel importante na produção da pasta

que proporciona coesão à mistura (ABREU; KATTAR, 2000).

3.4.1 ÍNDICE DE VAZIOS

O índice de vazios é um parâmetro para a avaliação da compacidade de um

material, sendo muito utilizado na mecânica dos solos. Corresponde à relação entre o volume

de vazios presentes entre os grãos de um determinado material e o volume total do recipiente

que o contém. Em agregados para concreto, podem ajudar a definir a qualidade de uma areia

principalmente no que diz respeito à sua distribuição granulométrica: quanto menor for o

índice de vazios de um agregado, melhor é o arranjo entre seus grãos, menor será a

quantidade de finos necessária para o seu envolvimento e consequentemente menor será o

consumo de cimento da argamassa e do concreto, resultando em adequada coesão e

compacidade da mistura (ABREU, 2002).

Mehta e Monteiro (1994) concluíram que um arranjo denso dos agregados, com o

menor número de vazios, será o mais econômico, pois irá requerer a mínima quantidade de

pasta. Esta conclusão, segundo estes autores, levou a um elevado número de estudos teóricos

sobre características de arranjos de materiais granulares com objetivo de obter expressões

matemáticas ou curvas de distribuição granulométrica ideais, as quais poderiam auxiliar na

composição ideal das partículas de diferentes dimensões visando produzir o mínimo de

vazios.

A dosagem dos concretos secos é geralmente executada pelo método menor

volume de vazios, ou seja, consiste em encontrar a melhor proporção entre os agregados de

maneira a propiciar o menor volume de vazios possível entre os agregados componentes do

concreto (FRASSON, 2000). Isto significa que as dosagens visam alcançar maiores massas

unitárias, ou seja, maior massa de material em um mesmo volume diminuindo o volume de

vazios. Esta busca por um menor volume de vazios tem por objetivo encontrar um

proporcionamento entre agregados que resulte em uma mistura mais compacta por ter relação

direta com a resistência à compressão. Deste modo, o alcance destas propriedades vai

depender muito do tipo de agregado e suas composições devido às diferentes granulometrias e

formas dos agregados que irão compor os traços.

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 47

3.4.2 QUANTIDADE DE ÁGUA

O concreto utilizado na produção de blocos é muito mais sensível às variações do

conteúdo de água do que outros concretos de cimento Portland. A falta de água aumenta a

probabilidade de segregação, dificultando a compactação e o acabamento superficial,

enquanto que o excesso de água provoca a instabilidade da mistura durante a compactação.

Entretanto, tanto a falta quanto o excesso de água, em relação à quantidade ótima, produzem

diminuição da resistência mecânica do material.

A influência da quantidade de água na consistência dos blocos de concreto, está

intimamente relacionada aos fatores externos, como a energia de compactação empregada, e

fatores internos, como a curva granulométrica do concreto, os tipos de agregados utilizados,

quantidade e tipo de cimento empregado e aditivo eventualmente utilizado na mistura,

principalmente nas fases de produção, o que resultará ou não em um concreto com

trabalhabilidade.

Entende-se por trabalhabilidade do concreto seco, como a facilidade de se

produzir, transportar e aplicar o concreto com o auxílio do equipamento apropriado, com a

mínima perda de homogeneidade e mantenham-se intactas as características de aspecto visual,

forma e coesão do produto recém adensado, além de aceitáveis níveis de produtividade. Vale

ressaltar que esta propriedade não é facilmente parametrizada como, no concreto plástico,

pela medida de consistência pelo abatimento do tronco de cone, conforme especificações da

NBR NM 67 (ABNT, 1998).

Uma vez que a caracterização da trabalhabilidade através de medições é difícil e

às vezes tendendo a impossível, destaca-se a inspeção visual como parâmetro de medida de

um concreto trabalhável (ANDRIOLO et al., 1993). Ao contrário do concreto plástico, a

relação água/cimento necessária ao concreto seco deverá ser a máxima possível, desde que se

garanta trabalhabilidade adequada ao concreto (ABREU; KATTAR, 2000; TANGO, 1994).

Esta quantidade de água é conhecida como teor de umidade do concreto fresco ou teor de

água/materiais secos do concreto, aqui simplificado como teor de água.

A porcentagem ótima de água no concreto para produção de blocos varia de 4% a

7% da massa dos materiais secos, sendo necessárias, na maioria dos casos, quantidades de

água variando entre 110 l/m³ a 130 l/m³ de concreto (KOKUBO et al., 1996), o que

corresponde aproximadamente a 70% do volume de água necessário à produção de um

concreto plástico tradicional (±190 l/m³).

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Existe, para cada traço, equipamento e procedimento de moldagem, um teor ótimo

de água necessário para obter a melhor compacidade do concreto fresco. Geralmente, esse

teor ótimo de água, corresponde à máxima resistência mecânica que o concreto pode alcançar

(TANGO, 1994). No gráfico mostrado na Figura 3.1 pode-se visualizar o comportamento do

concreto em relação à quantidade de água utilizada na sua mistura.

Figura 3.1 – Efeito da quantidade de água nos concretos secos e plásticos (ABREU; KATTAR, 2000).

Neville (1997) comenta que o intervalo de validade da Lei de Abrams é limitado,

sendo que em valores muito baixo de relação água/cimento, a curva deixa de ser seguida

quando o adensamento pleno não é mais possível. Neste ponto, o adensamento só é possível

com o emprego de equipamento mecânico, caracterizando-se o concreto seco. Isto ocorre

porque a água dosada confere à mistura uma plasticidade que facilita a prensagem do material

nas formas da máquina. Existe uma umidade ótima que misturas conseguem obter uma

melhor compacidade, bem parecido com o que ocorre na compactação dos solos, por

exemplo. Todavia, existe uma quantidade limite acima da qual as peças não conseguem ser

produzidas (FRASSON, 2000). Observa-se também um ganho de resistência com o aumento

da água, devido ao fato da mistura mais úmida ser mais fácil de ser compactada, resultando

numa menor quantidade de vazios devido à melhor acomodação das partículas na peça

moldada e aumento de peso por unidade de volume (VARGAS, 1977).

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Abreu (2002) elencou os pontos mais comuns dos procedimentos de dosagem dos

concretos para blocos, quais sejam:

• A Lei de Abrams não é aplicável;

• A resistência está sempre associada à compactação do material;

• O proporcionamento dos agregados é feito procurando-se o proporcionamento

que confira o menor consumo de cimento;

• A compactação é sempre facilitada com o aumento da umidade até certo ponto

onde a água em excesso produz um aumento na porosidade como no caso dos concretos

plásticos;

• A pasta deve preencher o volume de vazios dos “agregados totais”;

• O equipamento é parte fundamental na dosagem, pois vai conferir a energia de

compactação.

3.4.3 MÉTODOS DE DOSAGEM

A dosagem dos concretos para blocos se reveste de peculiaridades, devido às

técnicas utilizadas, as quais exigem cuidados especiais às misturas. Devido ao elevado

consumo de cimento dos blocos, o consumo mínimo de cimento passa a ser uma preocupação

dominante, tanto pelo aspecto econômico, como pelo técnico (para minimizar as variações de

volume devidas à retração por secagem).

Nos concretos para blocos, assim como nos concretos convencionais, a dosagem

nada mais é do que a busca da melhor composição dos materiais constituintes, de forma que

no estado fresco o concreto seja trabalhável, permitindo adequada moldagem das peças e que,

após o endurecimento, elas tenham qualidade assegurada.

Conforme Medeiros et al. (1994), a maioria dos fabricantes de blocos no Brasil

não aplica qualquer método racional na dosagem do concreto de seus componentes.

Usualmente adota-se um método empírico de proporcionamento dos materiais baseado em

séries de tentativa e erro. Tal prática, segundo o autor, pode acarretar um alto consumo de

cimento, que seria desnecessário, provocando perdas em economia e produtividade.

A seguir são apresentados os métodos de dosagem mais utilizados para o

proporcionamento de misturas para produção de blocos de concreto.

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3.4.3.1 Método Besser Company

Este método foi formulado por Lucas Pfeiffenberger e adotado pela fabricante de

máquinas vibro-prensas norte americana, a Besser Company. Baseia-se no ajuste do traço

pelo módulo de finura das misturas. No Brasil, este método foi muito utilizado pela empresa

ENCOL, que desenvolveu junto ao EPUSP, um manual sobre o processo produtivo e dosagem

de blocos de concreto, intitulado Manual do Processo Construtivo Poli-Encol para Blocos e

Pré-Moldados (EPUSP; ENCOL, 1991).

Este método exige que se disponha de agregados com granulometrias desejadas.

(areia média e pedrisco), bem como um proporcionamento inicial estabelecido na faixa de

40% para o pedrisco e 60% para a areia média, em massa. No caso de não se ter

disponibilidade destes agregados, é necessário que se faça uma adequação com um terceiro

tipo de material para que este, juntamente aos outros, se enquadre nas faixas granulométricas

dos grupos de peneiras propostos.

Também são apresentados por Epusp e Encol (1991), alguns traços e ajustes que

devem ser dados ao processo produtivo a fim de obter êxito nas resistências à compressão a

serem atingidas nos ensaios. Segundo este manual, cuidados para a mistura e produção dos

blocos devem ser tomados, tais como:

• Ajustes no equipamento e tempos de produção adotados na vibro-prensa;

• A mistura deve possuir cerca de 6% a 7,5% de umidade;

• A relação cimento/agregado a ser utilizada dependerá da resistência à

compressão desejada para os blocos;

• Os blocos devem ser avaliados quanto à sua textura;

• Deve-se controlar o tempo de ciclo na vibro-prensa para evitar variações nas

resistências dos blocos.

3.4.3.2 Método ABCP

A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) apresentou em 1990 este

método em forma de boletim técnico desenvolvido por Sylvio Ferreira Jr., intitulado Produção

de Blocos de Concreto para Alvenaria – Prática Recomendada, apresentado no manual ABCP

(1990). Este método baseia-se no alcance de proporcionamentos entre os agregados miúdos e

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graúdos que resultem na máxima compacidade possível da mistura. Segundo Andolfato

(2002), o termo compacidade é utilizado para expressar a densidade final seca dos blocos, ou

seja, maior ou menor índice de vazios.

Segundo esta metodologia, a maior compacidade alcançada pela mistura trará

maior resistência aos blocos de concreto. O método consiste na comparação de massas que

cabem em um recipiente padronizado e de volume conhecido. O procedimento para dosagem

consiste no encontro da mistura com maior massa, através das seguintes etapas:

• Secagem dos agregados utilizados (recomenda-se a utilização de areia de

graduação média e brita de graduação 0);

• Proporcionamento de cada um dos agregados de modo a produzir um agregado

total com a máxima compacidade possível;

• Colocação dos agregados previamente misturados no recipiente com quadro

(colarinho) metálico já adaptado (40 cm x 40 cm) e de volume conhecido, adensar, retirar o

quadro, rasar e pesar. A composição que apresentar a maior massa será a composição ideal;

• Para trabalhar com mais de dois agregados, determina-se a composição com os

dois agregados de maiores módulos de finura e depois, esta composição com o agregado de

menor módulo de finura.

3.4.3.3 Método IPT/EPUSP adaptado para concretos secos

Este método foi proposto por Carlos Tango, baseando-se no método IPT/EPUSP

utilizado para dosagem de concretos plásticos e adaptado para a produção de concreto para

blocos. Tango (1994) propôs este método racional de dosagem de concreto para blocos

estruturais, combinando os agregados miúdos e graúdos de forma a obter um máximo grau de

compactação durante a moldagem nas vibro-prensas, compreendendo basicamente seis

passos:

• Ajuste dos agregados;

• Estabelecimento da resistência média a ser obtida;

• Estimativa dos teores de agregado/cimento, definindo-se três traços de

concreto: rico, médio e pobre;

• Determinação da proporção de argamassa e da umidade ótima do traço médio

que no estado fresco deve apresentar bom aspecto superficial dos blocos, massa unitária

elevada e boa trabalhabilidade;

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• Confecção das misturas experimentais e ensaio dos blocos à compressão,

correlacionando os resultados e empregando um diagrama de dosagem. Este diagrama possui

quatro quadrantes, onde cada um deles possui uma relação própria que é interligada aos

quadrantes adjacentes;

• Finalmente, com esse resultado, pode-se determinar graficamente a relação

água/cimento correspondente a qualquer resistência dentro do campo pesquisado.

3.4.3.4 Método Columbia

Este método foi sugerido pelo fabricante de máquinas vibro-prensas Columbia,

baseado em estudos realizados por Wilk (1948 apud Frasson, 2000) e Menzel (1934 apud

Frasson, 2000). Diferentemente das metodologias descritas anteriormente, este método

preocupa-se muito com as características dos blocos e suas misturas, tais como: resistência à

compressão, textura, porosidade, trabalhabilidade e disponibilidade dos agregados. Este

método propõe estudos em blocos de concreto moldados em laboratório, utilizando-se

conceitos como o módulo de finura ótimo das misturas. Também são recomendados critérios

para uma adequação da trabalhabilidade, facilidade de compactação e produção (tenham

coesão). Para isto elas devem possuir uma quantidade mínima de finos, variando de 12% a

15% de finos, em volume, passantes na peneira de diâmetro 0,3 mm, com relação à mistura

total (incluindo o cimento), geralmente dão resultados satisfatórios neste método.

Recomenda-se também, em alguns casos, dependendo do tipo de areia utilizada e forma do

agregado graúdo, pode ser feita uma correção e estes teores podem variar de 18% a 20%.

De acordo com esta metodologia, quase todos os fabricantes de blocos utilizam

agregados graúdos com dimensões menores que 12,5 mm. O agregado não pode ser maior que

a espessura da parede dos blocos (fator limitante deste tamanho), que na maioria dos casos

gira em torno de 1,5 cm a 3 cm. Uma das recomendações propostas por esta metodologia é

que a combinação de agregados miúdos e graúdos gere uma mistura que tenha 100% de

agregados passante na peneira de diâmetro 9,5 mm e 20% a 30% de agregados passante na

peneira de diâmetro 4,75 mm.

Esta metodologia recomenda também que o único modo de realmente testar a

mistura adequada é produzindo concretos que variam o agregado graúdo de 25% a 55%,

misturando-o com o agregado miúdo e diferentes proporções de cimento, quais sejam: 1:6,

1:7, 1:8, 1:9, 1:10 e 1:11. Segundo esta metodologia, não são necessários percentuais maiores

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que 40% de agregados graúdos na mistura para alcançar a máxima resistência mecânica das

peças produzidas com determinada quantidade de cimento.

3.4.3.5 Método Dafico

Este método de dosagem foi desenvolvido por José Dafico Alves, descrito em

Alves (2004). É apresentado com maior detalhamento neste trabalho, por ter sido empregado

nos experimentos realizados no Capítulo 5.

Os agregados para a produção de blocos segundo este método, podem ser desde o

pedrisco (pó de pedra) até a brita 0, desde que estes apresentem dimensão máxima de 9,5 mm

a 12,5 mm. Este método apresenta uma inovação ao recomendar a utilização de 10% de pó de

pedra (resíduo da britagem) na composição das misturas. Segundo o autor, este pó de pedra

permitirá uma melhoria do volume da pasta, que é considerado um parâmetro muito

importante neste tipo de concreto.

Utilizando os materiais disponíveis para produção dos blocos, busca-se atender os

módulos de finura das composições ideais de referência, obtidas normalmente a partir de

expressões típicas, tais como as propostas pelo ACI 207.1R-87 (ACI, 1991) (Fuller, Jean

Bolomey, Talbot Richart), das quais são obtidos os percentuais de agregados, miúdo e graúdo,

para atender à granulometria proposta. As curvas teóricas de granulometria são utilizadas com

freqüência para misturas plásticas, apresentando um aspecto importante para a composição

inicial dos agregados, devendo ser ajustada para atender aos requisitos do concreto de

consistência seca.

Para compor as misturas, inicialmente estabelece-se uma composição

granulométrica dos agregados em função de uma curva de referência.

As curvas de Talbot-Richart (ALVES, 2004) utilizadas para composição dos

agregados, estão definidas através da Equação 3.1.

P = ×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

− nn

nn

Dd

15,015,01 100 (3.1)

Onde:

P = Porcentagem retida acumulada na peneira;

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d = dimensão da peneira (mm);

D = dimensão máxima da mistura (mm);

n = coeficiente igual a 0,5 para agregado natural e 0,8 para agregado britado.

As curvas de Jean Bolomey (ACI, 1991) apresentam-se através da Equação 3.2.

P = ( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−×−

Dda 1100 (3.2)

Onde:

P = Porcentagem retida acumulada na peneira;

d = dimensão da peneira (mm);

D = dimensão máximo da mistura (mm);

a = coeficiente utilizado para agregados britados, igual a 12 para mistura seca, 13

para mistura branda e 14 para mistura fluida.

As curvas de Fuller (ACI, 1991) também indicam uma boa composição

granulométrica total dos agregados para blocos, sendo definidas através da Equação 3.3.

P = 1001 ×⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

n

Dd (3.3)

Onde:

P = Porcentagem retida acumulada na peneira;

d = dimensão da peneira (mm);

D = dimensão máxima da mistura (mm);

n = coeficiente relacionado com a forma e textura dos agregados, igual a 0,5 para

agregado natural e 0,4 para agregado britado.

Como a dimensão máxima (Dmáx) do agregado utilizado na pesquisa para a

produção dos blocos de concreto para alvenaria varia de 9,5 mm a 12 mm, calculam-se os

módulos de finura do agregado adotado, utilizando-se as três equações correspondentes às

curvas supracitadas. Na Tabela 3.1 estão mostrados um exemplo de composição

granulométrica para um agregado com Dmáx igual a 9,5 mm.

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 55

Tabela 3.1 – Curvas de referência para Dmáx igual a 9,5 mm.

Peneiras (mm) Curva de Talbot-Richartn = 0,8

Curva de Bolomey a = 10

Curva de Fuller n = 0,4

9,5 --- --- --- 4,8 33,0 26,0 23,8 2,4 56,8 44,7 42,8 1,2 73,7 58,0 56,3 0,6 85,6 67,3 66,8 0,3 94,0 74,0 74,9

0,15 100,0 78,0 80,9 M. F. 4,43 3,48 3,45

Após caracterização dos materiais disponíveis (Dmáx, módulo de finura, massa

específica e massa unitária), utiliza-se o módulo de finura da composição para atender aos

módulos de finura das curvas granulométrica teóricas, conforme mostra a Tabela 3.1, para se

obter o teor ideal de argamassa correspondente a cada curva granulométrica.

Segundo o autor, a curva de Talbot-Richart pode ser desconsiderada para a

dosagem de blocos de concreto, por apresentar grande percentual de agregado graúdo, sendo

praticamente impossível moldar blocos de concreto homogêneos e compactos com o teor de

agregado graúdo obtido através desta curva. O autor considera a curva granulométrica de

Bolomey como sendo a curva ideal para a produção de blocos pelo fato de proporcionar uma

mistura mais argamassada, ideal para produção destes elementos pré-moldados.

Após a determinação do teor de argamassa, procede-se à ajustagem das

composições dos agregados, adotando-se uma relação cimento: agregado (1: m), sendo os

valores utilizados em massa. A partir dos percentuais, são obtidas de três ou mais

combinações entre os agregados (alterando o módulo de finura da mistura), de forma a

minimizar o consumo de cimento sem prejuízo da resistência mecânica e da trabalhabilidade

do concreto, realizando em seguida um desenvolvimento experimental destas três misturas.

O desenvolvimento experimental consiste no ajuste ideal de argamassa para um

traço intermediário, fixando-se um consumo de cimento e determinando-se a consistência

através do ensaio designado por Cannon Time, conforme procedimento de ensaio 01.006.011

(FURNAS, 2004), que consiste na determinação do intervalo de tempo decorrido do início da

vibração até aquele em que a argamassa ocupe todos vazios da mistura. Em seguida são

executados os três traços, obtidos através das curvas granulométricas teóricas, dos quais são

moldados blocos de concreto para a determinação da resistência à compressão e com os

resultados são elaborados os diagramas de dosagem. Por fim, são feitos alguns ajustes do teor

de agregado miúdo. Este método necessita de pelo menos três pontos que são usados para

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 56

montar os diagramas de dosagem correlacionando resistência à compressão e água unitária,

massa específica e água unitária e, por fim, resistência à compressão e massa específica. O

teor de argamassa ideal será aquele que apresentar maior massa específica e maior resistência

à compressão.

Este método introduz conceitos inovadores para produção dos blocos, como o

ensaio de consistência através de um equipamento, fazendo com que haja interação da mistura

com o equipamento, proporcionando uma previsão adequada da umidade requerida pela

mistura e, consequentemente, coesão necessária para que esta continue firme no transporte

após a moldagem, desenvolvendo assim, uma mistura adequada e econômica. Foi utilizado no

programa experimental desta pesquisa por se destacar entre os demais, como o único capaz de

abranger toda a sistemática da produção dos blocos, fazendo de forma simples, um estudo

capaz de encontrar traços que sejam mais adequados à produção.

3.5 PRODUÇÃO DOS BLOCOS

3.5.1 EQUIPAMENTOS

No Brasil, as fábricas de elementos pré-moldados diferem muito em termos de

sofisticação e nível de organização. Pequenas centrais onde funcionam uma betoneira e uma

vibro-prensa operada manualmente convivem com usinas detentoras de equipamentos

automatizados de alta produtividade. Percebe-se então, que os blocos de concreto produzidos

possuem propriedades bastante divergentes (MEDEIROS et al., 2004).

Os equipamentos utilizados para produção dos blocos de concreto são

denominados vibro-prensas. Estes equipamentos recebem esta denominação devido ao

mecanismo de funcionamento empregado durante o processo de moldagem dos blocos:

vibração associada à prensagem. A primeira função é responsável pelo preenchimento e

adensamento da mistura nos moldes, e a segunda, influencia o adensamento e o controle da

altura dos blocos (SOUSA, 2001).

A tecnologia destas vibro-prensas está em constante desenvolvimento. Segundo

Mattos (2003), atualmente existe no mercado uma grande diversidade de equipamentos (desde

manuais a totalmente automatizados), com elevada produção e custos relativamente baixos.

Este desenvolvimento tem permitido um maior grau de competição entre os diferentes

produtos para alvenaria, existentes no mercado.

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O mecanismo de vibração das vibro-prensas é responsável direto pelas

características dos componentes moldados. Esta vibração é responsável, sobretudo, pelas

operações de moldagem, colaborando diretamente para a prensagem dos blocos. Os principais

parâmetros que caracterizam a vibração, com influência no processo, se resumem em: direção,

forma, freqüência, amplitude, velocidade, aceleração e tempo de adensamento.

3.5.2 MISTURA E MOLDAGEM

A mistura dos materiais básicos para produção de blocos de concreto é de grande

importância para a uniformidade da produção. A seqüência de colocação dos materiais e o

tempo adequado de mistura devem ser definidos em função do tipo de equipamento utilizado

no processo, não sendo considerados válidos os procedimentos gerais recomendados. Depois

de proporcionada, a mistura é levada aos misturadores que podem ser de eixo vertical ou

horizontal (FRASSON, 2000). Realizada a mistura, o material é conduzido à cuba de

alimentação da vibro-prensa, equipamento de fundamental importância nas características dos

blocos de concreto por imprimir elevados graus de compactação aos concretos secos,

interferindo significativamente nas resistências à compressão, absorção e textura do material.

Durante a moldagem na vibro-prensa, a mistura destinada à moldagem dos blocos

sofre compactação através de vibração e prensagem. Para garantir que os blocos de concreto

obtenham o grau de compactação previsto e atendam às características de projeto, devem-se

respeitar os tempos de alimentação e vibração do equipamento. A maioria das máquinas

vibro-prensas, com exceção das manuais de pequeno porte, possuem sistemas de alimentação

totalmente automatizados. Estes sistemas controlam desde o preenchimento da mistura nos

moldes até o tempo necessário para adensar e liberar os blocos.

A seqüência básica de funcionamento das vibro-prensas durante a moldagem dos

blocos resume-se nas etapas apresentadas a seguir e mostradas na Figura 3.2 (MEDEIROS,

1993; HOLANDA JR, 2002):

a) Preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada à moldagem

dos blocos;

b) Deslocamento da mistura e preenchimento do molde metálico onde os blocos

são moldados. Esta fase é acompanhada por vibração do molde;

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 58

c) Retorno da gaveta para a sua posição inicial e descida dos extratores para

compactação e extrusão dos blocos dentro do molde. Esta fase também é acompanhada de

nova vibração do molde finalizando quando a altura desejada para os blocos é atingida;

d) Extrusão ou desforma dos blocos logo após o término da operação anterior.

Nesta fase os extratores permanecem imóveis, enquanto o molde ascende, permitindo que os

blocos permaneçam sobre o palete onde foram moldados;

e) O palete com os blocos recém-moldados avançam para frente da máquina,

enquanto um novo palete vazio ocupa seu lugar sob o molde;

f) O molde metálico desce então para sua posição original, enquanto os extratores

ascendem, preparando-se para um novo ciclo.

Figura 3.2 – Seqüência básica de funcionamento de uma vibro-prensa automática (SOUZA et al., 1990 apud MEDEIROS, 1993).

3.5.3 CURA

Comparada à cura de outros artefatos de cimento, a cura de blocos é

especialmente delicada devido às condições extremas em que estes componentes são dosados.

(e) (f) Blocos de concreto

(d)(c)

(b)(a) Palete Molde vibratório

Extratores

Concreto

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Empregam-se na fabricação dos blocos quantidades mínimas de cimento e água. Portanto, se a

umidade não se faz presente no ambiente onde os blocos são curados, o processo de

hidratação do cimento é interrompido e praticamente todas as propriedades dos componentes

ficam comprometidas, principalmente a resistência à compressão (HOLANDA JR, 2002).

Basicamente existem quatro tipos de cura, que geralmente são utilizadas na

produção dos blocos de concreto:

• Cura através de autoclaves: utiliza temperatura entre 150ºC e 205ºC e pressão

de aproximadamente 1,0 MPa. Este método é pouco utilizado devido aos altos custos de

implantação e consumo que representa (MEDEIROS, 1993);

• Cura natural ou ao ar livre: neste tipo de cura, recomenda-se que os blocos

permaneçam úmidos e protegidos do vento e da insolação direta, com a manutenção da

umidade do estoque de blocos constante por meio de aspersão de água pelo menos durante os

três a sete primeiros dias, para evitar a evaporação excessiva de água (MEDEIROS, 1993;

TANGO, 1984);

• Cura em câmara a vapor: É o sistema de cura mais empregado na indústria de

blocos de concreto. Este sistema é normalmente empregado pelos produtores de blocos que

exigem de seus componentes melhor desempenho a curtas idades. Efetivamente, a aplicação

do vapor produzido por gerador ou caldeira dura cerca de duas horas, dentro de um ciclo total

variável podendo chegar de 16 horas a 24 horas (MEDEIROS et al., 1994). Para realização

deste tipo de cura, o bloco deve ser precedido de um período de descanso de duas horas após a

moldagem, para evitar fissurações (FRASSON, 2000). Sabbatini (2002) considera este tipo de

cura como sendo o ideal para as empresas que solicitam financiamento de edifícios em

alvenaria estrutural;

• Cura com aspersão de água ou câmara úmida: É o sistema de cura considerado

ideal pelo Sinapocim (1999), para qualificação ou certificação dos produtores de blocos de

concreto, segundo o Programa de Qualificação e Certificação de blocos de concreto

(QUALIHAB). A cura através de aspersão de água deve ser realizada a cada 2 horas, durante

24 horas, ao passo que a cura através de câmara úmida deve ser realizada durante 5 dias após

a produção dos blocos. Comparado aos demais processos de cura, a cura através de aspersão

de água apresenta-se como um método simples, não exigindo grandes investimentos, pois

requer apenas de uma fonte de água, sendo o tipo de cura ideal para esta pesquisa. Este

processo de cura foi utilizado nesta pesquisa, devido aos resultados satisfatórios obtidos em

pesquisas na área de reaproveitamento de resíduos em blocos de concreto (SOUSA, 2001;

FIORITI et al., 2002).

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3.6 ESPECIFICAÇÕES PARA PROPRIEDADES DOS BLOCOS DE CONCRETO

Tango (1984) discriminou as especificações para as principais propriedades

utilizadas como parâmetros de qualidade dos blocos de concreto para alvenaria, ligando a

importância e a metodologia de avaliação de forma resumida, conforme mostrado no Quadro

3.1.

Quadro 3.1 – Parâmetros de controle para os blocos de concreto (TANGO, 1984). Propriedades Importância Ensaios

Geométrica: dimensões

• Modulação • Capacidade • Resistência do bloco

• Medidas do comprimento: largura e altura dos blocos;

• Medidas da espessura das paredes;

• Medidas das áreas líquidas e brutas dos blocos.

Absorção de água: quantidade percentual de água

contida no bloco saturado

• Influência na aderência do bloco à argamassa e ao graute.

• Influência na resistência destes elementos

• Influência na permeabilidade.

• Pesagem do bloco: seco em estufa, saturado de água.

Teor de umidade: quantidade percentual de água contida no bloco em relação à

saturação

• Influência no aparecimento de manchas nas paredes.

• Influência na aderência do bloco à argamassa e ao graute.

• Influência na resistência destes elementos.

• Influência na fissuração devido à retração hidráulica.

• Pesagem do bloco: tal como recebido na obra, seco em estufa, saturado de água.

Aspecto superficial: cor, textura e integridade.

• Estética, a integridade influência a capacidade resistente.

• Avaliação visual e tátil, subjetiva.

Resistência à compressão: tensão de ruptura

• Propriedade diretamente ligada à capacidade resistente da parede.

• Medida da carga de ruptura do bloco e divisão da mesma pela área bruta.

Na NBR 6136 (ABNT, 1994) estão fixadas as condições exigíveis para a

aceitação de blocos vazados de concreto simples, confeccionados com cimento Portland, água

e agregados minerais, com ou sem inclusão de outros materiais, destinados à execução de

alvenaria estrutural. Assim, qualquer que seja a aplicação, o bloco dever ser vazado, ou seja,

sem fundo, onde os furos são utilizados para a passagem das instalações e para a aplicação do

graute (concreto de alta plasticidade). São padronizadas ainda as modulações dos blocos em

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 61

M-20 e M-15, as quais correspondem às larguras nominais dos componentes. Esta norma

divide ainda os blocos vazados de concreto para alvenaria estrutural em duas classes, quanto

ao uso:

• Classe AE: para uso geral, como em paredes externas acima ou abaixo do

nível do solo, que podem estar expostas à umidade ou intempéries, e que não recebem

revestimento de argamassa de cimento;

• Classe BE: limitada a uso acima do nível do solo, em paredes externas com

revestimento de argamassa de cimento, para proteção contra intempéries, e em paredes não

expostas às intempéries.

Outra classificação também é apresentada, desta vez quanto aos valores mínimos

de resistência à compressão, os quais estabelecem valores mínimos de resistência à

compressão para blocos estruturais, variando de 4,5 MPa a 16 MPa. Com relação à

resistência, na NBR 7173 (ABNT, 1982) estão fixadas as características exigíveis no

recebimento de blocos vazados de concreto simples, destinados à execução de alvenaria sem

função estrutural.

Na NBR 7184 (ABNT, 1992) está prescrito o método de determinação da

resistência à compressão em blocos vazados de concreto simples para alvenaria com e sem

função estrutural ao passo que o método de determinação da retração de blocos de concreto

em condições padronizadas de secagem acelerada está prescrito pela NBR 12117 (ABNT,

1992). Entende-se como retração por secagem às variações de uma dimensão de um corpo-de-

prova devido à secagem a partir de uma condição saturada até uma massa e um comprimento

de equilíbrio, sob condições de secagem acelerada padronizadas.

Na NBR 12118 (ABNT, 1991) estão apresentados os métodos de determinação da

absorção de água, do teor de umidade e da área líquida em blocos vazados de concreto

simples para alvenaria com e sem função estrutural.

Na NBR 10837 (ABNT, 1989) estão fixadas as condições exigíveis no projeto e

na NBR 8798 (ABNT, 1985) estão fixadas as condições exigíveis para execução das obras

exclusivamente de blocos vazados de concreto para alvenaria estrutural não armada,

parcialmente armada, ou armada, exclusivamente de blocos vazados de concreto.

As normalizações que prescrevem os métodos de preparo e de ensaio de paredes

estruturais e prismas submetidos à compressão axial, construídas com blocos de concreto, são

a NBR 8949 (ABNT, 1985) e a NBR 8215 (ABNT, 1983), respectivamente.

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 62

Segundo Andolfato et al. (2002), não existe norma brasileira referenciando a

determinação do módulo de deformação dos blocos de concreto vazado para alvenaria,

existindo apenas algumas pesquisas isoladas sobre o assunto.

3.7 PESQUISAS ENVOLVENDO A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS

RECICLADOS COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE BLOCOS DE

CONCRETO

No século passado, na Alemanha, utilizaram-se restos de blocos de concreto para

a produção de blocos de concreto. Realizaram-se também, posteriormente, pesquisas pontuais

de reutilização de resíduos de construção em artefatos de concreto (DE PAUW, 1982;

LAURITZEN, 1994).

Em um estudo realizado pela ABCP (1978), foram encontrados registros da

utilização de blocos de concreto no Brasil, desde a época de 1940, na construção de núcleos

habitacionais próximos às grandes hidrelétricas, sendo utilizados como a matéria-prima para a

confecção destes blocos, os resíduos provenientes da britagem dos agregados utilizados nas

construções das barragens (MEDEIROS, 1993).

Em 1980 ocorreu um terremoto de grandes proporções na cidade de Al Asnam, na

Argélia, o que motivou uma pesquisa internacional para o reaproveitamento dos rejeitos na

fabricação de blocos de concreto. Segundo as estimativas dos pesquisadores, poderiam ser

fabricados aproximadamente 50 milhões de blocos de concreto para a construção de

habitações, seguindo procedimentos normalizados. Curiosamente, não foram implantadas

unidades de reciclagem em grande escala: entre outros motivos, a população se recusou a usar

blocos fabricados com material de escombros que causaram a morte de seus parentes e

conterrâneos (DE PAUW, 1982; LAURITZEN, 1994).

De Pauw (1982) avaliou a substituição de agregados naturais, convencionalmente

utilizados na produção dos blocos de concreto, por agregados reciclados de entulho,

entretanto, para todas as composições foram mantidas percentuais de areia natural. Em

relação à composição de referência, o autor observou que, na média, os resultados obtidos

foram satisfatórios. Para as composições com percentuais de agregados reciclados, na faixa

entre 0 mm e 25 mm, verificou-se uma queda na resistência. Ao contrário, nas composições

onde se utilizou agregados reciclados nas faixas entre 3 mm e 12 mm, verificou-se um ganho

da resistência para as porcentagens mais elevadas.

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A prefeitura de São Paulo (SP) construiu, entre os anos de 1992 e 1993, uma

grande obra com blocos de entulho reciclado no país: um alojamento de 190 m2 nas

dependências da Usina de Asfalto Municipal, no Bairro da Barra Funda. Ensaios realizados

pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) demonstraram um bom

desempenho do resíduo utilizado quanto à abrasão, resistência à compressão e absorção,

indicando seu uso para fabricação de pisos intertravados, lajes, guias de sarjetas, bocas-de-

lobo, tampas de caixa de inspeção, mourões, blocos de concreto para alvenaria e, com

algumas restrições, como argamassa para alvenaria. Também nestes mesmos ensaios

realizados pelo IPT, foram produzidos blocos com traços similares aos das lajotas e blocos de

concreto utilizados no campus da Universidade de São Paulo (USP) e os resultados dos

ensaios de resistência também foram considerados satisfatórios (TOALDO, 1993).

Toaldo (1993) mencionou o custo destes blocos produzidos como sendo cerca de

70% inferior ao valor dos convencionais. Cinco anos após a construção, Coelho e Chaves

(1998) analisaram estes blocos e constataram o excelente comportamento do material

comparativamente ao convencional usado em obra vizinha. Segundo os autores, a edificação

estava em perfeitas condições, sem quaisquer fissuras, furos ou desgastes irregulares. Os

autores comentaram também que alguns blocos articulados produzidos com o mesmo material

ficaram submetidos ao ambiente nocivo da planta de reciclagem por um período de cinco anos

sem apresentar desgastes significativos e, ao fim do período, foram utilizados em outra

propriedade da prefeitura. Segundo Coelho (2001), estudos indicaram que, dependendo da

sofisticação tecnológica exigida da nova peça, a diminuição dos custos de produção dos

componentes de construção com resíduos provenientes de construções e demolições, estaria

entre 45% e 80%, em relação aos componentes convencionais.

Pinto (1997) e Coelho (2001) comentaram que a utilização de resíduos na

produção dos blocos de concreto e elementos pré-moldados em geral, como agregados

reciclados, vêm se evidenciando com certa rotina nas grandes cidades que têm um projeto de

reaproveitamento deste resíduo bastante desenvolvido, como é o caso de Belo Horizonte, São

Paulo, entre outras.

Pollet (1997), também avaliou a substituição de agregados convencionais por

agregados reciclados para diferentes faixas granulométricas, e dois diferentes tempos de

adensamento. Os blocos com agregados reciclados se mostraram mais deficientes, em relação

aos resultados obtidos com os blocos com materiais convencionais, e abaixo dos limites

especificados pela normalização. O autor ressaltou que algumas precauções devem ser

tomadas, principalmente quanto à utilização destes blocos em paredes externas ou subsolos.

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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 64

Collins (1998), estudando a utilização de 75% de agregados de construção e

demolição reciclados para produção de blocos de concreto, verificaram desempenho adequado

destes blocos quanto à resistência à compressão. Verificou também que este teor de

substituição dos agregados reciclados não apresentou redução da trabalhabilidade que

comprometesse a produção dos blocos.

Poon et al. (2002) produziram blocos de concreto (225x105x75)mm3 utilizando a

fração graúda e miúda dos agregados reciclados em blocos de concreto, utilizando teores de

substituição de 25% a 100% dos agregados naturais por reciclados. Os resultados obtidos

pelos autores podem ser observados no Quadro 3.2.

Quadro 3.2 – Resultados dos ensaios em blocos (POON et al., 2002).

Dosagem Resistência à compressão

(MPa)

Resistência à flexão(MPa)

Retração por secagem

(%)

Densidade (Kg/m3)

Referência 16,2 1,76 0,040 2210 25% reciclados 15,9 1,80 0,042 2195 50% reciclados 16,7 1,87 0,044 2150 75% reciclados 15,0 1,95 0,046 2120

100% reciclados 11,8 1,99 0,052 2060

Analisando os resultados apresentados no Quadro 3.2, os autores concluíram que

teores de substituição de até 50% de agregados convencionais por reciclados não causaram

diferenças significativas nas propriedades de resistência à compressão e retração por secagem

dos blocos de concreto. Entretanto, salientaram que para substituições maiores, poderá ocorrer

uma redução da resistência à compressão e um aumento mais pronunciado da retração por

secagem; ao passo que a resistência à flexão aumentará proporcionalmente com a elevação da

taxa de substituição dos agregados naturais por reciclados.

A reciclagem do entulho como agregado para a confecção de blocos de concreto

utilizados em vedação, tem se mostrado uma alternativa altamente adequada e promissora,

sendo sua utilização já adotada em algumas prefeituras de cidades brasileiras. Segundo

Zordan (1997), Levy (1997) e Ângulo (1998) esta aplicação apresenta inúmeras vantagens,

dentre elas:

• Os blocos de concreto sem função estrutural (vedação) não exigem grandes

resistências mecânicas, uma vez que sua principal função é vedar; tendo estes agregados

(reciclados) baixa resistência mecânica, o índice de aproveitamento do material pode ser

bastante alto;

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• Do ponto de vista de resistência à compressão para blocos, são mais críticos

fatores como compactação e curvas granulométricas; as curvas granulométricas de agregados

reciclados não são tão diferentes quando comparadas às curvas dos agregados naturais;

• Em casos, onde baixos consumos de cimento são exigidos, a diferença de

resistência à compressão dos concretos plásticos reciclados é igual quando comparada com

concretos de agregados naturais;

• Blocos com estes agregados apresentam custos relativamente baixos; benefício

este, que pode contribuir com soluções tecnológicas mais baratas, já que os traços exigem

grande quantidade de agregados.

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CAPÍTULO 4

PROGRAMA EXPERIMENTAL – SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS

MATERIAIS

4.1 INTRODUÇÃO

Com o objetivo de identificar alternativas mais adequadas para o aproveitamento

de resíduo de CCR, especificamente neste caso os provenientes das pistas experimentais de

CCR confeccionadas para estudos de barragens em laboratório e descartadas por FURNAS,

analisaram-se as propriedades dos agregados de reciclados de CCR neste Capítulo.

Apresenta-se inicialmente, a procedência e amostragem do resíduo de CCR utilizado no

programa experimental, seguida pela etapa de reciclagem do resíduo de CCR, seguida pela

seleção e caracterização dos materiais utilizados no programa experimental, quais sejam:

cimento, agregados reciclados de CCR e agregados convencionais. Por fim, apresenta-se

uma avaliação do potencial de reaproveitamento deste resíduo. Nesta caracterização dos

materiais estão incluídas análises químicas, físicas, morfológicas e ambientais. Os ensaios de

caracterização de todos os materiais utilizados na pesquisa foram realizados em FURNAS.

4.2 RESÍDUO DE CCR

4.2.1 PROCEDÊNCIA

A amostra do resíduo de CCR, objeto de estudo desta pesquisa, foi coletada no

DCT.T de FURNAS, localizado na cidade de Aparecida de Goiânia (GO). Este

Departamento desenvolve estudos com o CCR voltados para sua aplicação em barragens e

pavimentos desde a década de 70 (ANDRIOLO, 1998).

Conforme visto no Capítulo 2, FURNAS possui um equipamento capaz de

moldar um grande bloco de CCR (o qual é chamado de pista experimental) em condições

ideais de compactação, de maneira que possam ser extraídos por meio de sonda rotativa,

carotes (testemunhos) representativos do concreto integral, para serem submetidos a diversos

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ensaios pré-estabelecidos, com objetivo de se obter antecipadamente análises das principais

propriedades do CCR, a partir da simulação das condições de lançamento previstas para a

obra (ABREU, 2002).

4.2.2 AMOSTRA DO RESÍDUO

A definição do tamanho da amostra foi feita objetivando a obtenção de um lote

que pudesse ser representativo do universo das pistas experimentais de CCR, confeccionadas

por FURNAS. As coletas foram feitas no final das atividades laboratoriais de FURNAS, ou

seja, foram coletadas pistas experimentais de CCR que passaram por todas as campanhas de

extração de testemunhos (no sentido horizontal e no sentido vertical) necessárias para

controles tecnológicos do CCR das barragens e pavimentos em andamento ou mesmo

pesquisas executadas por FURNAS. A escolha deste local para coleta de amostra ocorreu

pelo aspecto de FURNAS possuir laboratórios que analisa e ensaia rotineiramente CCR,

produz rejeito de CCR com volume condizente com o necessário para o estudo, possui

equipamentos para preparo e análise do resíduo e também por estar interessado em

solucionar seu problema com a disposição final do resíduo de CCR.

Foram coletadas como amostra do resíduo, duas pistas experimentais de CCR,

que estavam estocadas para descarte, apresentando 190 dias de idade, com dimensões iguais

a 300 cm de comprimento, 90 cm de largura e 110 cm de altura, perfazendo um total de 2,40

m3 de resíduo de CCR aproximadamente para cada pista, conforme ilustrado na Figura 4.1.

Figura 4.1 – Seleção e estocagem das pistas experimentais de CCR utilizadas para obtenção dos agregados reciclados: (a) Aspecto geral do resíduo armazenado para descarte; (b) Detalhes da coleta da amostra do resíduo.

ba

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As pistas experimentais de CCR que serviram como amostra do resíduo de CCR

foram produzidas com a mesma dosagem dos seguintes materiais: cimento CP III, areia

artificial granítica e duas granulometrias de britas graníticas (de mesmo tipo litológico). Os

materiais utilizados para a produção destas pistas experimentais foram os mesmos utilizados

como referência (agregados convencionais) para a produção de blocos de concreto, variando

apenas a granulometria. No Quadro 4.1 estão apresentadas as características dos materiais

utilizados para produção destas pistas experimentais de CCR.

Quadro 4.1 – Consumo de materiais utilizados na produção das pistas experimentais de CCR.

Propriedade Material Resultados* Brita 25 mm 690 Brita 50 mm 460

Areia Artificial 1079 Cimento 70 Aditivo 1260 Água 135

Consumo (Kg/m3)

a/c 1,93 Ar incorporado (%) 1,0

Aditivo (%) 1,8 Volume de pasta 0,170

Volume de agregado total 0,830 Areia artificial (%) 48,3

Agregado graúdo (%) 51,7 Brita 25 mm (%) 60

Consumo (%)

Brita 50 mm (%) 40 7 dias 3,0

91 dias 5,9 Resistência à compressão (MPa) 182 dias 7,2

Resistência à tração simples (MPa) 182 dias 0,28 91 dias 0,87 Resistência à tração por compressão diametral (MPa)

182 dias 1,12 * O módulo de finura da mistura dos agregados foi de 5,047.

Através do Quadro 4.1, verificou-se que o CCR utilizado como amostra

apresentou um consumo de cimento equivalente a 70 Kg/m3, caracterizando-se como um

concreto pobre, quando comparado com a maioria dos concretos convencionais (SAGOE-

CRENTSIL, 2001; OLORUSSONGO; PADAYACHEE, 2002; POON et al., 2002;

ZAHARIEVA et al., 2003). Deve-se ressaltar no entanto que este consumo de cimento está

situado em uma faixa bastante utilizada para CCR, o que torna a amostra, neste aspecto,

representativa.

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4.2.3 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA

Feita a separação das pistas de CCR, procedeu-se inicialmente à trituração do

material, com a utilização de um martelo mecânico. Com o auxílio de uma pá mecânica (tipo

Bob Cat), a amostra do resíduo de CCR triturada foi transportada para a central de britagem,

conforme pode ser visualizado na Figura 4.2.

Figura 4.2 – (a) Trituração da amostra do resíduo de CCR com o auxílio de um martelo mecânico; (b) Transporte da amostra do resíduo para a central de britagem.

Após a trituração da amostra do resíduo de CCR, todo o material foi transportado

para a central de britagem, para ser britado em britadores de grande porte. Esta central de

britagem foi projetada para a britagem dos materiais necessários para produção de concretos

experimentais em FURNAS, não sendo, portanto, uma usina específica para a britagem de

materiais reciclados. Todavia, como os equipamentos empregados nas usinas de reciclagem

são similares aos utilizados pelas mineradoras, optou-se pela britagem da amostra do resíduo

de CCR nesta central de britagem.

O procedimento para a britagem do resíduo utilizado neste programa

experimental pode ser observado na Figura 4.3. Na Figura 4.4, pode ser visualizada a central

de britagem utilizada para preparação da amostra do resíduo de CCR, sendo esta composta

pelos seguintes equipamentos (LEROY et al.,1998):

• Britador de mandíbula, marca FACO, modelo 4230: com capacidade de 30 t/

hora, em circuito aberto para produção de agregado graúdo com dimensão máxima

característica até 76 mm;

• Britador de alta rotação (cones) tipo VSI (Vertical Shaft Impact) marca

a b

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CÂNICA, modelo 65: para produção de agregado miúdo e graúdo com dimensão máxima

característica até 38 mm;

• Sistema de classificação de agregados: através de peneiramento vibratório

alimentado por uma correia transportadora que coleta os materiais nos britadores, marca

Simplex, modelo SXP 2510/4D, contendo quatro decks de peneiras.

Figura 4.3 – Esquemática do circuito de britagem do resíduo de CCR utilizado no programa experimental (BALLISTA, 2003).

Figura 4.4 – Aspecto geral da central de britagem de FURNAS: (a) Vista geral da central de britagem; (b) Detalhe dos equipamentos da central de britagem.

Na etapa de britagem, buscou-se a obtenção de agregados com granulometrias

próximas aos agregados convencionais que atendessem a bibliografia para serem utilizados

em blocos (MEDEIROS, 1993; TANGO, 1994; SOUSA, 2001; ALVES, 2004). Nas Figuras

4.5, 4.6 e 4.7 são mostradas e detalhadas as etapas para britagem dos resíduos de CCR, na

a b

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central de britagem. Inicialmente a toda amostra foi passada num britador de mandíbula que

reduzia o material a uma dimensão máxima de aproximadamente 9,5 mm. Em seguida, parte

do material foi colocada no britador de cones, no qual se obtinham partículas de dimensão

máxima de aproximadamente 4,75 mm.

Figura 4.5 – (a) Britadores da central de britagem: britador de cones (à esquerda) e britador de mandíbulas (à direita); (b) Deposição do resíduo triturado para britagem no britador de mandíbulas.

Terminada a britagem, o material foi peneirado em peneirador mecânico.

Posteriormente, foi acondicionado separadamente em baias todo material passante na peneira

de 9,5 mm e retido na malha 4,75 mm classificado como agregado graúdo reciclado, e todo o

material passante na malha de 4,75 mm classificado como agregado miúdo reciclado,

conforme mostram as Figuras 4.6 e 4.7.

Figura 4.6 – Peneirador mecânico para produção de agregados com graduações maiores (agregados graúdos): (a) Vista geral do peneirador mecânico; (b) Peneiramento dos agregados graúdos.

a b

ba

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Figura 4.7 – Obtenção dos agregados com graduações menores: (a) Britador de cones para produção de agregados miúdos; (b) Peneiramento dos agregados miúdos.

4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

4.3.1 CIMENTO

O cimento utilizado para a produção dos blocos de concreto foi o CP II F-32,

fornecido em sacos de 50 Kg, de um mesmo lote. Este cimento foi escolhido por ser o tipo de

cimento Portland utilizado pela maioria das fábricas de blocos de concreto na Região e por

ter sido empregado em vários outros trabalhos de pesquisa no país sobre produção de blocos

com materiais reciclados (ALVES; OLIVEIRA, 2001; SOUSA, 2001). As propriedades

químicas, físicas e mecânicas determinadas para este cimento estão apresentadas no Quadro

4.2.

a b

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Quadro 4.2 – Propriedades químicas, físicas e mecânicas do cimento CP II F- classe 32.

Propriedade ou Característica Determinada

Método de ensaio Resultado Limites da NBR 11578

(ABNT, 1991)Massa específica (g/cm³) NBR NM 23 (ABNT, 2000) 3,01 N.E.

Resíduo na peneira 200 (%) NBR 11579 (ABNT, 1991) 0,5 < 12 Resíduo na peneira 325 (%) NBR 12826 (ABNT, 1993) --- N.E. Finura Área específica (cm²/g) NBR NM 76 (ABNT, 1998) 5270 > 2600 Inicio de Pega (h:min) 2:20 > 1:00 Tempos de

Pega Fim de Pega (h:min) NBR NM 65 (ABNT, 2002) 3:10 < 10:00 Água de Consistência – Pasta (%) NBR NM43 (ABNT, 2002) 28,4 N.E.

3 dias 22,1 > 10 7 dias 27,0 > 20

Resistência à Compressão

(MPa) 28 dias NBR 7215 (ABNT, 1996)

32,0 > 32 e < 49 Perda ao fogo NBR NM 18 (ABNT, 2004) 9,42 < 6,5 Resíduo insolúvel NBR NM 15 (ABNT, 2004) 4,02 < 2,5 Trióxido de enxofre (SO3) 2,58 < 4,0 Óxido de magnésio (MgO) 0,77 < 6,5 Dióxido de silício (SiO2) 19,69 N.E. Óxido de ferro (Fe2O3) 2,34 N.E. Óxido de alumínio (Al2O3) 3,67 N.E. Óxido de cálcio (CaO) 60,42 N.E. Óxido de cálcio livre (CaO) 2,1 N.E. Sulfato de cálcio (CaSO4) 4,39 N.E. Expansão em Autoclave (%)

Procedimento 1.02.135 (1) (FURNAS, 2003)

0,0 < 0,8 Óxido de sódio (Na2O) 0,41 N.E.

Óxido de potássio (K2O) 0,57 N.E.

Componentes Químicos

(%)

Álcalis Totais

Equivalente alcalino em Na2O

Procedimento 1.02.31 (2) (FURNAS, 2004)

0,78 N.E.

Sílicato tricálcico (C3S) 52,42 N.E. Silicato dicálcico (C2S) 16,91 N.E. Aluminato tricálcico (C3A) 5,77 N.E.

Composição Potencial Método

Bogue (%) Ferro aluminato tetracálcico (C4AF)

---

7,12 N.E. N.E. = Não especificado. (1) Fluorescência por raios X. (2) Espectrofotometria de absorção atômica.

Diante dos resultados apresentados no Quadro 4.2, percebe-se que este cimento

apresentou uma área superficial específica muito pequena, igual a 5270 cm2/g, podendo

segundo a NBR 5733 (ABNT, 1991), quanto à área específica, ser considerado um cimento

tipo alta resistência inicial (ARI), contribuindo positivamente para a produção de blocos de

concreto, já que estes elementos pré-moldados exigem resistências elevadas nas primeiras

idades.

Foi realizada também uma análise de Granulometria por Raios Laser para

determinação das dimensões das partículas de cimento, cuja faixa granulométrica de medição

do aparelho está situada entre 2000 µm a 0,5 µm. Utilizou-se álcool isopropanol para

dispersar o material; para desfaazer os pontos de aglutinação do material, empregou-se uma

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 74

maior vibração durante a realização do ensaio, através do acionamento do ultra-som. No

Quadro 4.3 estão apresentados os valores de dimensão média e as dimensões abaixo das

quais encontraram-se 90% das partículas do cimento ensaiado. Na Figura 4.8 pode ser

visualizada a curva granulométrica do cimento obtida no ensaio.

Quadro 4.3 – Composição granulométrica a laser* do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100).

Características Resultados

Amostra CP II F-32 Líquido Álcool

Agente dispersante - Ultrasom 60 s

Concentração 152 Dimensão abaixo da qual encontram-se 10% das partículas (µm) 2,19

Dimensão Média (µm) 13,83 Dimensão abaixo da qual encontram-se 90% das partículas (µm) 38,40

Index Granulômetro 393 *Procedimento 1.02.133 (FURNAS, 2000).

Figura 4.8 – Curva da composição granulométrica a laser do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100).

Através da Figura 4.8, pode-se observar uma curva típica de uma distribuição de

tamanhos de partículas de cimento, onde é mostrado também a contribuição dessas partículas

para a área superficial total da amostra. São justamente estas partículas mais finas que

0102030405060708090

100

0,001 0,01 0,1 1 10

Diâmetro das Partículas (mm)

Porc

enta

gem

Pas

sant

e

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 75

contribuem para a área específica do cimento. Segundo Neville (1997), acredita-se que para

uma dada área específica do cimento, o desenvolvimento da resistência às primeiras idades

será melhor se pelo menos 50% das partículas tiverem entre 3 µm e 30 µm, com menor

quantidade de partículas muito finas e muito grandes, respectivamente.

4.3.2 ANÁLISE QUÍMICA DO RESÍDUO

John (2000) afirmou ser de fundamental importância uma análise química do

resíduo realizada de forma completa, bem como as demais espécies listadas na NBR 10004

(ABNT, 2004), classificadas como nocivas. Deste modo, a caracterização química do resíduo

de CCR foi realizada com os agregados reciclados obtidos por britagem e posterior

peneiramento das pistas experimentais de CCR, utilizando-se a Análise Química

Semiquantitativa por Espectrometria de Raios X. As propriedades químicas destes agregados

reciclados estão dispostas seguir, no Quadro 4.4.

Quadro 4.4 – Análise química semiquantitativa por espectrometria de Raios X dos agregados reciclados de CCR obtidos através da britagem das pistas e posterior peneiramento.

Método de Resultados Propriedades Determinadas Ensaio (%)

Perda ao fogo NBR NM 18

(ABNT, 2004) 6,18

Trióxido de enxofre (SO3) 0,41 Óxido de magnésio (MgO) 1,20 Dióxido de silício (SiO2) 54,29 Óxido de ferro (Fe2O3) 8,64 Óxido de alumínio (Al2O3) 13,31 Óxido de cálcio (CaO)

Procedimento 1.02.135 (1)

(FURNAS, 2003)

8,64 Óxido de sódio (Na2O) 2,37

Álcalis Totais Óxido de potássio (K2O) 4,45

Equivalente alcalino

Procedimento 1.02.31 (2)

(FURNAS, 2004) 5,29 Sulfato de cálcio (CaSO4) --- 0,70

(1) Fluorescência por Raios X. (2) Espectrofotometria de absorção atômica.

Analisando os resultados apresentados no Quadro 4.4, observou-se a ausência de

substâncias que poderiam conferir periculosidade aos resíduos, estabelecidas conforme a

NBR 10004 – Resíduos Sólidos (ABNT, 2004), nos Anexo A ou B, nas listagens de

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substâncias que conferem periculosidade aos resíduos. Neste sentido, a amostra do resíduo

de CCR não apresentou indicação de que seja patogênica e perigosa (caso o resíduo de CCR

seja lixiviável e solúvel no local de sua disposição), confirmando a classificação prescrita na

norma supracitada como Resíduo classe II B - Inerte. Também, a análise química deste

resíduo mostrou-se próximas às demais análises químicas apontadas pela bibliografia para

resíduos de concreto de modo geral (LIMA, 1999; OLIVEIRA, 2002).

A análise química do resíduo de CCR apontou compostos de cimento Portland,

através do teor de seus principais óxidos, que são: CaO, SiO2, Al2O3, MgO, SO3 e os

chamados óxidos secundários, como MgO, K2O e Na2O, que apareceram em pequenas

quantidades. Dos óxidos secundários encontrados no resíduo, dois são de interesse: os óxidos

de sódio e potássio, conhecidos como álcalis (BUREAU OF RECLAMATION, 1975;

PETRUCCI, 1998).

O ensaio de perda ao fogo mostrou a extensão da carbonatação e da hidratação da

cal livre e do óxido de magnésio livre devido à exposição do resíduo ao ar. Segundo Neville

(1997), o máximo de perda ao fogo admitido pela BS 12:1991 e pela ASTM C 150:1994 é de

30%. No Brasil, a perda ao fogo para os cimentos Portland é de no máximo, 4% (NBR

5732). Observou-se que o teor de perda ao fogo encontrado para o resíduo foi de 6,18%,

valor este superior ao mínimo estabelecido no Brasil para cimentos Portland.

A NBR 12653 (ABNT, 1992), também estabelece exigências químicas para o

aproveitamento de materiais como pozolânicos em adições cimentícias em concretos e

argamassas. Geyer (2001) apresentou em seu estudo um comparativo entre as exigências

químicas de diversas normas quanto ao uso de materiais pozolânicos, buscando verificar a

potencialidade do seu resíduo sobre a ótica de aproveitamento. Seguindo esta linha de

raciocínio, o referido autor apresentou um comparativo entre as exigências químicas de

diversas normalizações quanto às propriedades químicas dos resíduos para utilização em

concretos, conforme pode ser visualizado no Quadro 4.5.

Quadro 4.5 – Requisitos químicos para uso de pozolanas em cimento Portland (GEYER, 2001).

Características BS 3892 (Reino Unido)

ASTM C 618

Classe F

ASTM C 618

Classe C

NBR 12653

Classe N

NBR 12653

Classe C

NBR 12653

Classe E Umidade máxima (%) 0,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0

(SiO2+Al2O3+Fe2O3) (% min) - 70,0 60,0 70,0 70,0 50,0 CaO (% máx) 10,0 - - - - - SO3 (% máx) 2,0 5,0 5,0 4,0 5,0 5,0

Perda ao fogo (% máx) 10,0 6,0 6,0 Álcalis disponíveis em Na2O (% máx) 1,5 1,5 1,5

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Conforme requisitos apresentados no Quadro 4.5, o resíduo de CCR, no aspecto

ensaiado, apresentou-se dentro dos limites estabelecidos, pois o teor de SiO2+Al2O3+Fe2O3

totalizou 76,2%, a quantidade de CaO é de 8,64% e de SO3 de 0,43, atendendo as

especificações da ASTM C 618 e da NBR 12653 (ABNT, 1992), para todas as classes.

Conforme Malhotra e Mehta (1996), as pequenas diferenças na composição

química entre diferentes tipos de substituições não são, isoladamente, determinantes das

propriedades do concreto, sendo estas influenciadas também por outras propriedades como

as físicas e as morfológicas.

Com relação à potencialidade de aproveitamento deste resíduo, a análise dos

compostos químicos dos agregados reciclados de CCR, mostrou que o material apresenta

altos teores de compostos semelhantes aos utilizados como adições ao concreto, como o

dióxido de silício, óxido de alumínio, óxido de cálcio e óxido de ferro, entre outros

(SWAMY et al., 1986 apud GEYER, 2001).

4.3.3 ENSAIO DE POZOLANICIDADE DO RESÍDUO

As pozolanas são, por definição, substâncias constituídas de sílica e alumina que

em presença de água se combinam com o hidróxido de cálcio e com os diferentes

componentes do cimento formando compostos estáveis à água e com propriedades

aglomerantes (MALHOTRA; MEHTA, 1996).

As pozolanas estão classificadas em naturais: rochas vulcânicas submetidas à

meteorização; artificiais: argilas de qualquer tipo submetidas a altas temperaturas para

desidratação, porém a temperaturas abaixo do início da fusão; e por fim subprodutos

industriais: cinzas volantes, cinza de casca de arroz, sílica ativa, entre outros (MEHTA;

MONTEIRO, 1994; NEVILLE, 1997; MALHOTRA; MEHTA, 1996).

Em face da possibilidade de reatividade pozolânica de partículas não hidratadas

de cimento contidas no resíduo de CCR, realizou-se este ensaio com o objetivo de se

conhecer o comportamento deste resíduo com relação a sua atividade pozolânica.

A avaliação da atividade pozolânica do resíduo de CCR foi realizada com o

cimento Portland, de acordo com o método prescrito pela normalização Materiais

Pozolânicos – Determinação a atividade pozolânica com o cimento Portland – Índice de

atividade pozolânica com cimento – NBR 5752 (ABNT, 1992). O resultado obtido para o

resíduo de CCR, está apresentado no Quadro 4.6.

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Quadro 4.6 – Índice de atividade pozolânica do resíduo de CCR com o cimento.

Material analisado Índice de atividade pozolânica com o cimento (%)

Resíduo de CCR 46,3

O índice de atividade pozolânica com o cimento aos 28 dias, em relação à

argamassa de referência, foi de 46,3 %. De acordo com a NBR 12653 (ABNT, 1992), este

índice deve ser no mínimo igual a 75 % para ser considerado pozolânico, ou seja, o material

avaliado não atendeu a esta exigência da norma para ser considerado pozolânico. Deste

modo, a potencialidade de aproveitamento do resíduo de CCR utilizado, quanto à

pozolanicidade com o cimento, pode ser descartada, tendo em vista que o valor apresentado

deste índice está muito inferior ao estabelecido nas normalizações de Cimento Portland

Composto – NBR 11578 (ABNT, 1991) e Materiais Pozolânicos – NBR 12653 (ABNT,

1992), que preconizam a atividade do material pozolânico utilizado como substituição de no

mínimo 75%, aos 28 dias.

4.3.4 ANÁLISES FÍSICAS DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR E DOS

AGREGADOS CONVENCIONAIS

Apresentam-se, neste subitem, as análises físicas dos agregados reciclados e

conjuntamente, para que se possam comparar as análises dos agregados convencionais

utilizados na produção das amostras de referência. Os agregados utilizados neste trabalho

podem ser elencados:

Agregado miúdo convencional: Utilizou-se como agregado miúdo

convencional (agregado que serviu como referência), o mesmo agregado que foi utilizado

para a confecção das pistas experimentais coletadas como amostragem do resíduo de CCR,

portanto, uma areia artificial granítica, de único tipo e procedência, adquirida na região. Na

Figura 4.9 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.

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Figura 4.9 – Aspecto geral do agregado miúdo convencional (AMC).

Agregado miúdo reciclado: A obtenção do agregado miúdo reciclado se deu

pela britagem do resíduo de pistas experimentais de CCR em britadores e posterior

peneiramento mecânico. Na Figura 4.10 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.

Figura 4.10 – Aspecto geral do agregado miúdo reciclado (AMR).

Agregado graúdo convencional: Como agregado graúdo convencional

(agregado que serviu como referência), foi utilizado mesmo tipo de agregado que foi

utilizado para a confecção das pistas experimentais coletadas como amostragem do resíduo

de CCR. Deste modo, como agregado graúdo utilizou-se brita de origem granítica de único

tipo e procedência, adquirida na região. Este agregado foi lavado para a retirada de todo

6,5

cm

6,5

cm

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material pulverulento, ou qualquer outra impureza que o mesmo pudesse conter, e colocado

para secar ao ar. Na Figura 4.11 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.

Figura 4.11 – Aspecto geral do agregado graúdo convencional (AGC).

Agregado graúdo reciclado: O agregado graúdo reciclado foi obtido através da

britagem e peneiramento das pistas experimentais de CCR coletadas. Diferente do agregado

graúdo convencional, o agregado graúdo reciclado não foi lavado devido à sua facilidade de

desagregação sendo, portanto, utilizado no estado em que se encontrava após o

peneiramento. Na Figura 4.12 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.

Figura 4.12 – Aspecto geral do agregado graúdo reciclado (AGR).

6,5

cm

6,5

cm

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4.3.4.1 Composição Granulométrica

A composição granulométrica de um agregado é a proporção relativa, em

porcentagem, dos diferentes tamanhos de grãos que constituem a amostra, sendo de grande

influência no teor de água e exsudação do concreto (FURNAS, 2004). Segundo Barra

(1996), a granulometria dos agregados exerce influência sobre a trabalhabilidade dos

concretos no estado fresco, além de ser importante parâmetro para a dosagem das misturas.

Os estudos das composições granulométricas dos agregados, tanto convencional

quanto reciclado, miúdo e graúdo, foram realizados com objetivo de verificar se o material

enquadrava-se nos limites estabelecidos pela NBR NM 248 (ABNT, 2003).

Os resultados da composição granulométrica dos agregados miúdos,

convencional e reciclado, podem ser visualizados na Tabela 4.1 e as curvas granulométricas

com os limites da NBR 7211 (ABNT, 2005) encontram-se apresentadas na Figura 4.13.

Tabela 4.1 – Composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado.

Agregado miúdo convencional Agregado miúdo reciclado

Peneiras (mm) % Retida individual

% Retida acumulada Peneiras (mm) % Retida

individual % Retida

acumulada 9,5 0,0 0 9,5 0,0 0 6,3 0,0 0 6,3 0,0 0

4,75 0,4 0 4,75 0,0 0 2,36 22,1 23 2,36 21,2 21 1,18 25,3 48 1,18 23,4 45 0,6 17,3 65 0,6 17,8 62 0,3 11,9 77 0,3 13,7 76

0,15 12,3 89 0,15 10,7 87 < 0,15 10,7 100 < 0,15 13,2 100 Total 100 --- Total 100 ---

Módulo de finura 3,02 Módulo de finura 2,91 Dimensão máxima característica

(mm) 4,75 Dimensão máxima característica (mm) 4,75

Graduação Zona Utilizável Superior Graduação Zona Utilizável

Superior

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Figura 4.13 – Curva da composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da zona utilizável superior especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005).

O termo granulometria contínua foi apontado por Neville (1997), para se referir a

uma granulometria convencional, quando necessário, para diferenciá-la de uma

granulometria descontínua. Segundo o autor, em uma curva granulométrica, a

descontinuidade é representada por um trecho horizontal na região onde faltam tamanhos.

Observou-se que a curva do agregado miúdo reciclado evidenciou granulometria contínua.

Para a produção de concretos, agregados deste tipo proporcionam misturas com maior

trabalhabilidade, permitindo um melhor arranjo entre as partículas do agregado, aumentando

o efeito de empacotamento entre os grãos.

Observou-se que o agregado miúdo reciclado apresentou uma composição

granulométrica um pouco mais grossa que os agregados convencionais, resultando em um

módulo de finura um pouco maior. O tipo e a granulometria do resíduo, o britador e suas

regulagens internas podem ter influenciado consideravelmente a granulometria final dos

agregados reciclados produzidos (BAZUCO, 1999; LIMA, 1999, BANTHIA e CHAN,

2000). Observou-se ainda que o percentual de material fino passante na peneira 0,15 mm

(número 100) é elevado, situando em 13,2 % para esta amostra. Como se observou este

elevado teor de finos para este agregado, passante na malha de abertura 0,15 mm, realizou-se

o ensaio de Granulometria por Raios Laser para este agregado.

0

20

40

60

80

100

0,1 1 10Abertura das Peneiras (mm)

% R

etid

a ac

umul

ada

méd

ia

Convencional

Reciclado

0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 6,3

Zona Utilizável SuperiorLimites NBR 7211

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No Quadro 4.7, são apresentados os valores de dimensão média e as dimensões

abaixo das quais encontram-se 90% das partículas do agregado reciclado ensaiado. Na Figura

4.14 podem ser visualizadas as curvas granulométricas do agregado miúdo reciclado obtidas

através do Granulômetro a Laser.

Quadro 4.7 – Composição granulométrica a laser* do agregado miúdo reciclado passante na peneira 0,15 mm (número 100).

Características Amostra 1 Amostra 2

Líquido Água Água

Agente dispersante Hexametafosfato de sódio Hexametafosfato de sódio

Ultrasom 60 60

Concentração 157 152

Dimensão abaixo da qual encontram-se 10% das partículas (µm) 7,91 7,21

Dimensão Média (µm) 85,43 62,03

Dimensão abaixo da qual encontram-se 90% das partículas (µm) 608,8 1142,89

Index Granulômetro 746 765

*Procedimento 1.02.133 (FURNAS, 2000).

Figura 4.14 – Curva da composição granulométrica do agregado miúdo reciclado de CCR passante na peneira 0,15 mm (número 100).

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,001 0,01 0,1 1 10

Diâmetro das Partículas (mm)

Porc

enta

gem

Pas

sant

e

Amostra 1

Amostra 2

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Com relação aos resultados apresentados no Quadro 4.7 e na Figura 4.14, o

material reciclado apresentou dimensão média de 73,73 µm e 90% dos grãos são menores

que 875,85 µm. O agregado miúdo reciclado analisado apresentou uma quantidade

considerável de material ultrafino, provavelmente decorrente do processo de britagem do

resíduo de CCR.

Comparando os resultados das amostras de agregado reciclado com a amostra de

cimento utilizada no programa experimental com análise apresentada no Quadro 4.3 e na

Figura 4.8, observou-se que a dimensão média do agregado reciclado passante na peneira

com diâmetro 0,15 mm (número 100) é cerca de 5,3 vezes maior que a dimensão média do

cimento CP II F-32, cujo valor da dimensão média é de 13,83 µm.

Segundo Alves (2004), esta quantidade de material ultrafino é desejável para

produção de blocos de concreto, visto que permite um pequeno aumento do volume da pasta,

que é um parâmetro muito importante no concreto para produção de blocos. A quantidade de

materiais finos presentes no agregado miúdo reciclado é fator considerado no programa

experimental, pois poderá proporcionar misturas de blocos de concreto com tendência a

segregar menos que os blocos de concreto produzidos com areias convencionais em virtude

da sua maior quantidade de finos.

Segundo Neville (1997), são considerados ultrafinos os materiais com

granulometria menores que 125 µm, qualquer que seja a origem, como agregados, filer e

cimento. De acordo com Montgomery (1998), partículas de agregados reciclados com

dimensões menores que 0,15 mm apresentam maior probabilidade de ter na sua composição

partículas não hidratadas de cimento. Com base nesta afirmação, o autor salienta que a

utilização destas partículas pode favorecer o incremento da quantidade de cimento presente

no concreto produzido, o que pode ajudar a reduzir a aspereza das misturas, podendo,

inclusive, favorecer a trabalhabilidade e o aumento de resistência. Todavia, segundo Leite

(2001), não é possível visualizar na prática, a britagem de argamassas de forma a obter grãos

íntegros de cimento. Além disso, pode ser muito difícil ou impossível mensurar a quantidade

destes grãos existente na fração fina.

Loo (1998) realizou um estudo com agregados reciclados de concreto separando-

os em frações entre 1 mm e 0,15 mm e menores que 0,15 mm. Para as duas frações foram

realizados ensaios de determinação do teor de cálcio (Ca) e silício (Si) no qual os resultados

apontaram que os valores de cálcio e silício aumentavam para as partículas menores que 0,15

mm.

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Neville (1997) recomenda que os agregados apresentem uma quantidade

suficiente de material passante na peneira de diâmetro 0,15 mm (número 100), para que as

misturas de concreto fiquem menos ásperas, e consequentemente apresentem menor

segregação.

Os resultados das composições granulométricas dos agregados graúdos,

convencional e reciclado, podem ser visualizados na Tabela 4.2 e as curvas granulométricas

com os limites da NBR 7211 (ABNT, 2005) encontram-se na Figura 4.15.

Tabela 4.2 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado.

Agregado graúdo convencional Agregado graúdo reciclado

Peneiras (mm) % Retida individual

% Retida acumulada Peneiras (mm) % Retida

individual % Retida

acumulada 12,5 0,0 0 9,5 0,0 0 9,5 4,4 5 6,3 0,0 0

4,75 66,6 71 4,75 66,7 69 2,36 20,3 92 2,36 25,4 93 1,18 4,2 96 1,18 1,1 94 0,6 1,7 97 0,6 0,7 94 0,3 0,8 98 0,3 0,9 95

0,15 0,7 99 0,15 1,6 97 < 0,15 1,3 100 < 0,15 3,6 100 Total 100 --- Total 100 ---

Módulo de finura 5,58 Módulo de finura 5,41 Dimensão máxima característica

(mm) 9,5 Dimensão máxima característica (mm) 9,5

Graduação Brita 0 Graduação -

Figura 4.15 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da Graduação 0 especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005).

0

20

40

60

80

100

Abertura das Peneiras (mm)

% R

etid

a ac

umul

ada

méd

ia

Reciclado

Convencional

12,59,54,82,41,2

Graduação 0Limites NBR 7211

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Observou-se que a curva do agregado graúdo reciclado evidenciou granulometria

contínua, o mesmo observado para o agregado miúdo reciclado. Verificou-se também que a

composição granulométrica deste agregado não se encaixou dentro da faixa da composição

do agregado de graduação 0 (Brita 0) e também em nenhuma das outras graduações

prescritas pela NBR 7211 (ABNT, 2005), que fornece a especificação de agregados para

concreto. Utilizou-se o agregado graúdo reciclado sem manipulações em sua granulometria,

pois o objetivo era de se utilizar o agregado no estado em que ele era produzido, com o

mínimo de beneficiamento possível.

A textura dos agregados reciclados é geralmente mais rugosa e porosa do que a

dos agregados convencionais. Segundo Hamassaki et al. (1996), a superfície dos agregados

naturais pode ser classificada como praticamente polida e a dos agregados reciclados como

áspera a muito áspera. A argamassa aderida às partículas do material, ou o próprio material

conferem ao agregado reciclado tal aspereza. Segundo Morel et al. (1993), a rebritagem do

material poderia favorecer a redução da porosidade do mesmo, principalmente no caso do

agregado reciclado de concreto, pois este procedimento ajudaria a diminuir a quantidade da

argamassa aderida à superfície. Todavia, o custo do beneficiamento aumentaria muito.

4.3.4.2 Massa Específica

Define-se a massa específica do material como sendo a massa do material por

unidade de volume, incluindo os vazios internos do mesmo. Segundo Oliveira (2002), a

determinação da massa específica da areia não considera os vazios permeáveis, os vazios

impermeáveis e os vazios entre os grãos do agregado. A massa específica do agregado

graúdo é empregada para a determinação do volume de vazios a ser preenchido pela

argamassa e para estabelecimento de parâmetro de comparação (OLIVEIRA, 2002).

A massa específica dos agregados foi calculada para obtenção do consumo dos

materiais utilizados na produção das misturas. Determinou-se a massa específica dos

agregados miúdos, convencional e reciclado, utilizando-se o frasco de Chapman, conforme

prescrições da NBR 9776 (ABNT, 1987).

Para os agregados graúdos, convencional e reciclado, utilizou-se uma balança

hidrostática para a determinação da massa específica do material, conforme prescrições da

NBR NM 53 (ABNT, 2003). Para os agregados graúdos, convencional e reciclado,

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determinou-se também a massa específica do agregado na condição saturado com superfície

seca (SSS), segundo as prescrições da NBR NM 53 (ABNT, 2003).

Segundo Furnas (1997), o agregado é considerado na condição de SSS quando,

durante o amassamento, não absorver nenhuma parte da água adicionada nem contribuir com

nenhuma de sua água contida na mistura. Desta forma, qualquer agregado na condição de

SSS possui água absorvida (água mantida aderente à superfície por ação físico-química) na

sua superfície, desde que esta água não possa ser removida facilmente do agregado.

Os resultados dos ensaios de massa específica destes agregados estão

apresentados no Quadro 4.8, a seguir.

Quadro 4.8 – Resultados de massa específica dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.

Fração granulométrica Tipo de Agregado

Massa específica seca

(Kg/ dm3)

Relação reciclado/

convencional

Massa específica saturada (Kg/ dm3)

Relação reciclado/

convencional

Convencional 2,64 --- --- --- Miúdo

Reciclado 2,58 0,98 --- --- Convencional 2,60 --- 2,60 ---

Graúdo Reciclado 2,58 0,99 2,58 0,99

Analisando-se o Quadro 4.8, observou-se que a massa específica seca do

agregado miúdo reciclado apresentou-se próxima aos valores encontrados para a maioria dos

agregados convencionais utilizados em concretos.

Observou-se que os resultados apresentados estão em conformidade com a

maioria da bibliografia sobre agregados reciclados de concreto (POON et al., 2002;

BUTTLER, 2003), nas quais os agregados reciclados tenderam a apresentar massas

específicas inferiores aos agregados convencionais (agregados de referência). O agregado

graúdo de concreto utilizado no trabalho desenvolvido por Topçu e Günçan (1995)

apresentou massa específica igual a 2,45 kg/dm3 para partículas cuja dimensão variava de 8

mm a 31,5 mm.

Barra (1996) realizou um estudo com agregados reciclados de concreto cujos

valores de massa específica estão apresentados no Quadro 4.9. Os resultados confirmam que

quanto mais poroso o material, menor é a massa específica obtida.

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Quadro 4.9 – Massa específica de agregados reciclados em função da faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996).

Tipo de Agregado Fração granulométrica Massa específica seca(Kg/ dm3)

Massa específica saturada(Kg/ dm3)

12-20 mm 2,270 2,427 Reciclado

6-12 mm 2,238 2,406

Machado Jr. et al. (1998) afirmaram que o agregado graúdo reciclado pode ser

considerado aproximadamente como um agregado leve. Entretanto, este é um ponto

discordante quando se considera que o limite superior do valor de massa específica para que

um agregado seja considerado leve é de 2,00 kg/dm3. Como os agregados reciclados, apesar

de menos densos, ainda têm valores de massa específica maiores que 2,00 kg/dm3, seria um

equívoco considerá-los como agregados leves. Banthia e Chan (2000) consideram que em

virtude da menor massa específica apresentada pelos agregados reciclados, em algumas

situações eles podem ser usados como agregados semi-leves.

Hansen (1992) apontou que os valores de massa específica de agregados

originários de concreto oscilam entre 2,12 kg/dm3 a 2,70 kg/dm3, concluindo que a origem

do concreto interfere pouco no valor da massa específica e que a mesma é geralmente mais

baixa que a dos agregados naturais devido à argamassa antiga aderida às partículas do

agregado reciclado de concreto.

4.3.4.3 Massa Unitária

A massa unitária é definida como a massa das partículas do agregado que

ocupam uma unidade de volume, ou seja, o volume ocupado por partículas e vazios entre os

mesmos, sendo frequentemente usada para transformar quantidades em massa para

quantidades em volume.

Para a determinação da massa unitária consideram-se os vazios permeáveis, os

vazios impermeáveis e os vazios entre grãos do agregado miúdo. A massa unitária foi

determinada para complementação das caracterizações físicas dos agregados, visto que é

empregada para a conversão de um traço de concreto dado em massa para um traço em

volume e vice-versa (OLIVEIRA, 2002).

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A massa unitária dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado, foi

determinada com o agregado no estado solto, de acordo com as prescrições da NBR 7251

(ABNT, 1982), estando os resultados deste ensaio apresentados no Quadro 4.10.

Quadro 4.10 – Resultados de massa unitária dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.

Tipo de Agregado Massa unitária (Kg/ dm3)

Relação reciclado/ convencional

Convencional 1,53 --- Miúdo

Reciclado 1,43 0,93 Convencional 1,44 ---

Graúdo Reciclado 1,39 0,97

Observou-se que os agregados reciclados apresentaram massas unitárias em

consonância com a indicada pela bibliografia para agregados, podendo ser utilizado para a

produção de novos tipos de concretos. Em trabalho desenvolvido por Topçu e Günçan

(1995), os agregados graúdos reciclados de concreto utilizados possuíam massa unitária de

1,16 kg/dm3. Enquanto a massa unitária dos agregados naturais varia entre 1,30 a 1,75

kg/dm3 (MEHTA e MONTEIRO, 1994).

4.3.4.4 Absorção de Água

Define-se a absorção de água como sendo a relação entre a massa de água

necessária para preencher os poros permeáveis do agregado e a massa seca do material,

sendo utilizada como parâmetro para controle de água do concreto.

A absorção de água nos agregados reciclados é muito importante quando se

estuda o seu uso em concretos, pois esta taxa interfere diretamente na relação a/c final das

misturas. Além disso, se a absorção não for considerada, além da redução da relação a/c,

haverá uma redução substancial da trabalhabilidade do material, deixando o concreto muito

seco (LEITE, 2001).

Segundo Leite (2001), nos agregados convencionais normalmente utilizados nas

misturas de concreto, a taxa de absorção do material geralmente tem índices muito baixos e

sua influência para produção de concretos convencionais não é considerada. A autora

comenta que mesmo para os agregados miúdos normalmente utilizados, cujos valores de taxa

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de absorção variam de 1% a 2,5%, o efeito da absorção geralmente não é considerado, pois o

processo se dá de forma mais lenta devido à baixa porosidade dos materiais comumente

utilizados. Entretanto, neste caso em que os agregados reciclados (objeto de estudo da

pesquisa), são mais porosos soma-se o fato de que se trabalha com concretos para blocos

(consistência seca), merecendo, deste modo, uma atenção especial para a sua quantificação.

De acordo com Tavakoli e Soroushian (1996), a taxa de absorção dos agregados

reciclados pode fornecer indicativos sobre a quantidade de argamassa antiga aderida às

partículas de agregado reciclado de concreto.

Utilizaram-se as prescrições da norma NBR NM 30 (ABNT, 2001) para

determinação das taxas de absorção dos agregados miúdos e a NBR NM 53 (ABNT, 2003)

para determinação das taxas de absorção dos agregados graúdos. No Quadro 4.11 estão

apresentados os resultados das taxas de absorção dos agregados miúdos e graúdos,

convencional e reciclado, calculadas através de equações prescritas nestas normalizações.

Quadro 4.11 – Taxa de absorção dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.

Tipo de agregado Absorção de água (%)

Relação reciclado/ convencional

Convencional 0,50 --- Miúdo

Reciclado 2,70 5,40 Convencional 1,10 ---

Graúdo Reciclado 3,10 2,82

Analisando-se os resultados, observa-se que o teor de absorção de água para os

agregados reciclados é muito maior quando comparado com o teor de absorção dos

agregados convencionais. Para os agregados miúdos, o teor de absorção de água do agregado

reciclado supera o agregado convencional em 5,4 vezes. Para os agregados graúdos, o teor de

absorção de água do agregado reciclado superou o agregado convencional em 2,82 vezes.

Para os agregados graúdos, isto se deve provavelmente à elevada absorção da argamassa

aderida às partículas dos agregados (BUTTLER, 2003).

Foi observado que a absorção do agregado miúdo reciclado apresentou-se

pertinente com a bibliografia consultada, confirmando uma maior absorção de água deste

agregado quando comparado com agregados convencionais. No estudo realizado com

agregados reciclados de concreto por Bazuco (1999), a taxa de absorção média, medida em

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24 horas, foi de 8,45% e foi também observado que quase toda água é absorvida até os

primeiros 30 minutos do contato do material com a água.

Através do resultado apresentado no Quadro 4.11, constatou-se a elevada

absorção de água dos agregados reciclados de concreto quando comparados com os

agregados convencionais, conforme a maioria dos pesquisadores apontaram para os

agregados reciclados de concreto. Barra (1996) encontrou valores de taxa de absorção para

agregados reciclados que estão apresentados no Quadro 4.12. Observa-se que quanto menor

a dimensão do agregado e maior a porosidade inerente do material, maior é a taxa de

absorção obtida.

Quadro 4.12 – Taxas de absorção em agregados reciclados em função faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996).

Tipo de Agregado Fração granulométrica Absorção (%)

12-20 mm 6,85 Reciclado

6-12 mm 7,49

Segundo De Pauw et al. (1998), os agregados reciclados poderão absorver parte

da água da mistura, reduzindo a trabalhabilidade do concreto fresco. Para minimizar este

efeito, os autores recomendam a determinação dessa quantidade de água a ser absorvida

através da realização de testes experimentais.

Devido à maior absorção dos agregados reciclados, vários autores recomendam

seu uso na condição saturada com superfície seca (SSS), para evitar que o agregado retire

água da pasta, necessária para a hidratação e ganho de resistência (HANSEN, 1992;

SCHULZ; HENDRICKS, 1992; ANDRADE et al., 1998).

4.3.4.5 Teor de Material Pulverulento

Materiais pulverulentos são partículas presentes nos agregados com

granulometria menor que 0,075 mm, ou seja, são as partículas minerais, inclusive as

partículas solúveis em água que passam na peneira 75 micrômetros (nº 200). Deste modo,

este ensaio buscou a determinação do teor de material pulverulento em agregados miúdos ou

graúdos, uma vez que, segundo Furnas (2004), o excesso de finos leva a um aumento da água

de amassamento e, conseqüentemente, maior retração por secagem. A determinação do teor

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de materiais pulverulentos presentes no agregado miúdo caracteriza a quantidade de

partículas com dimensão inferior ao furo da peneira 75 micrômetros (nº 200) contidas no

agregado miúdo.

Utilizaram-se as prescrições da norma NBR NM 46 (ABNT, 2001) para

determinação do teor de material pulverulento nos agregados miúdos, convencional e

reciclado. No Quadro 4.13 estão apresentados os resultados do teor de material pulverulento,

calculados para os agregados miúdos através de equações prescritas nesta normalização.

Quadro 4.13 – Teor de material pulverulento dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.

Tipo de agregado Teor de material pulverulento (%)

Limites da NBR NM 46 (ABNT, 2001) (%)

Relação reciclado/convencional

Convencional 4,11 < 5,0 --- Miúdo

Reciclado 10,24 < 5,0 2,49 Convencional 0,81 < 1,0 ---

Graúdo Reciclado 3,47 < 1,0 4,28

Através dos resultados apresentados no Quadro 4.13, constatou-se nos agregados

reciclados um elevado teor de materiais pulverulentos, superiores aos requisitos máximos

especificados pela NBR NM 46 (ABNT, 2001), estando em consonância com a maioria da

bibliografia referente ao assunto (COUTINHO, 1997a; ÂNGULO, 1998, OLIVEIRA, 2002,

BUTTLER, 2003). O agregado miúdo reciclado apresentou teor de material pulverulento

cerca de 2,49 vezes superior ao do agregado miúdo convencional. Para o agregado graúdo, a

diferença é menor, sendo o teor de material pulverulento do agregado reciclado 4,28 vezes

superior ao agregado convencional, neste caso.

Segundo Coutinho (1997a apud Leite 2001), o teor de finos nas misturas de

concreto podem influenciar bastante na quantidade de água de amassamento necessária, o

que pode provocar redução da resistência mecânica do concreto produzido. Além disso, estas

partículas podem reduzir a resistência ao desgaste principalmente por abrasão.

Segundo Oliveira (2002), partículas finas até o limite recomendado por norma

auxiliam no preenchimento dos vazios da areia da argamassa que facilita o envolvimento da

areia pelo cimento. Por outro lado se houver excesso de partículas finas, estas envolvem as

partículas de cimento com prejuízo às propriedades do concreto. O excesso de materiais

pulverulentos exige a adição de uma quantidade maior de água para a hidratação do cimento

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o que aumenta a quantidade de vazios no concreto e pode ocasionar uma redução da

resistência mecânica e da durabilidade do concreto.

Exceto pelas considerações existentes e aqui apresentadas, não foram verificados

resultados na bibliografia que relacionem a influência direta dos materiais pulverulentos nas

propriedades de concretos produzidos com agregados reciclados de concreto.

4.3.4.6 Desgaste por Abrasão

O desgaste por abrasão dos agregados foi obtido através do ensaio de Abrasão

Los Ângeles. Este ensaio simula o desgaste sofrido pelos agregados quando colocado na

máquina Los Ângeles com uma carga abrasiva e submetido a um determinado número de

revoluções (FURNAS, 1997). Deste modo, este ensaio oferece um indicativo da qualidade do

material a ser utilizado na produção do concreto, determinando-se a resistência à

fragmentação por choque e atrito das partículas de agregado graúdo.

Realizou-se este ensaio objetivando-se determinar a perda de massa dos

agregados graúdos, convencional e reciclado, após abrasão, em relação às suas respectivas

massas iniciais. O desgaste de perda por abrasão dos agregados oferece um indicativo da

qualidade do material a ser utilizado na produção do concreto.

Determinou-se a perda de massa por abrasão para os agregados graúdos,

convencional e reciclado, conforme prescrições da NBR NM 51 (ABNT, 2001). No Quadro

4.14 estão apresentados os resultados de perda de massa por abrasão, obtidos no ensaio de

Abrasão Los Ângeles, calculado através de equações prescritas na referida norma.

Quadro 4.14 – Perda de massa por abrasão dos agregados graúdos, convencional e reciclado.

Tipo de agregado Perda de massa por abrasão (%)

Limites da NBR NM 51 (ABNT, 2001) (%)

Relação reciclado/ convencional

Convencional 39 < 50 --- Graúdo

Reciclado 39 < 50 1,00

Analisando-se o Quadro 4.14, observou-se que os agregados graúdos, tanto o

convencional quanto o reciclado, apresentaram praticamente a mesma perda de massa por

abrasão, diferente da apontada pela bibliografia, a qual aponta que os agregados reciclados

apresentam menor resistência ao impacto e menor resistência ao desgaste por abrasão que os

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agregados naturais. No caso dos agregados reciclados de concreto, tal fato se deve à

argamassa aderida e sua fraca ligação com as partículas de agregado (BAIRAGI, et al. apud

BAZUCO, 1999).

Segundo Hansen (1992), o tipo de concreto que deu origem ao agregado tem uma

íntima relação com os valores de abrasão obtidos nos ensaios. Ou seja, quanto mais resistente

for o concreto original, menor relação água/cimento, menor será o valor de perda por

abrasão.

Conforme mostrado no Quadro 4.14, a NBR NM 51 (ABNT, 2001) considera

inadequado para uso em concretos o agregado graúdo que apresentar índices de perda por

abrasão superiores a 50% (em massa). Neste caso, verificou-se que os resultados obtidos

satisfazem os limites aceitáveis prescritos nesta norma. O resultado obtido no ensaio de

Abrasão Los Ângeles, para perda de massa por abrasão do agregado graúdo reciclado, foi

condizente com a referida norma.

Quebaud (1996) encontrou valores de perda por abrasão de agregados reciclados

de concretos produzidos em uma usina de beneficiamento na França da ordem de 31,8 %.

Segundo o autor, este valor é inferior aos 40 %, que é o limite máximo de perda por abrasão

permitida pela norma francesa NF P 18-573.

Devido à argamassa aderida e sua fraca ligação com as partículas que os

agregados reciclados de concreto apresentam, a maioria dos estudos realizados procura

observar aspectos relacionados a esta propriedade, pois se tornam fatores determinantes nas

características finais dos agregados reciclados de concreto. Deste modo, este estudo apontou

mesma resistência ao impacto e mesma resistência ao desgaste por abrasão nos agregados

reciclados quando comparados aos agregados convencionais.

4.3.5 ENSAIO DE SANIDADE AO ATAQUE NA2SO4 DO RESÍDUO

A sanidade ao ataque é um termo usado para representar a capacidade do

agregado resistir às variações excessivas de volume devidas a variações das condições

físicas. Segundo Neville (1997), as causas físicas de grandes ou permanentes variações de

volume do agregado são o congelamento e de degelo, variações térmicas a temperaturas

acima do ponto de congelamento e molhagem e secagem alternadas.

Com o objetivo de se conhecer o comportamento dos agregados, com relação à

capacidade de resistir às variações excessivas de volume devido a variações das condições

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físicas, realizou-se o ensaio americano de sanidade do agregado, estabelecido pela norma

ASTM C 88 (ASTM, 1999a) – Standard Test Method for Soundness of Aggregates by use of

Sodium Sulfate or Magnesium Sulfate.

Esta normalização prescreve o método para determinação direta da resistência do

agregado à desintegração do agregado, quando submetido a uma ciclagem de imersão em

solução saturada de sulfato de sódio (Na2SO4).

Neste procedimento de ensaio, a amostra de agregado é submetida

alternadamente à imersão em uma solução saturada de sulfato de sódio e à secagem em uma

estufa. A formação de cristais de sal nos poros do agregado tende a desagregar as partículas,

provavelmente, de modo semelhante à ação do gelo. A redução do tamanho das partículas,

evidenciada através de uma análise granulométrica, após certo número de ciclos, indica o

grau de não sanidade.

Os resultados dos ensaios de sanidade ao ataque para os agregados miúdos,

convencional e reciclado, calculado através de equações prescritas na referida norma, estão

apresentados no Quadro 4.15.

Quadro 4.15 – Índice de sanidade ao ataque Na2SO4 dos agregados miúdos, convencional e reciclado.

Tipo de agregado Sanidade ao Ataque (%) Limites da ASTM C33 (ASTM, 1993) (%)

Relação reciclado/ convencional

Convencional 0,32 < 10 --- Miúdo

Reciclado 2,47 < 10 7,72

Pode-se observar que o índice de sanidade dos agregados miúdos forneceu

relações maiores quando comparado ao agregado convencional. O agregado miúdo reciclado

apresentou índice de sanidade cerca de 7,72 vezes superior ao do agregado miúdo

convencional. De acordo com as prescrições da norma ASTM C 33 (ASTM, 1993), a perda

em porcentagem após o ensaio não poderá ser maior que 10%. Desta forma, conclui-se que o

resultado para o agregado miúdo reciclado, apresentou índice de sanidade que satisfaz as

prescrições desta norma, sendo, portanto, considerado um agregado são.

Segundo Neville (1997), este ensaio tem significado apenas qualitativo para

previsão do comportamento do agregado sob as condições reais, não devendo, portanto, ser

usado como critério de aceitação ou rejeição de agregados não conhecidos.

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4.3.6 CLASSIFICAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO

A NBR 10004 (ABNT, 2004) classifica os resíduos sólidos em duas categorias:

resíduos classe I – perigosos; resíduos classe II – não perigosos.

Os resíduos perigosos são aqueles que apresentam periculosidade de forma a

apresentar risco à saúde pública, provocando ou acentuando, de forma significativa, um

aumento de mortalidade ou incidência de doenças e/ou riscos ao meio ambiente, quando o

resíduo é manuseado ou destinado de forma inadequada. Além disto, os resíduos podem ser

classificados como perigosos se apresentarem uma das seguintes características:

inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxidade, patogenicidade ou carcterísticas que

constem nos Anexos A ou B da norma supracitada.

Os resíduos não perigosos são divididos em duas classificações: resíduos classe

II A – Não inertes e resíduos classe II B – Inertes. Os resíduos inertes são aqueles que,

quando amostrados de forma representativa, segundo a NBR 10007 (ABNT, 1987), e

submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à

temperatura ambiente, conforme testes de solubilização, segundo a NBR 10006 (ABNT,

2004), não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores

aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor,

conforme apresentado no Anexo G da referida norma.

Os resíduos não inertes são aqueles que não se enquadram nas características dos

perigosos ou dos inertes. Podem ter propriedades como: combustibilidade,

biodegradabilidade ou solubilidade em água.

Com o objetivo de classificar o resíduo de CCR utilizado neste trabalho,

procedeu-se à análise e classificações conforme as diretrizes da NBR 10004 (ABNT, 2004).

Deste modo, visto que a classificação do resíduo nos termos da série de normas

NBR 1004 (ABNt, 2004) encontrava-se disponível, não foram necessários as realizações dos

ensaios de solubilização, de acordo com a NBR 10006 (ABNT, 2004) e extrato lixiviado de

resíduos, conforme NBR 10005 (ABNT, 2004). Desta forma, classificou-se o resíduo de

CCR como Resíduo Classe II B – Inerte, segundo as prescrições da NBR 10004 (ABNT,

2004), caracterizando-se como um resíduo que não oferece restrições quanto ao manejo,

fator este que dificultaria a reciclagem.

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4.4 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A CARACTERIZAÇÃO DOS

MATERIAIS

A partir deste programa experimental de caracterização dos materiais utilizados

neste trabalho, foi possível constatar o comportamento destes quanto às possibilidades de

aproveitamento do resíduo que:

• O resíduo de CCR utilizado no desenvolvimento desta pesquisa apresentou na

sua composição basicamente rocha natural e argamassa, proveniente de uma mistura com

consumo de cimento igual a 70 kg/m3;

• A análise química do material não indica a presença de compostos

patogênicos, conforme estabelece na NBR 10004 (ABNT, 2004), no seu Anexo I, Listagem 9

– Concentrações máximas de poluentes na massa bruta do resíduo, que são utilizadas pelo

Ministério do Meio Ambiente Francês (GEYER, 2001) e aceitas por esta norma, para

classificação destes como patogênicos e perigosos;

• Não foram necessárias análises químicas mais aprofundadas, tais como

lixiviação e solubilização dos agregados reciclados de CCR, visto estes agregados estarem

classificados como Inertes, conforme estabelece a normalização para resíduos sólidos, NBR

10004 (ABNT, 2004);

• Com o ensaio de pozolanicidade com o cimento, foi possível verificar que o

agregado miúdo reciclado apresentou índice de atividade pozolânica muito inferior ao valor

mínimo exigido pelas normas para Materiais Pozolânicos. Estes resultados vieram a

confirmar que não existe atividade pozolânica no material analisado;

• As curvas granulométricas, para todos os agregados analisados, evidenciaram

materiais com granulometria contínua, aspecto considerado positivo para produção de blocos

de concreto, devido ao melhor arranjo existente entre as partículas. Além disso, é

interessante salientar que o agregado miúdo reciclado apresentou um teor de finos cerca de

1,24 vezes maior que o agregado miúdo convencional. E que a análise granulométrica da

fração menor que 0,15 mm do resíduo, evidenciou um material com dimensão média 5,3

vezes maior que a dimensão média do cimento CP II F-32 utilizado nesta pesquisa;

• A massa específica dos agregados reciclados foi 2% e 1% menor que a massa

específica das frações de agregados convencionais miúdos e graúdos, respectivamente.

Também a massa unitária dos agregados reciclados foi inferior à massa unitária dos

agregados convencionais miúdos e graúdos, 7% e 3%, respectivamente. Tais reduções nas

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 98

massas específicas e unitárias dos agregados reciclados não são muito significativas quando

comparadas com valores obtidos para outras propriedades;

• As taxas de absorção dos agregados reciclados foram maiores quando

comparadas às taxas de absorção dos agregados convencionais. Deste modo, há necessidade

de compensá-las durante a mistura dos concretos para produção dos blocos, de modo que não

haja diminuição excessiva da água livre das misturas de concreto para blocos, produzidos

com agregados reciclados, fato este que comprometeria a moldagem dos blocos;

• A classificação do resíduo de CCR conforme a NBR 10004 (ABNT, 2004)

enquadra este na Classe II B– Inertes, caracterizando-se como um resíduo que não apresenta

periculosidade;

• Analisando-se sobre a ótica de aproveitamento do resíduo na construção civil,

as características químicas, físicas e morfológicas do resíduo indicam que o seu uso nos

blocos de concreto pode ser uma proposta tecnicamente viável, na forma de substituição,

como agregado.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 99

CAPÍTULO 5

PROGRAMA EXPERIMENTAL – SUBSTITUIÇÃO DOS AGREGADOS

CONVENCIONAIS PELOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR

O programa experimental foi elaborado com o objetivo de verificar o

comportamento dos blocos de concreto para alvenaria contendo substituições dos agregados

convencionais por agregados reciclados de CCR. A partir da caracterização dos agregados

reciclados, descrita no Capítulo 4, estabeleceu-se este programa experimental para avaliar o

seu potencial como substituição aos agregados convencionais na fabricação dos blocos de

concreto.

O programa experimental analisou quatro tipos diferentes de blocos de concreto

(traços T1, T2, T3 e T4 correspondendo às classes de resistência de 2,5 MPa; 6,0 MPa; 8,0

MPa e 10,0 MPa, respectivamente), sendo cada traço confeccionado com cinco percentuais de

substituição em massa dos agregados graúdos e miúdos convencionais por reciclados de CCR:

0%, 25%, 50%, 75% e 100%.

São apresentadas neste capítulo as variáveis do estudo, o modelo do corpo-de-

prova adotado, o método de dosagem do concreto, a produção dos blocos de concreto e os

parâmetros utilizados para a avaliação dos blocos (obtidos através de ensaios dos concretos no

estado fresco e nos blocos de concreto no estado endurecido). Nos concretos no estado fresco,

buscou-se avaliar os efeitos das substituições na trabalhabilidade (Cannon Time) e na massa

específica, ambas determinadas conforme procedimento 01.006.011 (FURNAS, 2004). Nos

blocos de concreto no estado endurecido, a influência das substituições de agregados nas

propriedades mecânicas dos concretos foi avaliada através dos ensaios de resistência à

compressão simples – NBR 7184 (ABNT, 1992); absorção de água, teor de umidade e massa

específica – NBR 12118 (ABNT, 1991).

Todos os ensaios foram realizados em FURNAS e as análises dos resultados dos

experimentos foram realizadas por análise de variância (ANOVA), utilizando-se o programa

Statistica 6.0 da StatSoft®.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 100

5.1 PLANEJAMENTO DOS ENSAIOS

Descrevem-se neste item as variáveis utilizadas e os procedimentos adotados

nesta pesquisa. Para dar validade aos resultados do programa experimental, a programação da

pesquisa teve por base técnicas estatísticas (NANNI; RIBEIRO, 1987) já utilizadas em outras

pesquisas na área de concreto (GEYER, 2001; CASTRO, 2003; MEIRELES, 2004).

5.1.1 VARIÁVEIS INDEPENDENTES

a) Traços

Foram utilizados quatro traços (correspondendo a quatro classes de resistência),

para os blocos de concreto, abrangendo uma faixa que permitiu avaliar o comportamento do

material estudado. Três destas classes corresponderam aos traços dos blocos com função

estrutural (T2 = 6,0 MPa , T3 = 8,0 MPa e T4 = 10,0 MPa) e uma para blocos sem função

estrutural (T1 = 2,5 MPa). Estes traços foram adotados levando-se em conta que, no presente

trabalho, busca-se avaliar o desempenho dos blocos de concreto produzidos com diferentes

teores de substituição de agregados reciclados, em diferentes classes de resistência de blocos.

b) Teores de substituição

Foram utilizados teores de substituição que variaram de 0% (Referência), 25%,

50%, 75% e 100% tanto de agregado miúdo reciclado (%AMR), quanto de agregado graúdo

reciclado (%AGR), em combinações simultâneas em massa. Os percentuais definidos foram:

b.1) 0% AMR e 0%AGR (Referência);

b.2) 25% AMR e 25% AGR;

b.3) 50% AMR e 50% AGR;

b.4) 75% AMR e 75% AGR e

b.5) 100% AMR e 100% AGR.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 101

Os teores de substituição foram definidos através da pesquisa bibliográfica

realizada (TOPÇU; GUNÇAN, 1995; TOPÇU, 1997; GONÇALVES, 2000; LEITE, 2001;

SOUSA, 2001; POON et al., 2002; BUTTLER, 2003).

c) Idade para ensaios dos blocos de concreto

Em virtude das normalizações brasileiras para blocos de concreto não

especificarem idades para ensaios dos CP’s, as idades para a realização destes foram

estabelecidas em função da bibliografia consultada, procurando-se adotar idades normalmente

utilizadas nas análises do comportamento dos blocos de concreto (MEDEIROS, 1993;

SOUSA, 2001; ANDOLFATO, 2002; POON et al., 2002). Para cada ensaio realizado

ocorreram variantes nas idades, sendo estabelecidas as seguintes:

c.1) Resistência à compressão simples, aos 7 e 28 dias;

c.2) Absorção de água, Teor de umidade e Massa específica aparente seca, aos

28 dias.

d) Condição de cura da superfície dos blocos de concreto

A cura é uma das etapas mais importantes na produção de qualquer componente

pré-moldado. Tem o objetivo de impedir a perda precoce de umidade e de controlar a

temperatura do bloco de concreto durante um período suficiente para que alcance um nível de

resistência desejado, minimizando os problemas causados pela retração e melhorando suas

características (MEDEIROS, 1993).

Com relação ao processo de cura, as normas brasileiras que especificam blocos de

concreto para alvenaria – NBR 7173 (ABNT, 1982) e NBR 6136 (ABNT, 1994) não citam

procedimentos para cura destes elementos pré-moldados. Segundo o Sinaprocim (1999), que

trata sobre controles/disposições necessárias para qualificação e certificação de blocos de

concreto, o processo de cura ideal para blocos é através de aspersão de água cada 2h ou

câmara úmida.

Deste modo, o procedimento de cura adotado nesta pesquisa consistiu nos dois

processos de cura considerados ideais pelo Sinaprocim (1999), quais sejam: cura inicial por

aspersão de água a cada 2 horas (imediatamente após a produção dos blocos, durante 24

horas), somada à cura através de câmara úmida (com umidade relativa igual ou superior a

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 102

90%, durante 5 dias). Após este período, os blocos foram deixados em local seco e protegidos

de intempéries, até as idades dos ensaios. A idade de cinco dias foi definida por ser uma idade

característica para cura dos blocos.

e) Trabalhabilidade

A noção de trabalhabilidade é bastante ampla utilizando-se de várias propriedades

físicas para sua determinação e, deste modo, sua medição não pode ser realizada através de

um só método (COUTINHO, 1997b). As propriedades físicas que influenciam na

trabalhabilidade são o ângulo de atrito, a coesão, a viscosidade – que interferem na maior ou

menor mobilidade da massa; a massa volúmica – que interfere na compactação; a segregação

e a exsudação – que interferem na estabilidade da mistura que constitui o concreto fresco

(RITCHIE apud COUTINHO, 1997b).

Existem vários aspectos que podem ser considerados para a medida da

trabalhabilidade dos concretos, no entanto, utiliza-se como parâmetro de medição, a

consistência, geralmente determinada pelo tempo de vibração para atingir uma determinada

compacidade é que tem maior importância quando se fala nesta propriedade (COUTINHO,

1997b). Isto acontece porque uma das propriedades mais importantes do concreto endurecido

é a resistência e é sabido que quanto maior a compacidade alcançada com o adensamento do

concreto, maior a resistência que pode ser obtida nos blocos de concreto.

Inicialmente a trabalhabilidade do concreto foi determinada empiricamente para

ajustagem do traço através do “ponto de pelota” (TANGO, 1994), por ser uma especificação

freqüentemente utilizada nas grandes plantas industriais de blocos de concreto.

Após esta determinação, foi verificada a trabalhabilidade através do tempo de

vibração (Cannon Time), seguindo como orientação o procedimento de ensaio 01.006.011

(FURNAS, 2004). Este procedimento foi desenvolvido a partir das prescrições da ASTM C

1170 (ASTM, 1991) – Standard Test Methods for Determining Consistency and Density of

Roller-Compacted Concrete Using a Vibrating Table, a qual define o procedimento de ensaio

e as configurações da mesa vibratória, recomendadas para a determinação da trabalhabilidade

e da massa específica do CCR. Este procedimento foi utilizado como referência, em função

do concreto utilizado na produção dos blocos apresentarem características de trabalhabilidade

semelhantes às preconizadas pelo documento. De acordo com Mehta e Monteiro (1994), este

ensaio tem melhor significado se aplicado para a medida de trabalhabilidade de misturas mais

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 103

secas. Segundo Ceccato (1998), este ensaio avalia qualitativamente propriedades relacionadas

à trabalhabilidade, quais sejam: consistência, compactabilidade e resistência à exsudação.

Foram encontrados relatos de estudos sobre trabalhabilidade para blocos

produzidos com agregados reciclados utilizando o ensaio Vebe (SOUSA, 2001). Segundo este

ensaio, a trabalhabilidade é estabelecida em função do tempo expresso em segundos (Cannon

Time) que uma determinada amostra de concreto leva para adensar sob determinada energia

de adensamento, em uma mesa vibratória.

Todos os traços estudados para fabricação dos blocos foram dosados para uma

trabalhabilidade padrão Cannon Time, estipulada segundo Alves (2004) de (23±7)s.

5.1.2 VARIÁVEIS DEPENDENTES

a) Massa específica no estado fresco

Este ensaio foi realizado com o objetivo de verificar o comportamento dos

materiais para diversos valores de umidade e de composições granulométrica. No geral, a

massa específica traduz de forma tecnológica o grau de compacidade e empacotamento dos

materiais.

A determinação da massa específica do concreto no estado fresco seguiu as

recomendações do procedimento de ensaio 01.006.011 (FURNAS, 2004). Este procedimento

foi utilizado como referência pelo fato de ser específico para determinação da massa

específica de concretos secos. Para tanto, foi desenvolvido a partir das prescrições da ASTM

C 1170 (ASTM, 1991) – Standard Test Methods for Determining Consistency and Density of

Roller-Compacted Concrete Using a Vibrating Table. Este procedimento foi utilizado como

referência, em função do concreto utilizado na produção dos blocos apresentarem

características de trabalhabilidade semelhantes às preconizadas pela ASTM C 1170 (ASTM,

1991). A massa específica foi determinada com a utilização da mesma amostra que foi

submetida ao ensaio para determinação do tempo de vibração.

b) Resistência à compressão simples

Este ensaio foi realizado para verificação da influência dos teores de substituição

de agregados reciclados na resistência dos blocos de concreto como um todo e não somente

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 104

no aspecto superficial destes. Os ensaios foram realizados em blocos de concreto nas idades

de 7 e 28 dias, segundo as prescrições da norma brasileira, NBR 7184 (ABNT, 1992).

c) Absorção de água

Segundo Calçada (1998), a absorção de água nos blocos de concreto é uma

propriedade física de extrema importância, podendo servir como parâmetro de qualidade do

bloco e da alvenaria a ser produzida por este.

A capacidade de absorção de água também é indicada como um indicador da

quantidade de vazios e da permeabilidade do bloco e, como conseqüência, de sua

durabilidade. É importante observar que a absorção de água é dada como relação entre a

massa máxima de água que o bloco pode conter em relação à massa do bloco seco.

Nesta pesquisa, utilizou-se o ensaio de absorção não para verificar diretamente a

qualidade dos blocos de concreto, mas sim para verificar se existem diferenças entre blocos de

concreto com diferentes teores de substituição de agregados reciclados e classes de resistência

(traços), e com isto, analisa-se, indiretamente a durabilidade do material.

Neville (1997) questiona a validade dos ensaios de absorção de água para a

determinação quantitativa da qualidade do concreto, porém concorda que é inquestionável que

concretos com baixa absorção são normalmente de boa qualidade.

Os ensaios foram realizados em blocos de concreto nas idades de 28 dias, segundo

as prescrições da NBR 12118 (ABNT, 1991).

d) Teor de umidade

Este ensaio simulou o comportamento dos blocos de concreto quando expostos às

condições ambientais, com o objetivo de verificar quanto amostras são higroscópicas, ou seja,

a quantidade de umidade absorvida. Para a realização, respeitou-se o "tempo de cura" mínimo

do cimento utilizado para a fabricação do bloco, ou seja, 28 dias, antes do qual, a

conformação do concreto não estaria completa e, portanto, suas características de desempenho

não seriam garantidas. Os ensaios foram realizados em blocos de concreto nas idades de 28

dias, segundo as recomendações da NBR 12118 (ABNT, 1991).

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e) Massa específica aparente seca

Este ensaio foi utilizado para verificar o comportamento da massa específica

aparente seca dos blocos de concreto no estado endurecido, sendo realizado através da

obtenção da área média da seção perpendicular aos eixos dos furos descontadas as áreas

máximas dos vazios (área líquida), comparando as variações das áreas na medida em que são

substituídos os agregados convencionais pelos reciclados. Os ensaios realizados foram

realizados em blocos de concreto nas idades de 28 dias, calculando-se a massa específica

através da área líquida e do volume do bloco, de acordo com as prescrições da NBR 12118

(ABNT, 1991).

5.2 PLANEJAMENTO DA AMOSTRA

Foram adotados para ensaios com os blocos de concreto no estado endurecido,

CP’s vazados de concreto (contendo dois furos), nas dimensões padronizadas 14 cm x 19 cm

x 39 cm, designados como M-15, conforme especifica a NBR 6136 (ABNT, 1994) das

normas brasileiras.

O tamanho da amostra (quantidade de CP’s no estado endurecido) foi definido de

acordo com as especificações das normas referentes a cada ensaio, de modo que o modelo

apresentasse variáveis suficientes para análise estatística. Foram utilizados para o ensaio de

resistência à compressão 6 CP’s por idade, enquanto que para os ensaios de absorção de água,

teor de umidade e área líquida foram utilizados 3 CP’s para a idade adotada. A amostra

atingiu o total de 300 CP’s, considerando as 20 situações individuais (4 traços x 5 teores de

substituição).

No Quadro 5.1 estão apresentadas as especificações das dosagens, considerando

os teores de substituições utilizados juntamente com a quantidade de blocos de concreto

ensaiados, de acordo com o tamanho da amostra proposto.

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Quadro 5.1 – Especificações das dosagens dos blocos de concreto e esquematização do programa experimental com respectiva quantidade de CP’s ensaiados.

Quantidade de CP’s por ensaio

Resistência à compressão

Absorção de água,

Teor de umidade e

Área líquida

Traço Nomenclatura Substituição

em massa

%AMC %AMR %AGC %AGR

7 dias 28 dias 28 dias

0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03 25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03

T 1

100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03

25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03

T 2

100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03

25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03

T 3

100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03

25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03

T 4

100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 Total de CP’s por ensaio 120 120 60

Total de CP’s do programa experimental 300 Onde: T1, T2, T3 e T4 = Traços correspondendo às resistências de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa, respectivamente. (1) Substituição parcial do AMC e do AGC. (2) Substituição total do AMC e do AGC.

5.3 DOSAGEM EXPERIMENTAL

Os materiais utilizados para este programa experimental foram ensaiados

conforme as normalizações pertinentes, estando suas caracterizações apresentadas e

analisadas no Capítulo 4.

O concreto utilizado para a produção dos blocos foi preparado, dosado e lançado

no Laboratório de Furnas, utilizando o método de dosagem Dafico, descrito por Alves (2004)

e apresentado no Capítulo 3.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 107

5.3.1 AJUSTE DA PROPORÇÃO IDEAL DE ARGAMASSA

O teor ideal de argamassa foi encontrado utilizando-se o traço 1:8 (utilizado

apenas para ajuste), em massa, utilizando os módulos de finura dos materiais desta pesquisa

para atender aos módulos de finura do trabalho de Andolfato et al. (2002) e das curvas

teóricas de Fuller (ACI, 1991), Jean Bolomey (ACI, 1991) e Talbot Richart (ALVES, 2004).

Optou-se pela curva teórica de Jean Bolomey, pois representou melhor aspecto superficial

para os blocos no estado fresco, massa unitária mais elevada e trabalhabilidade adequada.

A trabalhabilidade para todos os concretos foi verificada inicialmente através do

“ponto de pelota” (TANGO, 1994) e pela medição do tempo de vibração do concreto ou

Cannon Time, fixado em (23 ± 7) s. De acordo com o ajuste, foi determinado o teor ideal de

75% para agregados graúdos e 25% para agregados miúdos, obtido através da composição dos

agregados pela curva teórica de Bolomey, que resultou numa relação

(cimento+areia)/(cimento+agregado total), designada por “k” igual a 0,78, para o referido

traço.

Na Figura 5.1 pode ser observado o diagrama de dosagem para obtenção da

proporção ideal de argamassa, através da composição teórica obtida por Bolomey

(representado pela letra A), Fuller (representado pela letra B) e Andolfato et al. (2002)

(representado pela letra C).

Depois de obtida a proporção ideal de argamassa, foram calculados os traços

mostrados no Quadro 5.2 para o estudo de dosagem, sendo ajustada, para cada traço, a relação

água/cimento a obter a medida de trabalhabilidade estabelecida para o experimento.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 108

Figura 5.1 – Diagrama de dosagem da ajustagem experimental dos concretos para produção dos blocos.

5.3.2 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DOS BLOCOS DE CONCRETO DE REFERÊNCIA E

DOS BLOCOS DE CONCRETO RECICLADOS

Para determinação dos traços dos blocos de concreto reciclados, inicialmente

foram estabelecidos os traços do concreto de referência, a partir do diagrama de dosagem.

Deste modo, foram definidos os traços unitários para cada traço definido no programa

experimental e também adotados os consumos de cimento para cada traço. Os traços para a

produção dos blocos de concreto com agregados reciclados foram determinados a partir dos

traços unitários do concreto de referência, levando em consideração o teor de substituição em

massa dos agregados.

1,20

1,50

1,80

2,10

2,40

0,70 0,75 0,80 0,85 0,90

k

fcb

(MPa

)

B

A

C

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

1,00 1,10 1,20 1,30 1,40

a/c

k

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

209 210 211 212 213

Consumo de cimento (Kg/m3)

k

B

C

A

1,20

1,50

1,80

2,10

2,40

2,158 2,159 2,160 2,161 2,162

Massa Específica (Kg/dm3)

fcb

(MPa

)

A

B

C

A

B

C

1,20

1,50

1,80

2,10

2,40

1,00 1,10 1,20 1,30 1,40

Relação A/C

fcb

(MPa

)

A

B

C

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 109

O método de dosagem resultou nos quatro traços dos concretos de referência (sem

substituição), e com base nestes desenvolveram-se os traços dos demais concretos (com

substituição). Ao todo foram estabelecidos vinte traços para moldagem dos CP’s, mantendo a

trabalhabilidade fixa em (23±7)s para todos os concretos, medida conforme o método do

Cannon Time.

No Quadro 5.2 estão apresentados os traços em massa, utilizados nesta pesquisa

para produção dos blocos de concreto e seus respectivos consumos de materiais estão

apresentados no Quadro 5.3.

Quadro 5.2 – Traços em massa utilizados na produção dos blocos de concreto.

Teor de Substituição (%) Traço Dados da Composição 0 25 50 75 100

k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 10 10 10 10 10a/c 0,93 0,96 0,89 0,77 0,89A% 8,48 8,69 8,11 7,03 8,13

AMR --- 1,98 3,90 5,77 7,58AMC 8,02 5,93 3,90 1,92 ---AGR --- 0,52 1,10 1,73 2,42

T 1

AGC 1,98 1,57 1,10 0,58 ---k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 6 6 6 6 6a/c 0,56 0,56 0,52 0,54 0,56A% 7,96 7,93 7,48 7,66 8,01

AMR --- 1,17 2,30 3,40 4,46AMC 4,74 3,50 2,30 1,13 ---AGR --- 0,33 0,70 1,10 1,54

T 2

AGC 1,26 1,00 0,70 0,37 ---k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 5 5 5 5 5a/c 0,48 0,47 0,51 0,46 0,49A% 8,00 7,92 8,53 7,75 8,18

AMR --- 0,97 1,90 2,81 3,68AMC 3,92 2,89 1,90 0,93 ---AGR --- 0,29 0,6 0,95 1,32

T 3

AGC 1,08 0,85 0,6 0,31 ---k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 4 4 4 4 4a/c 0,39 0,41 0,40 0,40 0,43A% 7,90 8,11 8,04 7,99 8,51

AMR --- 0,76 1,50 2,21 2,90AMC 3,10 2,29 1,50 0,74 ---AGR --- 0,24 0,50 0,79 1,10

T 4

AGC 0,90 0,71 0,50 0,26 ---Onde: T1, T2, T3 e T4 = traços correspondendo às resistências de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa, respectivamente. k = relação (cimento + areia)/(cimento + agregado total) m = massa total dos agregados por Kg de cimento a/c = relação água/cimento A% = teor de água/mistura seca (1 + m)

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Quadro 5.3 – Consumo de materiais utilizados na produção dos blocos de concreto.

Teor de Substituição (%) Traço Consumo de

Materiais (Kg/m3) 0 25 50 75 100 Cimento 187,96 185,19 180,37 178,71 173,98

AMR --- 366,22 703,45 1030,72 1318,79 AMC 1507,46 1098,65 703,45 343,57 --- AGR --- 96,76 198,41 309,52 421,04 AGC 372,17 290,29 198,41 103,21 ---

T 1

Água 175,35 177,03 160,96 138,11 155,60 Cimento 302,39 295,65 291,85 285,61 278,61

AMR --- 345,17 671,26 970,36 1242,62 AMC 1433,35 1035,52 671,26 323,45 --- AGR --- 98,30 204,30 314,88 429,07 AGC 381,02 294,91 204,30 104,96 ---

T 2

Água 168,58 164,10 152,73 153,13 156,20 Cimento 353,76 344,47 312,63 336,09 324,54

AMR --- 332,41 593,99 942,74 1194,29 AMC 1386,75 995,51 593,99 312,57 --- AGR --- 99,90 187,58 317,61 428,39 AGC 382,06 292,80 187,58 104,19 ---

T 3

Água 169,77 163,60 160,00 156,28 159,28 Cimento 423,37 412,55 404,83 403,00 395,71

AMR --- 314,57 607,24 891,65 1147,54 AMC 1312,45 943,70 607,24 297,22 --- AGR --- 97,98 202,41 317,37 435,28 AGC 381,03 293,94 202,41 105,79 ---

T 4

Água 167,20 167,28 162,67 160,94 168,45 Onde: T1, T2, T3 e T4 = traços correspondendo às resistências de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa, respectivamente.

5.4 PRODUÇÃO DOS BLOCOS DE CONCRETO

5.4.1 MISTURA DOS MATERIAIS

Na preparação dos concretos, para produção dos blocos, foram empregados os

materiais descritos no Capítulo 4, sendo estes preparados sob condições de superfície saturada

seca (SSS) e posteriormente pesados em balança eletrônica, conforme mostrado na Figura 5.3.

A mistura dos materiais foi realizada em betoneira pré-umedecida, com capacidade de 0,2 m3,

em ambiente de laboratório com variação de temperatura entre 24ºC a 27ºC, conforme

mostrado na Figura 5.2.

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Figura 5.2 – Local de preparo do concreto.

A seqüência de introdução dos materiais na betoneira e o tempo de amassamento

do concreto seguiram os procedimentos recomendados pelo Laboratório de Concreto do

DCT.T, obedecendo à seguinte ordem:

• Com a betoneira parada foram adicionados os agregados graúdo e miúdo

(convencionais e reciclados) e parte da água;

• Após uma pequena movimentação, seguida de parada da betoneira, foi

introduzido o cimento;

• Com a betoneira em movimento foram introduzidos o restante da água e os

ajustes necessários para conferir a todos os traços um ponto de pelota e Cannon Time

equivalente a 23 s. Após a introdução de todos os materiais na betoneira procedeu-se a

rotação desta por cinco minutos ininterruptos, conforme pode ser visualizado na Figura 5.3.

Figura 5.3 – (a) Pesagem dos materiais para a mistura do concreto; (b) Detalhe da mistura dos materiais na betoneira.

a b

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Em seguida, adicionou-se água verificando empiricamente uma umidade

adequada para a produção dos blocos através da moldagem de uma pelota de concreto na

palma das mãos, conforme mostrado na Figura 5.4. Segundo Tango (1994), este método

denominado “ponto de pelota”, é adequado para verificação da consistência ótima para a

moldagem dos blocos de concreto: se a pelota se esboroar significa falta de água e caso a

pelota sujar as mãos, significa excesso de água.

Figura 5.4 – Determinação empírica da consistência ideal do concreto através do "ponto de pelota".

Determinada empiricamente a consistência ótima através do "ponto de pelota",

procedeu-se aos ensaios do concreto fresco, sendo estes caracterizados mediante as

determinações da trabalhabilidade, através da medição do tempo de vibração do concreto, o

qual se denominou Cannon Time, e da massa específica, ambos descritos no item 5.6.

Após a caracterização do concreto fresco, procedeu-se à etapa de produção dos

blocos de concreto. Na Figura 5.5 pode-se observar, em detalhe, o aspecto e o local de

descarga do concreto fresco (diretamente ao chão, com superfície limpa, não absorvente e

estanque) nas proximidades da vibro-prensa, sendo o transporte do concreto realizado com pá

mecânica.

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Figura 5.5 – Aspecto do concreto para blocos no estado fresco.

5.4.2 MOLDAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA

Os blocos de concreto foram produzidos em uma vibro-prensa semi-automática,

equipada com sistema automático de liga/desliga do motor-vibração, constituída por dois

eixos excêntricos apoiados em quatro mancais, com quatro rolamentos oscilantes e com motor

elétrico trifásico de 2 hp 220/380 volts e 3750 rotações por minuto (rpm), conforme

visualizada na Figura 5.6.

Figura 5.6 – (a) Aspecto geral vibro-prensa; (b) Preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada à moldagem dos blocos.

Para produção dos blocos de concreto, a vibro-prensa utilizada possui um carrinho

espalhador de concreto e um carrinho para a retirada dos blocos, através de paletes de

madeira. A operação é manual através de alavancas operadas por dois homens. As

a b

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configurações desta vibro-prensa podem ser observadas na Figura 5.7a, destacando ainda a

direção da vibração, classificada como unidirecional vertical e freqüência de vibração da

mesma em torno de 60 Hz.

Os blocos de concreto foram prensados sobre paletes de madeira de chapa

compensada de espessura 12 mm, com dimensões de 55 cm de largura e 55 cm de

comprimento, para moldagem de três blocos por prensagem, conforme mostrado na Figura

5.7b.

Figura 5.7 – (a) Desforma dos blocos; (b) Aspecto dos blocos retirados da vibro-prensa sobre o palete de madeira.

Foram moldados blocos de concreto nas dimensões 14 cm x 19 cm x 39 cm,

vazados com dois furos ao longo da altura, com espessura de paredes longitudinais e

transversais iguais a 2,5 cm, conforme especificações da NBR 6136 (ABNT, 1994). Na Figura

5.8 está apresentado o modelo do corpo-de-prova descrito, destinado ao estudo experimental.

Figura 5.8 – (a) Aspecto dos blocos de concreto após a moldagem; (b) Modelo do corpo-de-prova.

a b

ba

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5.4.3 CURA E ARMAZENAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA

Os blocos de concreto foram cobertos com sacos de linhagem umedecidos e

deixados durante 24 horas ao ambiente, de forma que a cada intervalo de duas horas eram

molhados através de aspersão de água. Em seguida foram levados para a câmara úmida, com

temperatura de (23±2)ºC e umidade superior a 90%, onde permaneceram até a idade de 5 dias.

Finalizado este período, foram encaminhados para o local de armazenagem por mais 21dias

(até atingirem a idade de 28 dias), quando então, foram conduzidos aos respectivos ensaios.

Com relação ao local de armazenagem dos blocos de concreto, vale ressaltar que o

local era seco e protegido de intempéries, semelhante às condições de laboratório. Na Figura

5.9 estão apresentados os blocos de concretos após a moldagem, com cura inicial através de

aspersão de água.

Figura 5.9 – (a) Blocos de concreto cobertos com sacos de linhagem umedecidos; (b) Cura inicial através de aspersão de água nos blocos de concreto, após a moldagem.

5.5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS NO

CONCRETO FRESCO PARA PRODUÇÃO DOS BLOCOS

5.5.1 ENSAIO DE TRABALHABILIDADE

Um dos parâmetros considerados para a comparação dos traços estudados foi a

trabalhabilidade. Após determinação empírica da consistência ótima através do "ponto de

pelota", procedeu-se aos ensaios do concreto fresco, sendo estes caracterizados mediante as

determinações da trabalhabilidade, através da medição do tempo de vibração do concreto, o

a b

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qual se denominou Cannon Time, e da massa específica, ambos descritos segundo

procedimento 01.006.011 (FURNAS, 2004).

O ensaio do tempo de vibração do concreto ou Cannon Time consistiu em

preencher, com concreto fresco, o recipiente cilíndrico do consistômetro Vebe, de volume

aproximado de 9,2 litros (diâmetro 24,2 cm), e rasar a superfície com régua metálica sem

qualquer adensamento. Em seguida, o recipiente com o mesmo concreto foi levado à mesa

vibratória ligada e o período decorrido entre o acionamento da mesa vibratória e a formação

de uma película de argamassa nas paredes do cilindro de ensaio foi chamado de tempo de

vibração ou Cannon Time. Na Figura 5.10 pode ser visualizada a medição do tempo de

vibração com a utilização de um cronômetro digital.

Figura 5.10 – Determinação do Cannon Time: (a) Preenchimento do consistômetro Vebe com o concreto fresco; (b) Recipiente com concreto fresco tendo a sua superfície rasada; (c) Medição do Cannon Time.

Segundo Furnas (1997), chama-se de tempo vibração ou Cannon Time, o intervalo

de tempo decorrido do início da vibração até aquele em que a argamassa ocupe todos os

vazios da mistura. As paredes do recipiente cilíndrico do consistômetro Vebe modificado,

fabricadas em acrílico, permitem o acompanhamento e a visualização da acomodação do

concreto (preenchimento de vazios).

As relações água/cimento e os resultados do ensaio de determinação da

trabalhabilidade pelo Cannon Time, podem ser visualizados através do Quadro 5.4.

a b c

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Quadro 5.4 – Relações água/cimento e valores de trabalhabilidade*.

Teor de substituição (%) Traço Propriedades 0 25 50 75 100

Relação a/c 0,93 0,96 0,89 0,77 0,89 T 1

Cannon Time (s) 26 22 23 22 22 Relação a/c 0,56 0,56 0,52 0,54 0,56

T 2 Cannon Time (s) 23 22 23 22 21

Relação a/c 0,48 0,47 0,51 0,46 0,49 T 3

Cannon Time (s) 18 19 18 22 20 Relação a/c 0,39 0,41 0,40 0,40 0,43

T 4 Cannon Time (s) 23 24 23 23 17

* Para todos os traços estudados, a medida da trabalhabilidade através do tempo de vibração ou Cannon Time foi determinada dentro do intervalo (23±7)s estabelecido por Alves (2004).

Durante a realização das misturas, em todos os traços utilizados, verificou-se que

cada concreto apresentava características semelhantes, na medida em que era alterado o teor

de substituição. Pode-se observar através do Quadro 5.4, que todos os concretos estudados

atenderam aos limites estabelecidos por Alves (2004), ou seja, atenderam ao tempo de

vibração padronizado para blocos entre (23±7)s.

Não foram verificados resultados significativos que comprovem a redução da

trabalhabilidade com o aumento do teor de substituição, conforme aponta a maioria da

bibliografia envolvendo agregados reciclados de concreto (LEVY, 1997; TOPÇU; GÜNÇAN,

1995; HENDRIKS; PIETERSEN, 1998; LEITE, 2001; SOUSA, 2001; HANSEN, 1992).

Provavelmente não foi observada esta redução da trabalhabilidade com o aumento do teor de

substituição para os concretos, em virtude dos agregados estarem na condição SSS, quando

foram incorporados à mistura, fator este que pode ter sido responsável pela compensação do

elevado teor de água absorvido pelos agregados reciclados.

Segundo Quebaud e Buyle-Bodin (1999), esta pré-umidificação dos agregados

reciclados antes da mistura (através da utilização do agregado na SSS) para produção do

concreto, se apresenta como boa alternativa para limitação do problema da elevada absorção

de água dos agregados reciclados. Sagoe-Crentsil e Brown (1998) apontam que a pré-

umidificação dos agregados reciclados ou a pré-mistura a seco dos materiais para produção do

concreto podem auxiliar na melhoria da trabalhabilidade do concreto. Segundo estes autores,

a água contida nos poros das partículas de agregado e a água livre correspondem ao teor de

água total dos agregados e é esta água que influencia na trabalhabilidade, na retração por

secagem e na resistência dos concretos produzidos.

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5.5.2 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA

Um dos parâmetros considerados para a comparação dos traços estudados foi a

massa específica dos concretos no estado fresco, sendo determinada conforme os ensaios de

determinação da massa específica para concretos secos, segundo procedimento 01.006.011

(FURNAS, 2004). A massa específica foi determinada logo após os ensaios de

trabalhabilidade, fazendo-se a razão entre a massa do concreto fresco e seu volume. Este

ensaio foi realizado para todos os traços estudados, utilizando-se o recipiente do

consistômetro Vebe modificado, utilizado para o ensaio de trabalhabilidade, mostrado na

Figura 5.11.

Através da Figura 5.11a pode-se observar o aspecto do concreto após os 120

segundos de vibração prescritos segundo o procedimento. Posteriormente, registraram-se as

massas do concreto adensado e do concreto adensado completado com água, conforme mostra

a Figura 5.11b e 5.11c, de modo que o volume do concreto foi calculado, através da Equação

5.1.

σp = Wc/Vc (5.1)

Onde:

σp = massa específica do concreto (Kg/m3);

Wc = massa do concreto (Kg);

Vc = volume do concreto, (m3).

Figura 5.11 – Determinação da massa específica: (a) mesa vibratória ligada durante 120 segundos; (b) Peso do concreto adensado; (c) Peso do concreto adensado mais água.

a b c

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No Quadro 5.5 estão apresentados os resultados de massa específica, obtidos

através da equação 5.1, para os concretos no estado fresco.

Quadro 5.5 – Massa específica dos concretos estudados no estado fresco (Kg/dm3).

Teor de substituição (%) Traço

0 25 50 75 100 T 1 2,233 2,241 2,202 2,202 2,163 T 2 2,286 2,277 2,268 2,239 2,204 T 3 2,292 2,273 2,262 2,259 2,200 T 4 2,286 2,269 2,247 2,257 2,236

Observou-se através do Quadro 5.5, que há uma redução da massa específica do

concreto reciclado à medida que o teor de substituição do agregado convencional pelo

reciclado aumenta, fato este que poderia indicar uma possível influência das propriedades

observadas nos agregados reciclados de CCR, na massa específica dos concretos. A fim de

confirmar esta tendência, procedeu-se a uma análise estatística destes resultados, onde não foi

possível obter-se um modelo estatístico significativo. Desta forma, não se pode afirmar que

esta tendência observada é significativa para os efeitos analisados nos concretos no estado

fresco. Provavelmente esta redução da massa específica pode ter ocorrido devido à redução do

consumo de água na medida em que foi aumentado o teor de substituição, conforme

observado no Quadro 5.3.

De acordo com Latterza e Machado Jr. (1999), uma das possíveis justificativas

para o efeito de redução da massa específica dos blocos de concreto reciclados, pode ser

devido à menor massa específica apresentada pelo agregado reciclado e por uma quantidade

maior de vazios incorporada ao concreto com este material.

Poon et al. (2002) obtiveram uma redução média de cerca de 5% na massa

específica dos blocos de concreto reciclados em relação ao convencional. Levy (1997) afirma

que pode haver uma redução de 5 a 10 % na massa específica do concreto reciclado em

relação ao convencional, devido ao total de ar incorporado em concretos com material

reciclado.

Barra e Vásquez (1998) encontraram o valor médio de 6% para a redução do valor

da massa específica do concreto reciclado em relação ao concreto convencional. Para a

substituição de 60% dos agregados graúdos convencionais por reciclados, Knights (1998)

encontrou o valor médio de 4% para a redução do valor da massa específica do concreto

reciclado quando comparado ao convencional.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 120

Latterza (1998), em seu estudo com misturas de concretos usando agregados

reciclados com 19 e 9,5 mm de dimensão máxima, encontrou reduções na massa específica

dos concretos com 100 % de agregados graúdos reciclados, em relação aos concretos

convencionais, de 9 % e 4 %, respectivamente.

Gonçalves (2000) utilizando a fração graúda reciclada e miúda convencional

encontrou uma redução média de cerca de 4% na massa específica do concreto confeccionado

com agregados reciclados, ou seja, 0,080kg/dm3 menor quando comparado com o concreto

produzido com agregados convencionais.

Assim, apesar do modelo não ter sido considerado significativo na análise de

variância, os resultados apresentados confirmaram a tendência de redução da massa específica

de blocos de concretos reciclados apontada pela bibliografia (SOUSA, 2001). Observou-se

uma redução média de 3,1%, 1,3% e 1,8% para os teores de substituição de 50%, 75% e

100%, respectivamente, em relação ao bloco de concreto de referência (0% de substituição).

Para o teor de substituição igual 25% não foram encontradas reduções significativas dos

valores médios de massa específica em relação ao concreto de referência.

5.6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS EM BLOCOS

DE CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO

5.6.1 ASPECTO SUPERFICIAL

Para a determinação do aspecto superficial dos blocos de concreto foram

utilizados os procedimentos preconizados pela norma brasileira NBR 7173 (ABNT, 1982) –

“Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem função estrutural” para análise dos

blocos pertencentes à família T1 e pela NBR 6136 (ABNT, 1994) – “Bloco vazado de

concreto simples para alvenaria estrutural” para os demais traços (T2, T3 e T4), aos 7 dias de

idade.

Nas Figuras 5.12 a 5.15 podem ser visualizadas as superfícies acabadas dos blocos

de concreto produzidos com os teores de substituição de agregados reciclados, para os traços

T1, T2, T3 e T4 que corresponderam respectivamente às classes de resistência do programa

experimental de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 121

Figura 5.12 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T1, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.

Figura 5.13 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T2, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.

0%

25% 50%

75%

100%

0% 25% 50% 75% 100%

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 122

Figura 5.14 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T3, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.

Figura 5.15 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T4, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.

0%

25%

50%

75%

100%

0%

25%

50%

75% 100%

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 123

A primeira característica que deve ser verificada cuidadosamente nos blocos de

concreto são seus aspectos superficiais. A NBR 6136 (ABNT, 1994) recomenda que os blocos

apresentem aspecto homogêneo, sejam compactos, tenham arestas vivas e sejam livres de

trincas ou imperfeições que possam prejudicar o seu assentamento ou afetar a resistência e a

durabilidade da construção. Somente os blocos da classe B (blocos que serão revestidos)

podem apresentar superfície áspera, desde que homogênea.

Com base no aspecto superficial dos blocos de concreto, verificou-se que todos os

blocos analisados apresentaram superfície homogênea, áspera e ausência de fissuras,

conforme a NBR 6136 (ABNT, 1994) recomenda. Entretanto, as superfícies dos CP’s se

mostraram diferenciadas para todos os traços na medida em que foi aumentado o teor de

substituição dos agregados reciclados. Enquanto os agregados convencionais proporcionaram

aos blocos uma superfície levemente texturizada, sem bolhas e defeitos superficiais, as

superfícies resultantes dos blocos com agregados reciclados apresentaram algumas cavidades.

Uma das possíveis justificativas para o efeito de aumento das cavidades dos

blocos de concreto pode estar relacionada à forma e textura dos agregados. A textura dos

agregados reciclados é geralmente mais rugosa e porosa do que a dos agregados

convencionais. Provavelmente a argamassa aderida ao agregado reciclado de CCR colaborou

para a maior absorção de água dos agregados reciclados e conseqüente aumento da porosidade

representada através das maiores cavidades presentes na superfície dos blocos reciclados.

Segundo Hamassaki et al. (1996), a superfície dos agregados naturais pode ser

classificada como praticamente polida e a dos agregados reciclados como áspera a muito

áspera. A argamassa aderida às partículas do material conferiram ao agregado reciclado tal

aspereza.

Kikuchi et al. (1998) realizaram estudos com agregados graúdos reciclados

obtidos a partir da britagem de concretos com diferentes níveis de resistência e evidenciaram

que as partículas de agregados reciclados tendiam a ser mais arredondadas à medida que a

resistência do concreto original diminuía.

5.6.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Para a determinação da resistência à compressão dos blocos de concreto foram

utilizados os procedimentos preconizados pela norma brasileira NBR 7184 (ABNT, 1992) –

“Blocos vazados de concreto simples para alvenaria - Determinação da resistência à

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 124

compressão”, aos 7 e 28 dias de idade. Esta norma preconiza que os CP’s devem ser

ensaiados secos ao ambiente do laboratório e para a regularização das faces de trabalho

devem ser utilizadas pastas ou argamassas capazes de apresentar no momento do ensaio,

resistência à compressão em CP’s cilíndricos de diâmetro de 50 mm e altura de 100 mm,

superior à prevista para o bloco a ensaiar. Neste trabalho escolheu-se regularizar as faces dos

blocos com pasta de cimento, sendo os moldes utilizados para realização do capeamento

seguindo as preconizações de norma no que diz respeito às imperfeições das superfícies e ao

paralelismo entre as faces capeadas. Na Figura 5.16 podem ser visualizados os aspectos dos

blocos após o capeamento das suas faces de trabalho.

Figura 5.16 – Aspecto dos blocos de concreto capeados com argamassa de cimento:areia: (a) Transporte dos blocos para local de realização dos ensaios; (b) Aspecto geral dos blocos.

Os blocos foram ensaiados em uma prensa universal equipada com dois pratos de

apoio articulados, conforme mostrado na Figura 5.17a. Para cada idade foram ensaiados seis

exemplares por traço de concreto e seu respectivo teor de substituição. Os equipamentos

utilizados para execução do ensaio estão mostrados na Figura 5.17a e, na Figura 5.17b pode

ser visualizado o aspecto do bloco de concreto posicionado na prensa para a realização do

ensaio.

a b

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 125

Figura 5.17 – Equipamentos necessários para execução do ensaio de resistência à compressão: (a) Prensa hidráulica universal; (b) Detalhe do bloco de concreto posicionado nos pratos da prensa.

Tanto os blocos de concreto produzidos com agregados convencionais quanto os

produzidos com substituição parcial ou total por agregados reciclados apresentaram os

mesmos comportamentos básicos relacionados à forma de ruptura. Este comportamento

caracterizou-se pelo desenvolvimento de fissuração vertical nas paredes laterais de menor

dimensão (ruptura cônica). Este tipo de comportamento é observado tipicamente neste ensaio,

caracterizando-se pelo descolamento inicial das paredes paralelas aos furos. Na Figura 5.18

tem-se um detalhamento da forma de ruptura do bloco após o ensaio de resistência.

Hamid e Drysdale (1979) denominaram este tipo de ruptura como uma

“deformação de pico do envelope de alvenaria”. Na Figura 5.18a apresenta-se a fissuração

inicial do bloco e na Figura 5.18b está mostrado o bloco de concreto após esmagamento.

a b

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 126

Figura 5.18 – Padrões de ruptura dos blocos: (a) Fissuração apresentada pela maioria dos blocos; (b) Ruptura típica apresentada pelos blocos de concreto.

Os tipos de ruptura evidenciados para todos os blocos de concreto analisados

condisseram com a bibliografia (CALÇADA, 1998; ANDOLFATO, 2002). De acordo com

Hamid e Drysdale (1979), quando o bloco encontra-se confinado pelo efeito dos pratos da

prensa, tende-se a deformar-se lateralmente em função da sua baixa relação altura/espessura.

Na Tabela 5.1 e na Figura 5.19 estão apresentados os valores médios da

resistência à compressão obtidos através da ruptura de blocos vazados de concreto, seguindo

as prescrições da NBR 6136 (ABNT, 1994). Os resultados individuais de resistência à

compressão estão apresentados na Tabela C do Anexo.

Tabela 5.1 – Valores médios de resistência à compressão.

Teor de substituição (%)

0 25 50 75 100 Traço Propriedades

7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 7 dias 28 diasFb (MPa)* 3,39 5,42 4,13 5,20 3,60 4,11 3,56 4,07 2,07 2,44

T1 s (MPa)* 0,29 0,39 0,33 0,64 0,29 0,28 0,37 0,60 0,18 0,18 Fb (MPa) 5,61 7,50 5,13 5,71 4,09 4,59 4,63 6,77 4,80 3,93

T2 s (MPa) 1,03 1,35 0,39 0,34 1,23 0,89 1,16 2,30 3,93 0,72

Fb (MPa) 10,79 11,50 6,37 7,34 5,70 8,25 6,46 5,86 5,38 5,62 T3

s (MPa) 1,28 1,93 1,12 1,73 0,29 0,27 0,94 0,85 0,79 1,27 Fb (MPa) 9,84 14,07 9,24 11,64 6,55 7,10 6,57 6,06 7,08 5,06

T4 s (MPa) 0,86 3,32 0,75 1,81 1,49 1,98 1,26 1,42 2,14 1,21

*Fb= média dos valores da resistência à compressão; s= desvio padrão da amostra.

a b

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 127

Figura 5.19 – Representação gráfica dos valores médios de resistência à compressão dos blocos de concreto.

Os resultados individuais de resistência à compressão dos blocos foram

submetidos a uma análise estatística de variância (ANOVA), segundo o modelo descrito a

seguir. Essa forma de abordagem foi semelhante à empregada por Geyer (2001), segundo a

qual foi realizada uma análise estatística de projeto fatorial. Segundo este autor, os projetos

fatoriais são mais eficientes do que os experimentos simples, pois permitem tirar conclusões

mais gerais, por meio de análise das interações das variáveis estudadas, e não apenas dos

efeitos individuais destas.

Assim, a análise estatística da resistência à compressão foi realizada mediante um

projeto fatorial com três fatores em níveis fixos, quais sejam: teor de substituição, traço e

idade dos ensaios. O modelo estatístico genérico que expressa esta análise está apresentado

pela Equação 5.2, conforme Nanni e Ribeiro (1987):

xijk = µ + αi +βj + γk + αβij + αγik + βγjk + αβγijk + εijk (5.2)

Onde:

µ = média geral;

αi = influência do fator A, ou seja, efeito do teor de substituição, i = 1...5;

βj = influência do fator B, ou seja, efeito do traço, j = 1...4;

γk = influência do fator C, ou seja, efeito da idade dos ensaios, K = 1 e 2;

7 dias

0 25 50 75 1000

2

4

6

8

10

12

14

16

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o (M

Pa)

28 dias

0 25 50 75 100

T 1 T 2 T 3 T 4

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 128

αβij = influência da interação dos fatores A e B, ou seja, efeito da interação do

teor de substituição e traço;

αγik = influência da interação dos fatores A e C, ou seja, efeito da interação do

teor de substituição e idade;

βγjk = influência da interação dos fatores B e C, ou seja, efeito da interação do

traço e idade dos ensaios;

αβγijk = influência da interação de todos os fatores, ou seja, efeito da interação

tripla dos fatores;

εijk = medida do erro experimental, onde εijk→N(0,σ).

Os testes de significância deste projeto fatorial foi realizado por análise de

variância (ANOVA) utilizando-se o programa Statistica 6.0 da StatSoft®.

Na Tabela 5.2 estão apresentados os resultados obtidos na ANOVA, onde os

valores de “F calculados” (Fcal) foram comparados com os valores de “F tabelados” (Ftab) para

um nível de significância de 5%. O valor de Ftab é igual a Fα=0,05 (v1, v2), obtido da Tabela E

do Anexo, sendo ν1 e ν2 os graus de liberdade do efeito avaliado e do resíduo,

respectivamente.

Tabela 5.2 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de resistência à compressão dos blocos de concreto, para os fatores considerados no modelo estatístico.

Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado

Modelo 1509,51 39 38,71 25,88 1,46 Significativo

Erro (resíduo) 294,64 197 1,50

Total 1804,15 236

Traço 737,59 3 245,86 164,39 2,65 Significativo

Teor de Substituição 436,65 4 109,16 72,99 2,42 Significativo

Idade 43,70 1 43,70 29,22 3,89 Significativo

Traço x Teor substituição 207,19 12 17,27 11,54 1,80 Significativo

Traço x Idade 0,20 3 0,07 0,04 2,65 Não Significativo

Teor substituição x Idade 49,59 4 12,40 8,29 2,42 Significativo

Traço x Teor substituição x Idade 58,42 12 4,87 3,26 1,80 Significativo

Erro (resíduo) 294,64 197 1,50

Rmod = 0,91 e R2mod = 0,84

Onde: SQ = soma dos quadrados; GL = grau de liberdade; MQ = média dos quadrados; F = parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2

mod = coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 129

Esta análise mostrou que o modelo fatorial adotado é significativo, uma vez que o

valor Fcal é bem maior do que o Ftab (25,88 >> 1,46). Outro ponto relevante é o alto valor do

coeficiente de determinação do modelo (R2mod), igual a 0,84, significando que 84% da

variação total dos dados pode ser explicada por este modelo.

A ANOVA mostrou que os efeitos individuais dos fatores analisados (traço, teor

de substituição e idade de ensaio) são estatisticamente significativos (para um nível de

confiança de 95%), ou seja, cada uma das variáveis tomadas isoladamente exerce influência

na resistência à compressão. Examinando os valores de Fcal destes fatores, constatou-se que o

traço foi a variável mais influente na resistência à compressão dos blocos de concreto, seguido

pelo teor de substituição e, por último, pela idade de ensaio. Com relação às interações dos

fatores, observou-se que a maioria delas resultou significativa, indicando sinergia dos fatores.

Pode-se afirmar com isto, que o efeito que uma variável exerceu sobre a resistência à

compressão dependeu da outra variável associada a ela.

No caso da interação traço x teor de substituição, por exemplo, o fato de ela ser

significativa indicou que o efeito do traço sobre a resistência foi alterado em função do teor de

substituição empregado e vice-versa. Por conseguinte, pode-se dizer que o desempenho do

teor de substituição dependeu do traço utilizado na produção do bloco de concreto. Como

outro exemplo, pode-se citar a interação teor de substituição x idade, a qual indicou que o

efeito do teor de substituição na resistência à compressão dependeu da idade de ensaio e vice-

versa; isto pode ser explicado pelo tempo em que ocorrem as reações no concreto.

Tendo em vista que as variáveis mostraram-se significativas, realizou-se a

comparação múltipla de médias, pelo método de Duncan conforme descrevem Nanni e

Ribeiro (1987), com o objetivo de agrupar as médias que não diferiram significativamente

entre si. Nas Figuras 5.20 e 5.21 estão apresentadas estimativas da média global, tomados os

fatores principais.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 130

(a) (b)

Figura 5.20 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada idade. As linhas tracejadas verticais definem os grupos.

Analisando a Figura 5.20a, pode-se observar que o comportamento geral dos

blocos de concreto seguiu em conformidade ao método de dosagem proposto no programa

experimental, segundo o qual, o aumento do traço (aumento do consumo de cimento) resultou

em maior resistência à compressão dos blocos. Pode-se observar que o comportamento geral

dos blocos de concreto seguiu em conformidade os padrões comumente relatados na

literatura, com o aumento da resistência proporcional ao consumo de cimento e inverso à

relação água/cimento. Isto é explicado por Mehta e Monteiro (1994) como uma conseqüência

natural do progressivo enriquecimento da matriz (pasta hidratada), em virtude da diminuição

da porosidade gerado pela redução da relação água/cimento.

Como pode se observar na Figura 5.20, no agrupamento de médias realizado para

o traço, obteve-se a existência de quatro grupos distintos, logo, estes traços são

estatisticamente diferentes, no que diz respeito aos seus efeitos na resistência à compressão.

Este resultado vem comprovar a importância deste fator na produção de blocos de concreto,

principalmente quando são produzidos blocos com função estrutural.

Na Figura 5.20b, observou-se o comportamento da resistência ao longo do tempo,

onde o crescimento é muito pequeno da idade inicial (7 dias) para a idade mais elevada (28

dias), mostrando que 88% resistência total aos 28 dias foi alcançada aos 7 dias. Este

comportamento confirmou o pequeno crescimento da resistência dos blocos de concreto com

a idade, apontado pela bibliografia (MEDEIROS, 1993; TANGO, 1994; FRASSON, 2000),

pois com a utilização de concretos secos a evolução das reações responsáveis pelo ganho de

Média Intervalo de conf. 95% ±S

T 1 T 2 T 3 T 4

Traço

2

4

6

8

10

12

14

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o (M

Pa)

Média Intervalo de conf. 95% ±S

7 28

Idade (dias)

2

4

6

8

10

12

14

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o (M

Pa)

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 131

resistência se processa em pouquíssimo tempo, ocorrendo com as reações de hidratação dos

compostos do cimento.

Segundo Neville (1997), o tipo de cimento empregado é o fator maior para

analisar o efeito da idade sobre a resistência dos concretos, seguido pela relação a/c, visto que,

as resistências iniciais relativas são tão maiores, quanto menores forem os valores de a/c.

Desta forma, é bem provável que o tipo de cimento e a elevada finura deste, observada na

análise apresentada no Capítulo 4, pode ter contribuído também para o grande crescimento da

resistência dos blocos observado aos 7 dias. Este elevado crescimento da resistência nas

idades iniciais verificado para os blocos de concreto, representou um fator positivo para

produção dos blocos, visto que estes elementos pré-moldados necessitam de uma evolução

rápida da resistência nas primeiras idades.

Quanto ao agrupamento de médias realizado para o fator idade, mostrado na

Figura 5.20b, observaram-se dois grupos distintos, mostrando que houve diferença

significativa entre as idades de 7 e 28 dias. Segundo Medeiros (1993), a idade de 7 dias é uma

idade característica na produção de blocos de concreto. Segundo Machado Jr e Agnesini

(1999), este elevado ganho de resistência observado aos 7 dias nos blocos de concreto

provavelmente se deve à elevada porosidade e ao alto teor de absorção apresentados pelos

agregados reciclados, características estas que podem ter propiciado uma boa aderência à

matriz do concreto e um ganho de resistência nas primeiras idades. Altherman (2002)

observou o ganho de resistência nos concretos com reciclados, o qual atribuiu à absorção do

agregado, que conforme o avanço da hidratação, o material passou a “liberar” água para as

reações da pasta.

Figura 5.21 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%, para cada teor de substituição.

Média Intervalo de conf. 95% ±S

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

2

4

6

8

10

12

14

Res

istê

ncia

à c

ompr

essã

o (M

Pa)

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 132

O agrupamento de médias para os teores de substituição, exibido na Figura 5.21,

resultou em quatro grupos distintos, onde apenas os teores de substituição 50% e 75% não

apresentaram diferenças significativas entre si. De modo geral, observou-se que quanto maior

o teor de substituição dos agregados reciclados, menor é o resultado de resistência alcançado

para qualquer traço, ou seja, são grandezas inversamente proporcionais. Esta tendência de

redução da resistência do bloco de concreto com o aumento do teor de substituição,

apresentou valores médios aproximados de decréscimo de 18%, 34%, 34% e 46% para teores

de substituição de 25%, 50%, 75% e 100%, respectivamente, em relação ao bloco de concreto

de referência (0%).

Este decréscimo da resistência à compressão dos blocos de concreto na medida

em que foi aumentado o teor de substituição dos agregados reciclados pode ser assim

justificado: como o agregado reciclado apresentou elevada porosidade e textura mais rugosa,

ocorreu uma melhoria da zona de transição pasta/agregado, pois o agregado poroso atraiu a

migração de íons que tornaram a zona de transição mais densa e melhoraram o

intertravamento mecânico do agregado com a matriz. Além disso, existiu maior absorção de

água pelo agregado reciclado devido à sua porosidade. Mesmo que tenha sido compensada

parcial da taxa de absorção do agregado reciclado (através da SSS), este continuou

apresentando capacidade de absorver, além da água da mistura, a pasta de cimento destinada à

hidratação nos poros do agregado, ajudando também a melhorar a zona de transição.

Uma vez que a zona de transição deixou de ser o problema no bloco de concreto

reciclado, o próprio agregado passou a ser este problema: no agregado convencional existiam

microfissuras na zona de transição que eram bloqueadas pelo agregado denso e resistente

quando o bloco de concreto era solicitado. Agora, as microfissuras da zona de transição

tornaram-se muito menores ou inexistentes, mas o próprio agregado reciclado possui

microfissuras internas, devido ao processo de britagem que fragiliza o material, ou ainda,

possui uma porosidade que diminui a sua resistência em relação ao restante do sistema,

levando à redução da resistência à compressão do concreto.

Segundo Neville (1997) e Mehta e Monteiro (1994), a resistência à compressão é

dada sumariamente pelas características da matriz de cimento, dos agregados e da zona de

transição pasta-agregado. Nos concretos convencionais de baixas a moderadas resistências,

que empregam agregados densos, a resistência dá-se praticamente pela porosidade da pasta e

da zona de transição. Já no emprego de agregados reciclados, a porosidade (baixa resistência)

do material exerce papel fundamental nas características finais do concreto.

Analisando a Figura 5.19, observou-se que o traço T4, com maior quantidade de

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 133

cimento/m³ e menor a/c que os demais traços, tiveram seu desempenho à compressão

relativamente igual aos demais; evidenciando assim que, mesmo melhorando o desempenho

da pasta, o agregado reciclado é o fator limitador na resistência à compressão destes blocos.

Esta mesma redução da resistência em concretos utilizando-se agregados

reciclados foi observada por Hansen e Boegh (1985), Kikuchi et al. (1998) e Ajdukiewicz e

Kliszczewicz (2002). Topçu e Günçan (1995) substituíram teores de 0%, 30%, 50%, 70% e

100 % de agregados convencionais por reciclados de concreto para produção de novos

concretos e encontraram reduções nos valores de resistência dos concretos da ordem de 80 %.

Tanto menor era a resistência do concreto reciclado, quanto maior o teor de substituição do

agregado. Limbachiya et al. (1998) também concluíram em seu estudo com agregados

reciclados de concreto que quanto maior o teor de agregado reciclado utilizado menores eram

as resistências alcançadas pelas misturas.

Ranvidrarajah et al. (1987) prepararam misturas de concreto com agregados

naturais e agregados reciclados para 5 relações a/c que variaram de 0,3 a 0,7 e mediram a

resistência à compressão de cada mistura. Os autores encontraram uma redução de até 10 %

dos resultados para os concretos com agregados reciclados e observaram também que o uso

de agregado reciclado miúdo combinado ao agregado graúdo reciclado foi mais prejudicial à

resistência do concreto que o uso de agregado graúdo reciclado e miúdo natural.

Pode-se considerar, ainda que, a própria resistência do resíduo de CCR (7,0 MPa

na época da britagem, conforme apresentado no Capítulo 4) pode ter contribuído para a

redução da resistência dos blocos de concreto, visto que a maioria da bibliografia aponta a

resistência do concreto original como sendo um fator determinante para a resistência do

concreto produzido com agregados reciclados (concreto reciclado) (HANSEN, 1990;

BUTTLER, 2003; LEITE, 2001; OLIVEIRA, 2002)

Conforme Hansen (1992), quando se usa reciclado graúdo e miúdo é necessário

que se aplique mais 15% de cimento no concreto. Entretanto, em situações práticas é

necessário ainda mais cimento, já que os miúdos reduzem a resistência do concreto em pelo

menos 10% e no pior caso em 50%.

5.6.3 ENSAIO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA

A absorção de água da superfície dos blocos de concreto foi avaliada utilizando-se

o método de determinação da NBR 12118 (ABNT, 1991) – “Blocos vazados de concreto

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 134

simples para alvenaria – Determinação da absorção de água, do teor de umidade e da área

líquida”, aos 28 dias de idade.

Utilizou-se de uma balança com sensibilidade de 0,5% de massa da amostra a ser

ensaiada, sendo ensaiados três blocos de concreto para cada traço analisado. Inicialmente os

CP’s foram pesados, sendo a massa anotada como m3. Em seguida foram levados a uma

estufa a uma temperatura de aproximadamente 110º, onde permaneceram 24 horas, conforme

mostrado na Figura 5.22.

Figura 5.22 – (a) Obtenção da massa do bloco de concreto após período de cura; (b) Blocos colocados na estufa para determinação da absorção de água.

Depois de retirados da estufa, os blocos foram pesados, anotando-se então a massa

seca (m1). Em seguida, os blocos foram imersos em água à temperatura de (23±5)ºC, durante

24 horas, conforme mostrado na Figura 5.23a. Os blocos foram deixados cerca de um minuto

sobre uma superfície, para remoção da água superficial, conforme mostrado na Figura 5.23b

e, logo em seguida, foram secados com um pano para a retirada da água superficial. A massa

do bloco foi então anotada como saturado com superfície seca (m2).

a b

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 135

Figura 5.23 – (a) Blocos imersos em água à temperatura de (23±5)ºC durante 24 horas; (b) Blocos na condição de SSS, após drenagem da água.

A NBR 12118 (ABNT, 1991) estabelece o valor da absorção, em porcentagem

(para cada bloco), através da Equação 5.3:

P = ×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −

1

12

mmm

100 (5.3)

Onde:

AA = absorção de água (%);

m1 = massa do bloco após secagem em estufa (g);

m2 = massa do bloco após saturação (g).

Na Tabela 5.3 e na Figura 5.24 estão apresentados os resultados médios da

absorção de água dos blocos de concreto, aos 28 dias de idade. Os resultados individuais estão

apresentados na Tabela D do Anexo.

Tabela 5.3 – Valores médios da absorção de água dos blocos de concreto.

Teor de substituição (%) Traço Propriedades

0 25 50 75 100 Absorção (%) 7,68 7,94 9,55 9,89 12,26

T1 s (%)* 0,09 0,08 0,11 0,27 0,04

Absorção (%) 7,06 8,41 9,45 10,32 19,49 T2

s (%) 0,77 0,28 0,25 0,17 1,44 Absorção (%) 5,27 8,26 8,21 9,19 10,24

T3 s (%) 0,33 1,22 0,07 0,36 0,06

Absorção (%) 4,74 7,00 8,52 9,09 10,79 T4

s (%) 0,81 0,25 0,88 0,42 1,28 s* = Desvio padrão da amostra

ba

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 136

Figura 5.24 – Representação gráfica dos valores médios de absorção de água dos blocos.

Para análise dos resultados dos ensaios de absorção de água, também foram

empregados projetos fatoriais com dois fatores em níveis fixos, quais sejam: traço do concreto

e teor de substituição. O modelo estatístico genérico que expressa essa análise é semelhante

ao apresentado anteriormente (Equação 5.1), excluindo-se o fator idade dos ensaios (fator C).

Lembrando-se que estes ensaios foram realizados em corpos-de-prova vazados (dimensões 14

cm x 19 cm x 39 cm) em uma idade distinta (28 dias), onde o fator C passou de um nível

(k=1) para nenhum (k=0).

A análise estatística da absorção de água aos 28 dias seguiu a mesma abordagem

das realizadas com os resultados de resistência à compressão, na qual os resultados

individuais foram submetidos a uma análise estatística de variância, conforme o modelo da

Equação 5.1. Na Tabela 5.4 estão apresentados os resultados de absorção obtidos na ANOVA,

para a idade de 28 dias.

A ANOVA mostrou que os efeitos de todas as variáveis, tanto os individuais

quanto a interação, resultaram em estatisticamente significativos (para um nível de confiança

de 95%). Examinando os valores de Fcal, pode-se constatar que a variável teor de substituição

foi o fator mais influente na absorção de água, seguido pela variável traço. Além disto, o

coeficiente de determinação do modelo foi de 0,92; significando que 92% da variação total

dos dados foi explicada por este modelo. Com relação à influência da variável traço,

observou-se que seus valores de Fcal e Ftab são os mais próximos dentre todos (14,77 e 2,86),

indicando que, comparativamente à outra variável (teor de substituição), os traços

proporcionaram as menores alterações na absorção de água dos blocos.

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Abs

orçã

o de

águ

a (%

)

T 1 T 2 T 3 T 4

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 137

Tabela 5.4 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de absorção de água, para os fatores considerados no modelo estatístico.

Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado

Modelo 189,00 19 9,95 23,07 1,88 Significativo

Erro (resíduo) 15,95 37 0,43

Total 204,95 56

Traço 19,10 3 6,37 14,77 2,86 Significativo

Teor de Substituição 147,69 4 36,92 85,64 2,63 Significativo

Traço x Teor substituição 12,06 12 1,01 2,33 2,02 Significativo

Erro (resíduo) 15,95 37 0,43

Rmod = 0,96 e R2mod = 0,92

Onde: SQ = soma dos quadrados; GL = grau de liberdade; MQ = média dos quadrados; F = parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2

mod = coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.

Com relação à interação dos fatores, pode-se observar que ela resultou

significativa, indicando sinergia dos fatores. Pode-se afirmar com isso, que o efeito que o teor

de substituição exerceu sobre a absorção dependeu do traço e vice-versa.

Tendo em vista que as variáveis mostraram-se significativas, realizou-se a

comparação múltipla de médias pelo método de Duncan, com o objetivo de agrupar as médias

que não diferiram significativamente entre si. Na Figura 5.25 estão apresentadas as

estimativas da média global, para cada um dos fatores principais.

(a) (b)

Figura 5.25 – Estimativa da média global dos valores de absorção de água, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada teor de substituição.

Média Intervalo de conf. 95% ±S

T 1 T 2 T 3 T 4

Traço

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Abs

orçã

o de

águ

a (%

)

Média Intervalo de conf. 95% ±S

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Abs

orçã

o de

águ

a (%

)

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 138

Analisando-se a Figura 5.25a, observou-se a formação de três grupos distintos,

onde os traços T1e T2 apresentaram-se em grupos distintos (sendo, portanto,

significativamente diferentes) ao passo que os traços T3 e T4 não apresentaram diferenças

significativas entre si. Observou-se também que a absorção de água do bloco diminuiu com o

aumento do traço. Talvez este comportamento possa ser explicado segundo Neville (1997),

pelo modelo de Powers, no qual o aumento do traço (aumento do consumo de cimento)

decorreu numa redução de água no sistema (redução da relação água/cimento) representando

a redução dos vazios capilares. Somado a isto, há ainda uma menor possibilidade de

interconexão dos poros, significando uma menor facilidade de entrada da água no bloco.

Neville (1997) pondera que a absorção (volume de poros) e a facilidade com a

qual um fluido penetra no concreto não segue necessariamente uma relação, portanto a

absorção não pode ser usada como uma medida de qualidade do bloco de concreto; porém

este autor menciona que geralmente concretos de boa qualidade têm absorção bem abaixo de

10%. Segundo a NBR 6136 (ABNT, 1994) e NBR 7173 (ABNT, 1982), que especificam

características exigíveis para blocos de concreto com função estrutural e sem função

estrutural, respectivamente, os blocos de concreto devem apresentar absorção de água

individual inferior a 15% e absorção média inferior a 10%. Assim, pode-se constatar que os

blocos ensaiados atenderam estas recomendações.

Quanto ao agrupamento de médias para o teor de substituição, exibido na Figura

5.25b, observou-se que os cinco teores de substituição são estatisticamente diferentes

(presentes em grupos distintos) e que houve um aumento da absorção com o aumento do teor

de substituição. Este resultado confirmou a maior porosidade dos blocos com o aumento do

teor substituição, observada quanto ao aspecto superficial dos blocos, conforme descrito no

subitem 5.7.1. Esta tendência de aumento da absorção do bloco de concreto com o aumento

do teor de substituição, apresentou valores médios aproximados de acréscimo de 27%, 44%,

55% e 78% para os respectivos teores de substituição 25%, 50%, 75% e 100%, quando

comparados aos blocos de referência (0%). Este comportamento pode ser explicado pela

tendência da maior absorção de água do agregado reciclado devido à sua elevada porosidade,

apontada na literatura. Supõe-se que o aumento dos teores de substituição foram responsáveis

pelo aumento dos poros e pelo aumento da conectividade destes, facilitando assim, a entrada

de água, caracterizando-se pelo aumento da absorção de água no bloco de concreto.

Segundo Neville (1997), com uma alta taxa de porosidade e absorção de água, é

evidente que a permeabilidade, de concretos confeccionados com agregados reciclados, seja

influenciada por estes fatores, pois em geral, 3/4 dos concretos são compostos por agregados.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 139

Segundo Levy (2001), quando os agregados convencionais são substituídos por reciclados, a

água absorvida pela pasta que chega até os reciclados é facilmente absorvida por estes, devido

sua maior absorção, fazendo com que a pasta continua absorvendo mais água, aumentando a

porosidade do concreto. Sendo o agregado reciclado mais absorvente que o convencional,

blocos de concreto com o material apresentam absorção maior que blocos de concreto

convencional (PINTO, 2000).

Tavakoli e Soroushian (1996), Wirquin et al. (2000) e Sagoe-Crentsil et al. (2001)

confirmam que a camada de argamassa de cimento aderida às partículas de agregado, é que

determina o desempenho do concreto confeccionado com agregados reciclados de concreto. A

argamassa residual presente altera a absorção do agregado e a massa específica e pode ter

efeito adverso no desempenho do concreto.

Segundo Angulo (1998), apesar dos blocos de concreto com entulho apresentarem

propriedades como maior porosidade e permeabilidade, os mecanismos de deterioração do

concreto comum não afetam a sua durabilidade, devido a ausência de aço, permitindo

carbonatações sem a deterioração dos blocos, até aumentando sua resistência mecânica.

Ainda, no Brasil não ocorrem ciclos de gelo e degelo com freqüência, o que não acarretaria

deterioração dos blocos pela estrutura de poros do material.

De acordo com Thomaz e Helene (2000), os componentes de alvenaria devem

apresentar um valor mínimo de absorção de água (abaixo do qual não haverá adequada

penetração de nata de aglomerante nos seus poros) e um valor máximo (para que não ocorra

intensa retirada de água da argamassa, prejudicando a hidratação do aglomerante); para

mesmas condições de assentamento (mesmo tipo de argamassa, ente outras), quanto maior a

área de contato argamassa/bloco, maior a aderência; a penetração em ranhuras ou furos de

alguns blocos pode melhorar consideravelmente a aderência.

5.6.4 ENSAIO DO TEOR DE UMIDADE

Em complemento aos objetivos nesta pesquisa, para a determinação de um

parâmetro que pudesse simular o comportamento dos blocos quando sujeitos às variações

ambientais, verificou-se a quantidade de umidade que os blocos absorveriam, através do

ensaio descrito na NBR 12118 (ABNT, 1991) – “Blocos vazados de concreto simples para

alvenaria - Determinação da absorção de água, do teor de umidade e da área líquida”, aos 28

dias de idade, sendo ensaiados três exemplares para cada traço de concreto estudado.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 140

Para a realização deste ensaio, utilizaram-se os resultados de massa (m2 e m1),

obtidos no ensaio de absorção de água somadas ao resultado de massa (m3), sendo a umidade

dos blocos de concreto calculada pela Equação 5.4:

H = ×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−−

12

13

mmmm

100 (5.4)

Onde:

H = teor de umidade (%);

m1 = massa do bloco após secagem em estufa (g);

m2 = massa do bloco após saturação (g);

m3 =massa após recebimento em laboratório (g).

Na Tabela 5.5 estão apresentados os valores médios do teor de umidade para as

variáveis consideradas no programa experimental. Os resultados individuais estão

apresentados na Tabela D do Anexo.

Tabela 5.5 – Valores médios do teor de umidade.

Teor de substituição (%) Traço Propriedades

0 25 50 75 100 Teor de umidade (%) 16,29 24,37 19,49 20,55 16,04 T1

s (%)* 0,67 0,45 2,47 0,51 0,58 Teor de umidade (%) 40,25 32,65 27,86 21,3 24,87 T2

s (%) 10,55 0,84 1,57 2,49 4,71 Teor de umidade (%) 50,16 38,97 29,46 35,61 29,17 T3

s (%) 3,85 3,17 0,91 1,19 1,10 Teor de umidade (%) 53,88 31,73 33,52 34,67 30,95 T4

s (%) 4,95 1,86 1,51 2,33 4,05 s* = Desvio padrão da amostra

Na Figura 5.26 tem-se uma representação gráfica dos valores médios do teor de

umidade.

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 141

Figura 5.26 – Representação gráfica dos valores médios do teor de umidade dos blocos de concreto.

A análise e discussão dos resultados do teor de umidade seguiram a mesma

abordagem das realizadas com os resultados de absorção de água, na qual os resultados

individuais foram submetidos a uma análise estatística de variância, segundo o modelo

descrito na Equação 5.1. Na Tabela 5.6 estão apresentados os resultados obtidos na ANOVA,

para os efeitos analisados.

Tabela 5.6 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais do teor de umidade, para os fatores considerados no modelo estatístico.

Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado

Modelo 5837,09 19 307,22 23,61 1,88 Significativo

Erro (resíduo) 481,38 37 13,01

Total 6318,47 56

Traço 2496,57 3 832,19 63,96 2,86 Significativo

Teor de Substituição 1636,93 4 409,23 31,45 2,63 Significativo

Traço x Teor substituição 1088,09 12 90,67 6,97 2,02 Significativo

Erro (resíduo) 481,38 37 13,01

Rmod = 0,96 e R2mod = 0,92

Onde: SQ = soma dos quadrados; GL = grau de liberdade; MQ = média dos quadrados; F = parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2

mod = coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

10

20

30

40

50

60

Teo

r de

um

idad

e (%

)

T1 T2 T3 T4

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 142

A análise mostrou que os efeitos de todas as variáveis, tanto os individuais quanto

a interação entre eles, resultaram em estatisticamente significativos (para um nível de

confiança de 95%). Examinando os valores de Fcal, constatou-se que a variável traço foi o

fator mais influente no teor de umidade dos blocos, seguido pelo teor de substituição. Além

disto, o coeficiente de determinação do modelo foi de 0,92; o que significa que 92% da

variação total dos dados pode ser explicada por este modelo. Em relação à interação dos

fatores, pode-se observar que ela resultou significativa, indicando sinergia dos fatores. Pode-

se afirmar com isto, que o efeito do teor de substituição no bloco de concreto foi alterado em

função do traço utilizado na produção do bloco de concreto e vice-versa.

Tendo em vista que as variáveis mostraram-se significativas, realizou-se a

comparação múltipla de médias pelo método de Duncan, com o objetivo de agrupar as médias

que não diferiram significativamente entre si. Na Figura 5.27 estão apresentadas estimativas

da média global, baseadas nos fatores principais.

(a) (b)

Figura 5.27 – Estimativa da média global dos valores do teor de umidade, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição. As linhas tracejadas verticais e horizontais definem os grupos.

Analisando a Figura 5.27a, observou-se a formação de três grupos distintos, onde

os traços T3 e T4 não apresentaram diferenças significativas entre si. Observou-se também

que o teor de umidade aumentou na medida em que foi aumentado o traço (aumento do

consumo de cimento); isto pode ser explicado pela menor porosidade da matriz (pasta de

cimento) com a redução da relação a/c, devido ao aumento do consumo de cimento.

Média Intervalo conf. 95% ±S

T 1 T 2 T 3 T 4

Traço

10

20

30

40

50

60

Teo

r de

um

idad

e (%

)

Média Intervalo de conf. 95% ±S

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

10

20

30

40

50

60

Teo

r de

um

idad

e (%

) Grupo 2

Grupo 1Grupo 1

Grupo 3

Grupo 4

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 143

Conforme Mehta e Monteiro (1994), a água adicionada ao concreto é indiretamente

responsável pelo transporte de fluidos na pasta endurecida porque o seu teor determina os

espaços vazios depois que for consumida pelas reações de hidratação do cimento ou pela

evaporação para o ambiente. Somado a isto, há ainda uma maior possibilidade de

interconexão dos poros, o que significaria uma maior facilidade de entrada e saída de água,

aumentando o teor de umidade do bloco.

A comparação múltipla de médias, realizada pelo método de Duncan para a

variável teor de substituição dos blocos de concreto, pode ser visualizada na Figura 5.31b.

Nela pode-se observar que os blocos de concreto com 0% substituição e 25% substituição

encontram-se em grupos individuais, delimitados pelas linhas verticais; enquanto que os

blocos de concreto com 50% substituição, 75% substituição e 100% substituição se encontram

em dois grupos, delimitados pelas linhas horizontais, sendo os blocos de concreto com 50%

substituição comum aos dois grupos. Houve um decréscimo do teor de umidade com o

aumento do teor de substituição. Este decréscimo do teor de umidade do bloco com o

aumento do teor de substituição, apresentou valores médios aproximados de 17%, 31%, 30%

e 39% para teores de substituição de 25%, 50%, 75% e 100%, respectivamente quando

comparados aos blocos de referência (0%).

Os resultados observados na Figura 5.27 confirmam os obtidos nos ensaios de

absorção de água, ou seja, quanto maior a absorção, menor o teor de umidade obtido, visto

serem grandezas inversamente proporcionais.

A redução do teor de umidade observada para os blocos reciclados pode ser

justificada pela maior porosidade apresentada, confirmada nos ensaios de absorção de água,

os quais contribuíram para facilitar o mecanismo de entrada e saída de água (devido à maior

interconexão entre eles). Os blocos reciclados apresentaram maior facilidade em absorver

água, maior permeabilidade superficial, maior movimentação de umidade e pequena

capacidade de retenção de água. Segundo Vilató e Franco (2000), a grande capacidade de

retenção de água dos blocos se traduz num aumento da capacidade de absorver deformações e

na redução do potencial de retração ao aumentar a umidade dos blocos. Os autores apontam

como conseqüência da grande retenção de água, o aumento da aderência na interface junta de

argamassa-bloco. Desta forma, é bem provável que os blocos reciclados apresentem menores

potenciais de aderência quando comparados aos blocos referência.

Tango (1984) comenta que o teor de umidade do bloco está relacionado à

capacidade de aderência dos blocos à argamassa de revestimento no estado fresco. O autor

afirma ainda que o teor de umidade do bloco influencia diretamente no aparecimento de

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 144

manchas nas paredes, na aderência do bloco à argamassa e ao graute, na resistência e na

fissuração devido à retração hidráulica.

Observou-se também que o fato dos blocos reciclados apresentarem teores de

umidade inferiores aos blocos referência, indicam uma menor tendência de retração por

secagem, propriedade diretamente ligada a variados tipos de deformações em estruturas

executadas com blocos de concreto. Segundo Vilató e Franco (2000), as deformações em

paredes executadas com blocos de concreto podem ser de pequena magnitude, como as

originadas pelas variações de temperatura ou umidade, ou de maior magnitude, como as que

impõem as cargas e os recalques diferenciais. As características dos componentes podem ter

grande influência no valor das pequenas deformações da parede. Quando aumenta a umidade

do componente, seja por variações da umidade ambiente ou por outras causas, este sofre um

aumento de volume que será reversível na medida em que a umidade diminua (retração

reversível). Segundo Thomaz e Helene (2000), alvenarias com blocos de concretos

localizados nas fachadas dos edifícios têm a importante função de propiciar estanqueidade à

água; a penetração de umidade pode provocar inclusive o desenvolvimento de fissuras e

desagregações.

De acordo com Thomaz e Helene (2000), quanto às movimentações

higroscópicas, os materiais porosos constituintes dos blocos (tais como os agregados

reciclados), sofrem em maior ou menor escala variações volumétricas em função do teor de

umidade; produtos sujeitos à grande retração por secagem, ou que absorvam mais umidade

(incidência de chuva no canteiro ou na própria parede recém elevada), tenderão a secar na

parede acabada, induzindo com maior probabilidade a formação de fissuras e destacamentos.

5.6.5 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA

Para obtenção da massa específica aparente seca dos blocos de concreto no estado

endurecido, foram realizados os ensaios de dimensões e área líquida dos blocos, conforme

prescrições da NBR12118 (ABNT, 1991). A NBR 6136 (ABNT, 1994) define a área líquida

como sendo a “área média da seção perpendicular aos eixos dos furos descontadas as áreas

máximas dos vazios”. Esta determinação pode ser executada sempre que todas as seções

paralelas às seções de trabalho possam ser admitidas iguais e constantes.

As dimensões dos blocos foram medidas, conforme prescrições da NBR 6136

(ABNT, 1994), através da utilização de um paquímetro com precisão de 0,5 mm. Calculou-se

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 145

a área bruta do bloco, através da média das dimensões totais das seções de trabalho do corpo-

de-prova, sem descontar áreas de furos ou reentrâncias, sendo o resultado da média de três

determinações executadas em pontos diferentes anotado como valor médio de cada dimensão

do bloco. Na Figura 5.28 estão mostradas as medições do comprimento, largura, altura e

espessura das paredes dos blocos.

Figura 5.28 – Determinação das dimensões dos blocos de concreto: (a) Comprimento; (b) Largura; (c) Altura; (d) Parede.

Obtidas as dimensões dos blocos, procedeu-se à realização do ensaio de

determinação da área líquida. Para a realização deste ensaio, utilizou-se o valor da massa

saturada (m2), obtido no ensaio de absorção de água. Após pesagem inicial (m3), pesagem

após a secagem em estufa (m1) e pesagem saturados (m2), os blocos foram pesados submersos

em água, onde o valor encontrado foi denominado massa aparente (m4). A NBR 12118

(ABNT, 1991) especifica que a área líquida para blocos deve ser calculada através da

Equação 5.5:

Aliq = ×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛××−

1000 γh mm 42 100 (5.5)

a b

d c

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 146

Onde:

Aliq. = área líquida do bloco (cm2);

m2 = massa do bloco após saturação (g);

m4 = massa aparente dos blocos submersos (g);

h = altura média do bloco medida na direção perpendicular à seção de trabalho

(cm);

γ = massa específica da água utilizada no ensaio (g/cm3).

Após a determinação da área líquida, a massa específica seca do bloco foi

calculada através da Equação 5.6:

M.E. = ×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

× AAm

liq

3 100 (5.6)

Onde:

M.E. = massa específica seca (Kg/dm3);

m3 =massa após recebimento em laboratório (g);

Aliq = área líquida do bloco (cm2);

A = altura média do bloco (g).

Na Tabela 5.7 e na Figura 5.29 estão apresentados os valores médios da massa

específica seca dos blocos para as variáveis consideradas no programa experimental. Os

resultados individuais estão apresentados nas Tabelas A, B e D do Anexo.

Tabela 5.7 – Valores médios da massa específica seca dos blocos de concreto.

Teor de substituição (%) Traço Propriedades

0 25 50 75 100 Massa específica seca (Kg/dm3) 1,98 2,02 1,98 1,99 1,90 T1

s (Kg/dm3)* 0,00 0,03 0,01 0,00 0,01 Massa específica seca (Kg/dm3) 2,09 2,06 2,02 1,99 1,97 T2

s (Kg/dm3) 0,06 0,01 0,01 0 0,16 Massa específica seca (Kg/dm3) 2,19 2,08 2,1 2,07 2,01 T3

s (Kg/dm3) 0,02 0,03 0,01 0,01 0,02 Massa específica seca (Kg/dm3) 2,21 2,16 2,07 2,12 2,01 T4

s (Kg/dm3) 0,05 0,04 0,02 0,08 0,05 s* = desvio padrão da amostra

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 147

Figura 5.29 – Representação gráfica dos valores médios de massa específica seca dos blocos.

Os resultados individuais foram submetidos a uma análise estatística de variância,

conforme o modelo da Equação 5.1. Na Tabela 5.8 estão apresentados os resultados desta

análise.

Tabela 5.8 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de massa específica, para os fatores considerados no modelo estatístico.

Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado

Modelo 0,36 19 0,02 7,84 1,88 Significativo

Erro (resíduo) 0,09 37 0,018

Total 0,45 56

Traço 0,1535 3 0,051 21,23 2,86 Significativo

Teor de Substituição 0,1320 4 0,033 13,69 2,63 Significativo

Traço. x Teor substituição 0,0363 12 0,003 1,26 2,02 Não Significativo

Erro (resíduo) 0,09 37 0,024

Rmod = 0,90 e R2mod = 0,80

Onde: SQ= soma dos quadrados; GL= grau de liberdade; MQ= média dos quadrados; F= parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2

mod= coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.

Observou-se, através da Tabela 5.8, que os efeitos de todas as variáveis

individuais, resultaram em estatisticamente significativos (para um nível de confiança de

95%). Com relação à interação dos fatores, pode-se observar que ela resultou como sendo não

significativa, não indicando sinergia dos fatores. Pode-se afirmar com isso, que o efeito que

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

1,80

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

2,40

Mas

sa e

spec

ífica

seca

(kg/

dm3 )

T 1 T 2 T 3 T 4

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 148

uma variável exerce sobre a massa específica não depende da outra variável associada a ela.

Examinando os valores de Fcal, pode-se constatar que a variável traço foi o fator

mais influente na massa específica seca, seguido pelo teor de substituição. Com relação à

influência da variável teor de substituição, observou-se que seus valores de Fcal e Ftab são os

mais próximos dentre todos (13,69 e 2,63), indicando que comparativamente à variável traço,

os teores de substituição proporcionaram as menores alterações na massa específica dos

blocos. Além disto, o coeficiente de determinação do modelo foi de 0,80; o que significa que

80% da variação total dos dados pode ser explicada por este modelo.

Como as variáveis mostraram-se estatisticamente significativas, realizou-se a

comparação múltipla de médias pelo método de Duncan, com o objetivo de agrupar as médias

que não diferiram significativamente entre si. Na Figura 5.30 são apresentadas estimativas da

média global, para cada um dos fatores principais.

(a) (b)

Figura 5.30 – Estimativa da média global dos valores de massa específica seca, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição.

No agrupamento de médias realizado para o traço, apresentado na Figura 5.30a,

observou-se a existência de apenas três grupos distintos, mostrando que os traços T3 e T4

foram responsáveis pelos maiores valores de massa específica seca. De modo geral, o

aumento do traço resultou no aumento da massa específica seca dos blocos. Este

comportamento pode ser justificado como conseqüência do aumento gradativo dos grãos de

cimento (com o aumento do traço). Segundo Neville (1997), os grãos de cimento, além de

possuírem maior massa específica, apresentam dimensões de seus grãos significativamente

inferiores às dos agregados reciclados, preenchendo os vazios ainda existentes nas

Média Intervalo de conf. 95% ±S

T 1 T 2 T 3 T 4

Traço

1,80

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

2,40

Mas

sa E

spec

ífica

(kg/

dm3 )

Média Intervalo de conf. 95% ±S

0 25 50 75 100

Teor de substituição (%)

1,80

1,90

2,00

2,10

2,20

2,30

2,40

Mas

sa E

spec

ífica

(kg/

dm3 )

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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 149

composições analisadas, aumentando o grau de empacotamento, resultando no aumento da

massa específica seca dos blocos.

O agrupamento de médias para os teores de substituição, observado na Figura

5.30b, resultou em três grupos, sendo que alguns teores de substituição encontraram-se em

mais de um grupo. Observou-se que os blocos de concreto com teores de substituição 50% e

75% encontraram-se no mesmo grupo, indicando que estes dois teores apresentaram-se

semelhantes para esta propriedade. O mesmo foi observado para os teores de substituição 0%

e 25%, os quais apresentaram-se estatisticamente semelhantes quanto à esta propriedade.

De modo geral, observou-se que quanto maior o teor de substituição dos

agregados reciclados, menor é o resultado de massa específica seca alcançada para qualquer

traço, ou seja, são grandezas inversamente proporcionais. Esta tendência de redução da massa

específica do bloco de concreto com o aumento do teor de substituição, apresentou valores

médios aproximados de redução de 1,4%, 3,7%, 3,7% e 7,6% para teores de substituição de

25%, 50%, 75% e 100%, respectivamente, em relação ao bloco de concreto de referência

(0%).

Esta redução da massa específica seca com o aumento do teor de substituição

pode ser explicada pela menor massa específica do agregado reciclado, quando comparado ao

agregado convencional (SOUSA, 2001). Provavelmente o agregado graúdo reciclado

contribuiu com esta redução da massa específica, devido à massa específica deste agregado

ser inferior à do agregado graúdo convencional. O aumento do teor do agregado graúdo

reciclado pode ter gerado um aumento nos vazios (sob a forma de vazios menores), reduzindo

o empacotamento dos agregados no bloco e conseqüente redução da massa específica.

Segundo Buttler (2003), a massa específica seca do concreto é influenciada

principalmente pela massa específica do agregado graúdo. A massa específica do agregado

graúdo influi diretamente na massa específica do concreto, sendo também diretamente

proporcional à resistência do concreto, isto é, quando maior a porosidade (índice de vazios)

do agregado, menor será sua resistência tornando-se o elo fraco da mistura.

Todavia, os blocos de concreto teor de substituição 75% apresentaram um

crescimento desta propriedade, ou seja, apresentaram um crescimento global superior quando

comparado com os demais teores de substituição. Este crescimento pode ser justificado pelo

possível preenchimento dos vazios à medida que o teor de substituição aumentou,

caracterizando uma acomodação ideal entre as partículas, indicando valores máximos de

massa específica ao se utilizar 75% de substituição, para todos os traços analisados (T1, T2,

T3 e T4).

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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 150

CAPÍTULO 6

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Esta Dissertação teve como principal objetivo estudar a possibilidade de

reaproveitamento dos resíduos de CCR, utilizando-se as pistas experimentais de CCR

confeccionadas em laboratório, recicladas, como substituto parcial e total dos agregados

convencionais na produção de blocos de concreto para alvenaria. Neste trabalho, adotou-se

como agregado reciclado os resíduos de CCR gerados em FURNAS, após terem sido

submetidos à transformação, através de britagem.

Dois fatores foram preponderantes na escolha desta alternativa: o ambiental, no

que se refere à disposição deste resíduo gerado, e o técnico, através da utilização deste

material como insumo para blocos de concreto para alvenaria, fazendo com que o resíduo de

CCR passe a atuar como subproduto.

As considerações aqui apresentadas, apesar de estarem em consonância com

grande parte da bibliografia existente na área de reaproveitamento de variados tipos de

resíduos de concreto, não devem ser tomadas de forma absoluta, pois se referem somente aos

dados obtidos em ensaios de blocos de concreto que utilizaram tipos, quantidades e

qualidades específicas de materiais e técnicas de execução. Sua representatividade deve ser

firmada através da execução de novas pesquisas que apresentem resultados que possam

complementar e confirmar os dados obtidos neste estudo.

Para todos os ensaios onde foi realizada a análise estatística, exceto o de absorção

de água, o traço foi a variável que mais influenciou nos resultados, indicando que existem

diferenças significativas entre os quatro traços analisados;

Através deste estudo, buscou-se verificar a potencialidade da utilização deste

resíduo para a produção dos blocos de concreto, minimizando os impactos ambientais, além

de poder vir a agregar valor a um material, atualmente, sem valor econômico.

No geral, os resultados apontaram as potencialidades de utilização do resíduo de

CCR na produção dos blocos de concreto. São colocadas a seguir algumas considerações

sobre as propriedades avaliadas.

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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 151

6.1 CONSIDERAÇÕES

6.1.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS

RECICLADOS

As principais considerações da caracterização dos agregados reciclados de CCR,

no que se refere ao potencial de aproveitamento destes, são:

• Os compostos químicos presentes nos agregados reciclados de CCR

conferiram ao material potencial químico e físico para ser utilizado em blocos de concreto,

como substituição parcial dos agregados convencionais;

• As curvas granulométricas do agregado miúdo e graúdo reciclado

evidenciaram materiais com granulometria contínua, aspecto considerado positivo para

produção de blocos de concreto, devido ao melhor arranjo existente entre as partículas. Além

disto, é interessante salientar que a análise granulométrica da fração < 0,15 mm do agregado

miúdo reciclado evidenciou um material com dimensão média 5,3 vezes maior que a

dimensão média do cimento CP IIF – 32 utilizado nesta pesquisa, o que ajuda a melhorar a

composição granulométrica do concreto produzido;

• Foram evidenciadas pequenas diferenças quanto à massa específica e massa

unitária dos agregados reciclados em relação aos agregados convencionais, conforme o que

apontaram autores que pesquisaram sobre agregados reciclados de concreto (HANSEN;

NARUD, 1983; HANSEN, 1990; AJDUKIEWICZ; KLISZCZEWICZ, 2002;

OLORUNSOGO; PADAYACHEE, 2002; POON et al., 2002; BUTTLER, 2003). Tais

aspectos eliminam a necessidade de compensar o volume de material reciclado utilizado em

misturas de blocos de concreto obtidas a partir de traços de blocos de concreto convencionais;

• As taxas de absorção de água do agregado miúdo e graúdo reciclado foram

2,70% e 3,10%, respectivamente. Estas taxas de absorção observadas nos agregados

reciclados são mais elevadas que as taxas obtidas pelos agregados convencionais, havendo,

deste modo, a necessidade de compensá-las durante a produção dos concretos para que não

haja diminuição excessiva da água livre das misturas de concreto produzidas com agregados

reciclados, fato este que comprometeria a trabalhabilidade. Neste sentido, torna-se

imprescindível trabalhar nas dosagens com os agregados na condição SSS;

• O índice de pozolanicidade dos agregados reciclados de CCR foi muito inferior

ao mínimo estabelecido pela NBR 12653(ABNT, 1992), constatando-se a ausência de

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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 152

material cimentício que poderia conferir pozolanicidade ao resíduo.

6.1.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE A CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO

DE CCR

Na caracterização ambiental dos agregados reciclados de CCR de FURNAS pôde-

se classificar o material como Classe II B - Resíduo Inerte, conforme descreve a NBR 10004

(ABNT, 2004). Segundo esta normalização, resíduos de concreto de modo geral, não possuem

compostos patogênicos e perigosos, não apresentando necessidade de cuidados com a sua

disposição final; não apresentando, portanto, restrições quanto às suas utilizações, sob o ponto

de vista ambiental.

6.1.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE O DESEMPENHO DO RESÍDUO DE CCR NA

PRODUÇÃO DE BLOCOS

O programa experimental realizado nesta pesquisa trouxe os seguintes resultados

quanto aos blocos de concreto produzidos:

• A massa específica no estado fresco, dos concretos com agregados reciclados,

não apresentou diferenças significativas em relação à massa específica dos blocos de concreto

com agregados convencionais;

• Não foram verificados valores significativos que comprovem a redução da

trabalhabilidade com o aumento do teor de substituição, ou seja, os agregados reciclados não

prejudicaram a trabalhabilidade do concreto para blocos. Isto pode ser justificado pela pré-

umidificação dos agregados (SSS), fazendo com que haja uma redução da influência da taxa

de absorção na perda de trabalhabilidade dos concretos reciclados;

• Blocos de concreto com teores de substituição de agregados reciclados 25%,

50%, 75% e 100%, apresentaram uma redução da resistência de 18%, 34%, 34% e 46%,

respectivamente, quando comparados aos blocos de referência (0%). Estas reduções foram

proporcionais aos teores de substituições utilizados. Todavia, este decréscimo observado não

causou prejuízos aos blocos de concreto, visto que estes apresentaram desempenhos

mecânicos satisfatórios e condizentes com as normalizações;

• Com base no aspecto superficial dos blocos de concreto, verificou-se que todos

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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 153

os blocos analisados apresentaram superfície homogênea, áspera e ausência de fissuras.

Entretanto, as superfícies dos blocos de concreto se mostraram mais porosas na medida em

que foi aumentado o teor de substituição dos agregados reciclados;

• A resistência à compressão dos blocos pode ter sido influenciada pela

porosidade dos materiais que o compõe e pela porosidade da zona de transição. Quando se

utilizou agregado reciclado nas misturas de concreto, a relação a/c e o teor de agregado

graúdo reciclado podem ter sido os fatores de maior influência na determinação da resistência,

ou seja, a porosidade da matriz, determinada pela relação a/c, e a porosidade do agregado

podem ter sido fatores de fundamental importância na resistência final dos blocos;

• Observou-se que o comportamento geral dos blocos de concreto reciclados

seguiu em conformidade os padrões comumente relatados nas normalizações e literatura

(TANGO, 1984; TANGO, 1994; MEDEIROS, 1993; SOUSA, 2001, ANDOLFATO, 2002;

FRASSON, 2002), com o aumento da resistência proporcional ao consumo de cimento e

inverso à relação água/cimento;

• Quanto à absorção de água dos blocos de concreto, verificou-se que esta

propriedade aumentou na medida em que eram aumentados os teores de substituição de

agregados reciclados. Este aumento da absorção pode ser explicado pela tendência da maior

absorção de água do agregado reciclado devido à sua elevada porosidade, apontada na

literatura (LEITE, 2003; BUTTLER, 2003). Supõe-se que o aumento do teor de substituição

foi responsável pelo aumento dos poros e pelo aumento da conectividade destes, facilitando a

entrada de água, caracterizando-se pelo aumento da absorção de água no bloco de concreto;

• Houve uma redução do teor de umidade dos blocos com o aumento do teor de

substituição de agregados reciclados. Esta redução do teor de umidade observada pode ser

justificada pela maior porosidade apresentada, confirmada nos ensaios de absorção de água,

os quais contribuíram para facilitar o mecanismo de entrada e saída de água (devido à uma

possível maior interconexão entre os poros);

• Quanto à massa específica aparente seca dos blocos de concreto, verificou-se

uma tendência de redução à medida que foi aumentado o teor de substituição. Esta redução da

massa específica seca com o aumento do teor de substituição pode ser explicada pela menor

massa específica do agregado reciclado, quando comparado ao agregado convencional;

• Os ensaios de absorção de água, teor de umidade e massa específica aparente

seca estão em conformidade com os obtidos nos ensaios de resistência, ou seja, o aumento do

teor de substituição gerou reduções no desempenho dos blocos.

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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 154

6.2 PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS

Como numa única pesquisa é impossível vencer todas as possibilidades de estudo

sobre o comportamento de um material, principalmente quando se trata de um novo material,

existem muitos trabalhos que podem ser desenvolvidos, no sentido de contribuir para

aumentar o conhecimento sobre o assunto. Deste modo, são feitas as seguintes propostas para

trabalhos futuros:

• Estudar a microestrutura de blocos de concreto produzidos com agregados

reciclados de CCR, por exemplo, avaliando isoladamente a substituição de agregados miúdos

e graúdos reciclados de CCR em blocos de concreto;

• Estudar blocos de concreto produzidos com outros teores de substituição de

agregados reciclados de CCR;

• Realizar um estudo econômico do uso de agregados reciclados de CCR,

avaliando custos com gerenciamento de resíduos, implantação de programas de reciclagem e

produção de variados tipos de concretos reciclados;

• Estudar blocos de concreto produzidos com agregados reciclados provenientes

de variadas dosagens de CCR;

• Estudar peças de concreto para pavimentação utilizando-se resíduos de CCR e

de concreto de modo geral.

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A N E X O 175

ANEXO

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A N E X O 176

Tabela A – Resultados individuais dos ensaios de dimensões para os blocos da família T1 e T2.

T1 Teor subst. Dim. B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média

L 142 143 142 143 142 143 143 149 145 144 142 145 140 143 140 141 C 396 396 394 393 395 395 396 396 397 396 393 396 392 391 392 394 A 217 215 215 216 217 218 213 214 216 213 210 210 210 210 207 212

0

M.E. 12967 12924 12886 12925 12717 12885 12630 12235 12450 12395 12333 12298 11926 12062 11944 12456L 139 144 142 140 140 141 146 144 145 142 145 141 139 N.E. N.E. 139 C 387 396 396 391 390 393 397 397 396 394 398 394 390 N.E. N.E. 387 A 210 217 218 214 216 214 214 214 215 213 212 211 207 N.E. N.E. 210

25

M.E. 12830 13023 12974 13079 12696 12838 12765 12752 12774 12795 12890 12736 12285 N.E. N.E. 12830L 143 143 145 141 143 145 140 145 147 145 147 141 140 140 140 142 C 395 395 399 397 395 395 390 396 395 392 397 392 392 391 392 394 A 218 217 220 217 217 217 211 214 215 214 206 206 210 208 209 214

50

M 12398 12494 12470 12357 12543 12383 12111 12178 12190 12087 12190 11983 11650 11725 11685 12042L 144 145 144 143 140 143 141 140 145 142 144 141 140 141 141 143 C 397 397 395 393 391 395 392 391 393 395 398 390 392 394 393 395 A 212 213 214 209 216 210 207 214 211 212 211 215 206 205 203 208

75

M. 12172 12304 12307 12725 12361 12829 11896 12057 12040 12197 12070 12040 11303 11215 11721 11947L 145 143 143 146 141 143 144 144 141 142 142 143 140 141 141 143 C 396 397 397 404 391 396 396 393 394 393 398 396 392 390 393 395 A 216 218 220 217 218 218 216 215 215 214 215 214 210 210 211 214

100

M 11913 11845 11990 11113 12045 12089 15999 14900 11500 11650 11775 11740 11081 10860 10977 11445T2

Teor subst. (%)

Dim. (mm) B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média

L 142 146 142 143 142 144 145 145 144 144 145 140 141 141 140 141 C 395 398 401 398 394 399 396 394 397 392 396 393 395 394 394 395 A 213 207 210 214 213 214 208 207 211 208 212 209 208 212 203 208

0

M. 13240 13943 13525 13588 13250 13124 12968 13400 12660 13065 12710 12936 12544 12255 12734 12987L 143 143 142 140 141 141 143 143 142 140 141 141 140 139 140 142 C 394 396 393 392 392 391 394 396 393 392 392 391 391 390 392 393 A 211 211 211 211 211 209 211 211 211 211 211 209 212 205 207 209

25

M 12946 13296 13005 13103 12772 13148 12946 13296 13005 13103 12772 13148 12603 12128 12515 12731L 143 143 143 141 143 141 144 143 144 143 143 142 143 138 137 140 C 393 394 395 396 394 395 394 394 396 396 394 390 392 390 384 389 A 211 213 215 212 214 211 212 212 215 211 214 211 211 209 203 207

50

M 12470 12019 12140 12357 12150 12155 12200 12140 11876 12133 11744 11850 11821 11561 11620 12045L 142 142 142 140 140 141 141 141 141 140 140 141 145 141 145 144 C 391 393 391 394 393 392 393 394 393 392 392 393 392 392 392 392 A 209 209 209 209 209 210 210 207 210 211 209 210 208 205 206 208

75

M 12285 12192 11732 11758 11996 12404 11608 11744 12205 11750 12146 12422 11165 11047 11327 11806L 143 144 143 145 145 144 147 143 142 142 140 143 140 145 143 143 C 397 395 395 395 396 396 399 398 396 394 392 397 391 394 390 394 A 209 212 212 213 211 211 213 211 212 207 212 205 202 210 209 209

100

M 11595 11677 11524 11782 11886 11755 12035 11730 11740 11474 12595 11780 10673 12301 11044 11320Onde: Teor subst. = teor de substituição (%); Dim. = dimensões determinadas; B1 = bloco nº 1 da amostragem; L = largura (mm); C = comprimento (mm); A = altura (mm); M = massa (g); N.D. = não determinado.

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A N E X O 177

Tabela B – Resultados individuais dos ensaios de dimensões para os blocos da família T3 e T4.

T3 Teor subst. (%)

Dim. (mm) B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média

L 144 145 142 147 144 146 144 142 144 141 144 142 140 139 140 142 C 396 395 397 400 396 396 397 395 399 392 396 394 393 394 394 395 A 210 211 207 210 208 207 217 210 214 211 214 209 204 204 206 208

0

M 14624 13807 14181 14575 14172 14112 14122 10853 13877 13895 13875 13818 12731 13445 13393 14009L 148 145 146 147 148 146 141 142 143 145 144 144 140 140 140 144 C 399 398 402 397 403 398 394 396 395 396 395 396 392 393 393 396 A 211 209 213 212 207 212 210 214 210 206 211 213 203 202 207 209

25

M 13503 13485 13172 13309 13522 13538 9575 12950 12883 13110 12670 12590 12764 11492 12094 12799L 141 143 143 141 140 140 143 142 142 142 148 145 140 142 141 141 C 393 396 394 391 393 393 398 391 393 397 398 394 392 391 392 393 A 209 209 210 209 207 206 210 206 209 208 209 208 205 203 204 207

50

M 11785 13256 13035 13144 12968 13127 12896 13024 12840 12924 13042 13023 12852 12697 12495 12140L 142 141 141 143 142 141 146 143 146 147 145 140 145 144 139 141 C 393 392 392 392 392 393 397 396 395 396 398 394 391 392 391 392 A 209 211 211 209 210 210 212 211 211 212 210 209 204 207 207 208

75

M 12595 12387 12600 12500 12340 12340 12460 12319 12429 12536 12370 12520 12097 11723 11951 12273L 144 144 145 143 137 N.D 141 141 142 146 145 144 147 140 N.D 143 C 397 395 396 397 395 N.D 394 393 396 395 396 397 391 392 N.D 395 A 209 210 204 210 208 N.D 214 209 209 210 210 210 204 203 N.D 208

100

M 12041 12234 12137 12025 11867 N.D 11809 12390 12087 12256 12000 12130 11340 11537 N.D 11989T4

Teor subst. (%)

Dim. (mm) B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média

L 142 142 144 147 144 144 144 145 144 143 142 144 140 140 140 141 C 399 395 399 398 397 398 397 396 397 394 394 396 394 395 394 397 A 213 212 209 206 212 213 213 210 211 210 211 213 210 203 207 210

0

M 13607 13408 13480 14064 13678 14114 13214 13428 13296 13941 14136 13416 13808 12657 13605 13606L 144 144 144 143 141 145 144 140 140 142 141 144 141 140 141 143 C 390 395 395 394 393 394 393 391 393 392 393 394 392 390 391 391 A 209 209 212 205 211 213 207 211 211 209 209 208 206 204 200 205

25

M 13470 13670 13220 13309 13345 13570 13174 13386 13377 13242 13290 13182 12832 13020 12880 13175L 140 143 141 140 142 143 144 144 142 142 141 141 140 139 140 140 C 396 393 392 391 395 393 395 395 395 391 394 391 391 390 391 394 A 213 213 213 213 213 212 213 213 211 214 215 212 208 206 208 211

50

M 13127 13372 12556 13090 13186 13090 12509 12654 12334 11294 12642 13211 11751 11577 12417 12772L 142 142 143 142 143 142 144 143 143 144 143 141 139 139 143 143 C 393 393 396 394 393 392 394 395 394 399 396 393 392 391 392 393 A 209 210 203 206 210 210 210 211 210 211 210 211 210 209 207 208

75

M 12763 12457 12567 12700 12754 12923 11987 12600 12570 12440 12550 12550 11497 11616 11918 12341L 144 143 144 144 146 144 144 145 141 142 139 141 142 144 143 144 C 394 395 396 396 397 386 399 396 393 395 396 394 390 392 394 394 A 211 211 206 208 205 205 213 210 207 211 211 208 206 205 211 211

100

M 11306 11407 8945 12690 11991 12691 12607 12403 12415 11103 11479 12752 10745 11719 10631 10969Onde: Teor subst. = teor de substituição (%); Dim. = dimensões determinadas; B1 = bloco nº 1 da amostragem; L = largura (mm); C = comprimento (mm); A = altura (mm); M = massa (g); N.D. = não determinado.

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A N E X O 178

Tabela C – Resultados individuais dos ensaios de resistência à compressão axial aos 7 e 28 dias para os blocos da família T1, T2, T3 e T4.

Teor de substituição (%) Traço Idade Bloco 0 25 50 75 100

B1 3,82 4,01 3,65 3,25 2,29 B2 3,01 4,01 3,72 3,61 2,25 B3 3,50 3,67 3,33 3,18 1,90 B4 3,49 4,66 3,58 3,76 1,83 B5 3,11 4,21 4,06 3,39 2,10 B6 3,43 4,23 3,25 4,16 2,07

7 dias

Média 2,69 3,51 3,60 3,56 2,07 B7 6,07 5,08 4,49 4,60 2,23 B8 5,06 4,12 4,21 3,41 2,67 B9 5,71 5,36 3,71 3,52 2,47

B10 5,18 5,60 4,02 4,71 2,37 B11 5,21 6,01 3,93 4,50 2,60 B12 5,29 5,04 4,31 3,67 2,28

T1

28 dias

Média 5,42 5,20 4,11 4,07 2,44 B1 4,88 4,63 5,29 5,99 3,63 B2 8,78 5,54 2,36 4,05 4,31 B3 6,71 5,62 3,88 3,89 4,53 B4 6,36 4,99 5,41 4,08 4,46 B5 4,97 4,87 3,03 3,56 4,78 B6 4,27 5,10 4,58 6,22 7,10

7 dias

Média 6,00 5,12 4,09 4,63 4,80 B7 6,96 5,89 4,28 6,53 4,35 B8 9,95 6,24 5,06 8,49 3,44 B9 6,33 5,41 4,71 7,98 2,85

B10 8,10 5,77 3,29 3,03 4,37 B11 6,48 5,60 5,93 5,36 3,75 B12 7,16 5,32 4,26 9,23 4,83

T2

28 dias

Média 7,50 5,70 4,58 6,77 3,93 B1 12,09 6,82 5,57 7,37 4,67 B2 6,49 7,31 5,55 6,90 6,10 B3 11,61 4,35 5,47 6,96 6,36 B4 11,17 5,88 5,88 6,73 5,07 B5 11,44 7,25 5,53 4,76 4,71 B6 9,66 6,60 6,21 6,01

7 dias

Média 10,41 6,37 5,70 6,45 5,38 B7 12,78 8,52 8,44 7,00 3,35 B8 8,73 8,18 8,43 6,22 6,19 B9 11,63 7,93 8,36 4,93 5,23

B10 12,86 9,06 8,43 6,42 7,06 B11 N.D 5,34 7,80 4,85 5,72 B12 N.D 4,99 8,06 5,71 6,18

T3

28 dias

Média 11,50 7,34 8,25 5,85 5,62 B1 10,20 9,11 6,56 7,19 4,15 B2 9,15 10,66 7,16 4,91 5,55 B3 9,20 8,59 4,04 5,03 7,22 B4 10,74 8,72 8,45 7,07 6,56 B5 10,82 9,40 7,20 7,72 9,47 B6 8,90 8,98 5,88 7,52 9,54

7 dias

Média 9,84 9,24 6,55 6,58 7,08 B7 11,11 8,03 5,34 4,14 3,98 B8 12,38 12,63 8,29 7,13 4,66 B9 11,47 12,64 8,24 7,63 5,12

B10 17,18 12,44 3,36 5,30 3,66 B11 19,19 11,64 8,06 5,01 6,40 B12 13,08 12,44 3,92 7,13 6,55

T4

28 dias

Média 14,07 11,64 6,20 6,06 5,06

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A N E X O 179

Tabela D – Resultados individuais dos ensaios de determinação da absorção de água, do teor de umidade e da área líquida aos 28 dias para os blocos das famílias T1, T2, T3 e T4.

Teor de substituição (%) Traço Propriedades Bloco 0 25 50 75 100

B13 7,69 7,86 9,43 10,15 12,23 B14 7,76 7,95 9,53 9,61 12,31 B15 7,59 8,02 9,65 9,92 12,25

Absorção de água (%)

Média 7,68 7,94 9,55 9,89 12,26 B13 15,56 23,95 20,17 21,02 16,03 B14 16,88 24,84 21,55 20,62 15,47 B15 16,42 24,32 16,76 20,00 16,62

Teor de umidade (%)

Média 16,29 24,37 19,49 20,55 16,04

B13 286,4 294 279,5 276,0 275,0 B14 289,8 289,5 283,5 274,0 272,8 B15 290,4 292,6 284,6 290,2 274,7

T1

Área líquida (g/cm3)

Média 288,8 292,0 282,5 280,1 274,2

B13 7,17 8,12 9,13 10,37 11,55 B14 7,77 8,68 9,6 10,46 8,98 B15 6,24 8,43 9,53 10,13 11,40

Absorção de água (%)

Média 7,06 8,41 9,45 10,32 19,49 B13 39,77 32,90 29,31 19,38 30,11 B14 29,95 31,71 26,19 20,42 20,98 B15 51,04 33,33 28,08 24,11 23,52

Teor de umidade

(%) Média 40,25 32,65 27,86 21,30 24,87

B13 289,2 287,7 276,5 270,5 286,4 B14 283,9 287,2 276,3 271,4 272,3 B15 291,1 294,4 282,7 276,4 277,4

T2

Área líquida (g/cm3)

Média 288,1 289,8 278,5 272,8 278,7

B13 5,65 7,02 8,23 8,90 10,20 B14 5,04 9,46 8,14 9,60 10,28 B15 5,11 8,30 8,28 9,08 N.D

Absorção de água (%)

Média 5,27 8,26 8,21 9,19 10,24 B13 45,93 37,69 30,04 36,82 29,95 B14 53,45 36,63 28,42 34,44 28,39 B15 51,09 42,58 29,93 35,59 N.D

Teor de umidade

(%) Média 50,16 38,97 29,46 35,61 29,17

B13 288,4 296,5 297,8 285,1 274,2 B14 298,1 277,1 296,9 274,6 283,8 B15 295,4 281,4 292,6 278,7 N.D

T3

Área líquida (g/cm3)

Média 294,0 285,0 295,7 279,5 279,0

B13 4,48 7,23 8,73 9,57 11,52 B14 5,65 6,74 9,28 8,93 9,31 B15 4,09 7,04 7,56 8,77 11,54

Absorção de água (%)

Média 4,74 7,00 8,52 9,09 10,79 B13 55,85 30,18 34,74 32,71 28,96 B14 48,25 33,80 31,83 34,06 35,61 B15 57,54 31,23 33,99 37,25 28,28

Teor de umidade

(%) Média 53,88 31,73 33,52 34,67 30,95

B13 295,3 294,5 272,6 268,0 265,4 B14 289,2 291,3 273,8 270,7 278,2 B15 292,6 297,5 285,7 279,0 252,1

T4

Área líquida (g/cm3)

Média 292,4 294,4 277,4 272,6 265,3

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A N E X O 180

Tabela E – Distribuição de Fisher - valores de F tabelado (Ftab) para α = 0,05. v1*

v2** 1 2 3 4 5 6 7 8 10 60 120 ∞

1 161,45 199,50 215,71 224,58 230,16 233,99 236,77 238,88 241,88 252,20 253,25 254,31 2 18,51 19,00 19,16 19,25 19,30 19,33 19,35 19,37 19,40 19,48 19,49 19,50 3 10,13 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,79 8,57 8,55 8,53 4 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 5,96 5,69 5,66 5,63 5 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,74 4,43 4,40 4,37 6 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,06 3,74 3,70 3,67 7 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,64 3,30 3,27 3,23 8 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,35 3,01 2,97 2,93 9 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,14 2,79 2,75 2,71 10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 2,98 2,62 2,58 2,54 11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,49 2,45 2,40 12 4,75 3,89 3,49 3,26 3,11 3,00 2,91 2,85 2,80 2,38 2,34 2,30 13 4,67 3,81 3,41 3,18 3,03 2,92 2,83 2,77 2,71 2,30 2,25 2,21 14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,76 2,70 2,65 2,22 2,18 2,13 15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,71 2,64 2,59 2,16 2,11 2,07 16 4,49 3,63 3,24 3,01 2,85 2,74 2,66 2,59 2,54 2,11 2,06 2,01 17 4,45 3,59 3,20 2,96 2,81 2,70 2,61 2,55 2,49 2,06 2,01 1,96 18 4,41 3,55 3,16 2,93 2,77 2,66 2,58 2,51 2,46 2,02 1,97 1,92 19 4,38 3,52 3,13 2,90 2,74 2,63 2,54 2,48 2,42 1,98 1,93 1,88 20 4,35 3,49 3,10 2,87 2,71 2,60 2,51 2,45 2,35 1,95 1,90 1,84 30 4,17 3,32 2,92 2,69 2,53 2,42 2,33 2,27 2,16 1,74 1,68 1,62 40 4,08 3,23 2,84 2,61 2,45 2,34 2,25 2,18 2,08 1,64 1,58 1,51 60 4,00 3,15 2,76 2,53 2,37 2,25 2,17 2,10 1,99 1,53 1,47 1,39

120 3,92 3,07 2,68 2,45 2,29 2,18 2,09 2,02 1,91 1,43 1,35 1,25 ∞ 3,84 3,00 2,60 2,37 2,21 2,10 2,01 1,94 1,83 1,32 1,22 1,00

v1* = grau de liberdade do resíduo (erro); v2** = grau de liberdade do efeito.

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