I

IAssociação Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído

GRUPO DE TRABALHO EM DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

11ENCONTRO NACIONAL E I ENCONTRO LATINO- I

AMERICANO SOBRE EDIFICAÇOES E ~OMUNIDADESSUSTENTÁVEIS I

Canela, RS, 24 a 27 de abril de 2001

USO DO ENTULHO EM TIJOLOS DESOLO ESTABILIZADO COM CIMENTO

Dayana Bastos CostaEstudante de Engenharia Civil UFBA,Bolsista de IniciaçãoCientífica CNPq/PIBIC.

R. AristidesNovis,02, Federação.SalvadorlBA.rel.lFax(7I)237-8524CEP4021O-{;30e-mail:dayana@gemac.ufba.br

Célia Maria Martins Neves IMSc, Engenheira Civil. Pesquisadorado Centro de Pesquisa e Desenvolvimento - CEPED.KmOda BA-512,CamaçarilBA.rei: (71)632-7332CEP42800-000e-mail:cneves@ceped.br

Alex Pires Carneiro IEngenheiro Civil, Mestrandoem Eng. Ambiental Urbana - UFBA, Pesquisador GEMAClUFBA.

R. AristidesNovis,02, Federação.SalvadorlBA.rel.lFax: (71)237.8524CEP4021O-{;30e-mail: alecar@ufba.br

RESUMO

A habitação popular no Brasil exige soluções de tecnologias simples, compativeis com asituação econômica atual. Por outro lado resíduos provenientes da const'rução civil vemsendo gerado em enormes quantidades. IA fabricação de tijolos solo-entulho-cimento é uma solução viável e apresentavantagens como: redução nos custos de transporte, não comprometim'ento ambiental,simplicidade do processo de fabricação e facilidade de operação do equipamentomecânico. IEste trabalho apresenta a descrição das atividades para a fabricação dos tijolos de solo-entulho-cimento e a avaliação do comportamento desse componente de ~odo a garantira sua viabilidade técnica, econômica e o uso seguro.

ABSTRACT

Brazilian's popular habitation malter demands solutions with cheaper teclmology,compatible with the current economical situation. On the other hand, Gonstruction andDemolition (C&D) waste has been generated in great amounts. IThe soil-waste-cement bricks production is a good alternative and presents advantageslike: low cost of transport, environmental benefits, simplicity of the pr6duction precessand facility in operation the mechanical equipment. IThis paper present the activities description to soil-waste-cement bricks preduction andthe performance ofthis component that guarantee the technical/ econOlhic viability andthe safe use ofthis.

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PALAVRAS-CHAVE

reciclagem; entulho; tijolos; habitação.

INTRODUÇÃO

No Brasil, o atendimento às condições mínimas de habitação para as camadas de mais baixa rendaainda não foi equacionado. A enorme demanda de habitações no país exige a construção deaproximadamente 6 milhões de unidades, sendo que a maioria delas destína-se às famílias comrenda mensal inferior a cinco salários minimos (Watanabe, 2000). Apesar do esforço do governo, ademanda de moradias populares continua crescendo com velocidade superior à capacidade deprodução de novas unidades.

A questão da habitação popular no Brasil exige soluções compatíveis com a sua situação socio-econômica. Estas podem ser efetivadas pela implantação de tecnologias alternativas que utilizammatérias-primas naturais, renováveis ou não, e também residuos sólidos industriais e urbanos,abundantes na região de sua aplicação (Calmon et aI., 1998).

Entre essas tecnologias, a produção de habitações populares com paredes de tijolos de soloestabilizado é uma das alternativas adotadas devido à facilidade de fabricação do componente, daexecução da alvenaria e do baixo custo (BNH, 1985). Deve-se ressaltar que o custo de fundações,paredes e piso da habitação popular chega a alcançar 50% do custo da edificação (Neves, 1988).

Outra vantagem do tijolo de solo estabilizado corresponde à possibilidade de incorporar outrosmateriais na sua fabricação de modo a aproveitar materiais abundantes na região como, porexemplo, o entulho reciclado na área urbana. Estes também podem contribuir para a melhoria dascaracteristicas do produto.

O entulho, constituído de fragmentos ou restos de tijolo, concreto, argamassa, madeira, e outrosmateriais usados na construção do edificio, é classificado como material inerte segundo a NBR10004 (ABNT, 1987), pois não apresenta características de risco de contaminação à saúde pública eao meio ambiente desde que sua destinação seja adequada. Devidamente reciclado, quando oprocesso elimina madeiras e ferros e transforma a massa mineral em material homogêneo, o produtoresultante apresenta propriedades fisicas e quimicas apropriadas para seu emprego como material deconstrução de edificações (pinto, 1997). Vale ressaltar, no entanto, que o entulho apresentacaracterísticas variáveis, que dependem do tipo de obra, das técnicas construtivas, da fase em que seencontra a obra; das características socio-econômicas da região, entre outros fatores.

Além disso, o aproveitamento do entulho na própria construção civil facilita sua reciclagem,contribui para minimizar os efeitos prejudiciais de descartes irregulares em cursos d'água ou viaspúblicas e o esgotamento inexorável das áreas destinadas à sua deposição (Pinto, 1997). O entulhoreciclado pode ser utilizado para produzir materiais de construção mais baratos e de qualidade.

O uso do entulho em tijolos de solo estabilizado com cimento é uma das soluções em que o resíduoé aproveitado pelo próprio setor que o produz, a construção civil, e contribui tanto para minimizarimpactos ambientais, bem como reduzir o custo da alvenaria. Contudo, para utilizar resíduos comomatéria-prima em substituição à tradicional, é necessário que estes apresentem desempenhocompatível com sua aplicação.

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Nesse sentido, este trabalho investigou a utilização do entulho reciclado d~ Salvador em tijolosprensados com substituição total ou parcial do solo. Selecionou solos, elab~rou traços, fabricoutijolos e analisou propriedades fisicas e mecãnicas de modo a avaliar seu desempenho na alvenaria.

METODO DE PESQUISA

o método de pesquisa adotado consistiu em selecionar um solo, identificar a proporção adequada decimento para a fabricação do tijolo de solo-cimento e, substituindo o solo por proporções variadasde entulho reciclado, determinar as propriedades fisicas, mecânicas e de durabilidade dos tijolosproduzidos. I

Para determinação do traço seguiu-se o procedimento indicado por BNH (1985): foram preparadostijolos com 10%, 12% e 14% de cimento, em massa, e determinadas a r~sistência mecânica eabsorção de água. Adotou-se o traço com menor consumo de cimento, resistência à compressãomaior ou igual a 2,0 MPa e absorção de água menor ou igual a 20% segundo recomendação daNBR 8491 (ABNT, 1984). I

Em seguida, o solo foi substituido por entulho reciclado nas proporções de 25%, 50%, 75%, 85% e100%, em massa, e determinadas as propriedades dos tijolos produzidoJ de acordo com osprocedimentos estabelecidos em normas e outras recomendações técnicas. I

Além da verificação das dimensões e determinação da resistência à compressão e absorção de águatambém foi avaliada sua durabilidade. Esta foi determinada pela perda de massa e resistência àcompressão de tijolos submetidos a seis ciclos de imersão em água e secag~m em estufa a 70°C,com duração mínima de 24 horas para cada atividade do ciclo. O ensaio, realizado de acordo com oprocedimento estabelecido na NBR 13544 (ABNT, 1996), também mede a variação volumétrica ede umidade. Segundo o Manual de Construção com Solo-Cimento (CEPED, 1984) a ABCP -Associação Brasileira de Cimento Portland recomenda, para dosagens de solo-cimento, a perda demassa de 10% ao final do 6° ciclo de imersão e secagem em corpos-de-prova: cilindricos moldadospor compactação no cilindro de Proetor. Por considerar que as solicitações de abrasão superficialem paredes são menos severas que as previstas para outros usos do so!o-cim'ento, em estrada, porexemplo, modificou-se o procedimento de ensaio, não se empregando o proc~sso de escovação dostijolos ao final de cada ciclo.

Comparando-se os valores obtidos dos tijolos com diferentes proporções de entulho reciclado comos dos tijolos de solo-cimento (0% de entulho reciclado), foi possível avaliar ai influência do entulhoreciclado em tijolos do solo estabilizado e o comportamento dos tijolos de solo-entulho-cimento.,Adotando-se os limites estabelecidos determinou-se a proporção de entulho reciclado adequada paraser adicionado ao solo selecionado. I

Os tijolos foram fabricados em uma prensa manual com capacidade para a moldagem simultânea detrês unidades com dimensões de 22 cm x 11 cm x 5,5 cm. Para evitar a introdução de variáveísindesejáveis no estudo, os tijolos foram preparados por um único operador. IA fabricação dos tijolos e os ensaios necessários ao desenvolvimento do trabalho foram realizados'nos laboratórios do Departamento de Ciência e Tecnologia dos Materiais da Escola Politécnica daUFBA e no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento - CEPED.

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MATERIAIS UTILIZADOS

Para a fabricação dos tijolos foram utilizados:• cimento Portland tipo CP II Z 32, marca Poty;• água potável, fornecida pela concessionária;• dois diferentes tipos de solos, denominados laterítico e saprolitico, e entulho reciclado daRegião Metropolitana de Salvador, cujas características são apresentadas na tabela I.

Tabela 1 Características dos solos e entulho reciclado

PROPRIEDADE PROCEDIMENT SOLO SOLO ENTULHOO LATERÍTICO SAPROLÍTICO RECICLADO

Composição granulométrica• pedregulho (%) O O O• areia grossa (%)

NBR 71812 O O

média (%)NBR6502 25 9 lO

fina (%) 53 23 72• silte (%) I 33 2• ar~üa (%) 19 35 16

Material que passa na peneira• 4,8 mm ("lo) NBR 7181 100 100 100• 0,075 mm f%) 21 75 20

Limite de liouidez 1%) NBR6459 20 62 NLLimite de--;;-lasticidade(o/.,) NBR 7180 15 42 NPMassa p""'""ifica (olem', NBR6508 2,55 2,60 2,56CompactaçãoMassa especifica max. (glem') NBR 7182 1,6 1,9 1,8Umidade ótima (%) 16,0 9,0 13,8

APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

Inicialmente foi selecionado o solo laterítico que atende às recomendações do BNH (1985) (tabela2), determinando-se a proporção de 12% de cimento para a fabricação do tijolo de solo-cimento. Aincorporação do entulho reciclado, no entanto, não permitíu a fabricação de tijolos prensados, poismodificou o comportamento do material fino (material que passa na peneira de 0,075 mm) que éresponsável pela resistência inicial para o manuseio dos tijolos recém-moldados. Tentou-semelhorar este comportamento com a adição de cal, além do cimento já estabelecido. Porém,constatou-se que era uma solução economicamente inviável uma vez que a quantidade de calnecessária para permitir o manuseio do tijolo após prensagem foi bastante elevada, da ordem de10%.

Tabela 2. CrítériosRE UISITOS

100%10 a 50%.545%S 18%

Optou-se então por utilizar um solo com maior teor de finos, o saprolítico, pois a composlçaogranulométríca após a adição do entulho reciclado resultou em um composto com característicasadequadas à fabricação de tijolos prensados.Os tijolos produzidos com o solo saprolítico e entulho reciclado foram submetidos à verificaçãodimensional e testes para determinação de suas características de acordo com a programaçãoindicada na tabela 3.266

Tabela 3. Programação de ensaiosDlSCRIMINAÇAO PROCEDIMENTO NUMERODETUOLOS

VerificaçãoDimensional MedidaIndividual 24MassaEsoecífica CETAn04 5AbsorcãodeAI!IJa

NBR8492 5Resistênciaà Compressão 10Durabilidade NBR13554' 5I - ensaiomodificado,semescovação

IPara cada traço foram moldados 70 tijolos perfazendo um total de 350 unidades. O percentual decimento de 12% permaneceu constante independente da composição do solo ~ entulho reciclado.

Os resultados apresentados na tabela 4 correspondem aos dos tijolos breparados com solosaprolítico ~ composto com entulho reciclado nas proporções de 25%) 50%, 75% e 85%,denominados Tl-25%, T2-50%, T3-75% e T4-85%, respectivamente; os tijolos preparados somentecom solo saprolítico receberam a denominação TR-O%. A substituição !otal do solo não foirealizada, pois os tijolos moldados não apresentaram resistência inicial' suficiente para adesmoldagem imediata e remoção para área de cura e armazenamento. I

T b I 4 C t' f d f' d Ih bT da e a arac ens Icas os .IJOos e so o e entu o esta I Iza o com cimento

ENSAIOS TRACOS I TENDÊNCIA,TR-o% T1-25% T2-50% T3-75% T4-85%

Teor de finos' (%) 77 62 48 33 I 26 decrescenteTolerância nas dimensões(mm) i3 i3 i3 i3 li3 estávelMassa Específica{J:lcm') 1,3 1,5 1,5 1,6 I 1,7 crescenteAbsorçãode água (%) 30 21 18 15 I 13 decrescenteResistênciaà natural 1,5 2,5 3,0 3,0 I 3,6 crescenteompressão(MPa) após ciclo - 2,7 3,2 3,5 14,8 crescentePerda deMassa (%) - 8,7 9,3 9,5 111,8 crescente(1) Matenalque passana penClraO,075mm I

As dimensões reais dos tijolos apresentam pequena variação em relação às dimensões do molde (22cm x 11 cm x 5,5 cm) e atende à tolerância de 3 mm estabelecida na NBRI8491 (ABNT, 1984).Deve-se ressaltar que a altura do tijolo é determinada pela energia dei compactação e pelaquantidade de material introduzido no molde antes da prensagem. No processo de fabricação comprensa manual, ela depende diretamente da atuação do operador. ICom exceção do aspecto dimensional, constata-se que a proporção do entulho reciclado influenciadiretamente outras propriedades do tijolo prensado. Maiores proporções Ido entulho recicladoaumentaram o teor de material retido na peneira 0,075 mm, de natureza arenosa, diminuiram o teorde finos, resultando em tijolos mais compactos, com massa especifica mai~ elevada, porém commaior quantidade de poros permeàveis, comprovado pelos valores decrescentes de absorção de àguapor imersão. Conseqüentemente, obtêm-se tijolos mais resistentes à compressão, porém menosresistentes às oscilações higrotérmicas e às intempéries.

Verifica-se que a perda de massa aumenta à medida que são adicionados maiores teores de entulho,porém, não foram verificadas variações de volume e de umidade nos tijolos produzidos comdiferentes teores de entulho ao longo dos seis ciclos de molhagem e secagem. Os resultados daresistência à compressão ao final dos ciclos de imersão e secagem são maiores que os dos tijolos emcondição natural. Supõe-se que o processo de imersão e secagem melhora a hidratação e modifica aforma dos compostos hidratados do cimento, aumentando a resistência dos tijolos.

I 267

•As figuras I a 3 mostram que existe relação linear entre o teor de finos e a resistência à compressão,absorção de água e perda de massa dos tijolos com solo saprolitico e entulho reciclado.

y = -o,036x + 4,475R' = o 90

10080

y = O,309x • 4,217R' = 0,93

604020

:i' 35~30••5,25•••" 20"C 15o~ 10li 5III

~ oo10080604020

4'".eu ~ 3

"'-Õ o 2c""<OI III

1;igJ1~ C. O~ E8 O

teor de finos (%) teor de finos (%)

Figura 1. Relação entre o teor de finos eresistência à compressão

Figura 2. Relação entre o teor de finos eabsorção de água

y = -0,070. + 12,795

'=~ 15••IIIiQ 10E

""C 5'"'E8. O

O 20 40 60 60 100

teor de finos (%)

Figura 3. Relação entre o teor de finos e perda de massa após seis ciclos de imersão e secagem

As figuras 4 a 6 apresentam as médias dos valores de resistência à compressão, absorção de água eperda de massa respectivamente em função do teor de entulho reciclado de cada traço e os limitesadotados.

4o':XIII

3li!CoE0_

2u '"..,0..",::E- -u 1c

~-.; o"l:t: o 25 50 75 85

Proporção de Entulho (%)

Figura 4.Resistência à compressão dos tijolos em função da proporção de entulho reciclado usadono traço

268

857525

14

- 12~'" 10O/l

~ 8::< 6"" 4'"'E 2"c.. o

II-l-II

50 IProporção de Entulho ('/~

Figura 5. Perda de massa ~os tijolos em funçãoda composição granulométlica

Proporção de Entulho ('/~

Figura 6. Absorção de água dos tijolos emfunção da proporção de entulho reciclado usadono traço

35~ 30e..'" 25"OI 20•••"" 15O"" 10~~OO/l 5.D« O

O 25 50 75 85

A tabela 5 apresenta as proporções de entulhoestudado que atendem aos critérios adotados.

reciclado que podem ser adicionadas ao solo

CRITÉRIOREQUISITO

Material menor O,075mm 10% a 50%Variação Dimensional Máxima i: 3 mmResistência à Compressão Média ~ 2,0 MPaAbsorção de Agua " 20%Perda de Massa " 10%

. recomendação BNH (1985) para tijolos de solo-<:imentoadotado para tijolos solo-entulho-<:imento

•Dessa forma, pode-se considerar que, para o solo utilizado, a proporção de entulho reciclado deveestar na faixa de 50% a 75% cujo limite inferior é determinado pelos critérios de resistência àcompressão e absorção de água e o limite superior pela durabilidade. Como a intenção é utilizar omáximo possível de entulho reciclado, esta proporção deve ser da ordem de 75%.

CONCLUSÃO

O estudo realiz!ido comprova que é possível utilizar o entulho reciclado de Salvador em tijolos desolo-cimento. E evidente que as características do solo e do entulho são diferentes nas diversasregiões e a proporção de substituição do solo por entulho reciclado deve ser ahalisada em cada casodistinto.

O estudo realizado, porém, definiu uma metodologia, fundamentada em experiências anteriores erecomendações técnicas para fabricação de solo-cimento, e adotou critérios para avaliação dosresultados que podem ser usados para outros estudos sobre a incorporação de outros materiais parafabricação de tijolos de solo estabilizado prensado.

A reciclagem do entulho para fabricação de tijolos de solo estabilizado promove o aproveitamentoracional do resíduo da construção e de demolição, transformando-o em matéria-prima paraprodução de componente para as edificações e que favorece principalmente:

• o aproveitamento de resíduos no próprio setor que o produz;• a minimização de uso de recursos naturais.

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Além disso, transforma um material antes indesejável - o entulho bruto - em material desejável,pois melhora determinadas características de um solo e amplia seu potencial de uso como materialde construção. Por outro lado, proporciona destaque "benéfico" ao resíduo da construçãoprincipalmente quando usado para ampliar a oferta de alternativas tecnológicas simplificadas,apropriadas para a produção de moradias populares.

Estudos, como este, contríbuem para o desenvolvimento de edificação sustentável da reglao deSalvador, melhorando a qualidade de vida no ambiente construído, promovendo a conservação dosrecursos naturais e otimizando as áreas para a disposição do entulho. Este trabalho contríbui aindapara a melhor aceitação da sociedade e fundamentação ao meio técnico do uso do entulho.

REFERÊNCIAS

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 mm -Detenninaçdo da massa especifica. Método de ensaio. NBR 6508. Rio de Janeiro: ABNT, 1984.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Reslduos sólidos. Classificação. NBR 10004. Rio de Janeiro:ABNT,1987.

ABNT • ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Rochas e solos. Terminologia. NBR 6502. Rio de Janeiro:ABNT,1995.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo - Análise granulométrica. Método de ensaio. NBR 7181.Rio de Janeiro: ABNT, 1984.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo - Detenninaçdo do limite de liquidez. Método de ensaio.NBR 6459. Rio de Janeiro: ABNT, 1984.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo - Detenninaçdo do limite de plasticidade. Método deensaio. NBR 7180. Rio de Janeiro: ABNT, 1984.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo - Ensaio de compactaçdo. Método de ensaio. NBR 7182.Rio de Janeiro: ABNT, 1984.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solo-cimento - Durabilidade por molhagem e por secagem.Método de ensaio. NBR 13554. Rio de Janeiro: ABNT, 19%.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Tijolo maciço de solo-cimento. Especificação. NBR 849 I. Riode Janeiro: ABNT, 1984.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Tijolos maciços de solo-cimento - Detenninaçdo da resisténciaà compressdo e do absorçdo. Método de ensaio. NBR 8492. Rio de Janeiro: ABNT, 1982.BNH - Banco Nacional da Habitação. Tijolas maciços de solo cimento; fabricação e utilização. Rio de Janeiro: BNHlDEPEA, 1985.

20 p.CALMON, João et aI. Aproveitamento do residuo de corte de granito para ptodução de tijolos de solo cimento. In: ENTAC 98 -

QUALIDADE NO PROCESSO CONSTRlJITVO, 1998, Florianópolis. Anais ... Florianópolis: NPCIECV/CPClUESC, 1998.p.899-907.

CEPED - Centro de Pesquisas e Desenvolvimento. Manual de construção com solo-cimento. 3. cd. São Paulo: ABCP. 1984. 147 p.CEIA - Centro Tecnológico da Argamassa. Massa especifica, absorção de água por imersão e lndice de vazios. Procedimento nO 4.

Salvador: UFBNCEPED, 1998.NEVES, Célia M. M. Habitação e saneamento com materiais alternativos. In: SEMlNÁRJO LATINO-AMERICANO

ALTERNATIVAS TECNOLÓGICAS PARA HABITAÇÃO E SANEAMENTO, 1987, Olinda. Anais ... Brasília: MHUIPNUD,1988. p. 273-282.

PINTO, Tarcisio de P. Resultados da gestão diferenciada. Téchlle, São Paulo, 31. p. 31-34, nov/dez. 1997. (Reciclagem)WATANABE, Mário. O desafio de privatizar a moradia popular. Qualidade na COllStruçdO, São Paulo, 22. p.12-20, 2000.

(Habilação).

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