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MINISTÉRIO DA DEFESA

EXÉRCITO BRASILEIRO

SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA DE TRANSPORTES

Cap MARCOS SOARES DE SOUZA

CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM AGREGADO RECICLADO ORIUNDO DA

DEMOLIÇÃO DA AV. PERIMETRAL/RJ

Rio de Janeiro

2015

1



CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM AGREGADO RECICLADO ORIUNDO DA

DEMOLIÇÃO DA AV. PERIMETRAL/RJ

Dissertação de Mestrado apresentada ao Curso de

Mestrado em Engenharia de Transportes do Instituto

Militar de Engenharia, como requisito parcial para a

obtenção do título de Mestre em Ciências em

Engenharia de Transportes.

Orientadores: Prof. Luiz Antonio Vieira Carneiro, D.Sc.

Prof. Marcelo de Miranda Reis, D.Sc.

Rio de Janeiro

2015

2

c1999 INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

Praça General Tibúrcio, 80 – Praia Vermelha

Rio de Janeiro - RJ CEP: 22290-270

Este exemplar é de propriedade do Instituto Militar de Engenharia, que poderá

incluí-lo em base de dados, armazenar em computador, microfilmar ou adotar qualquer

forma de arquivamento.

É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre

bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que esteja

ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações, desde que

sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa.

Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do autor e dos

orientadores.

S243r De Souza, Marcos Soares

Concreto auto adensável com agregado reciclado oriundo da

demolição da Av. Perimetral-RJ / Marcos Soares de Souza. – Rio de

Janeiro: Instituto Militar de Engenharia, 2015.

151f. : il., graf., tab.

Dissertação (mestrado) - Instituto Militar de Engenharia,

2015.

1. Engenharia de Transportes, teses, dissertações. 2. Concreto

auto-adensável. 3. Resíduo de Construção e Demolição. 4.

Trabalhabilidade. 5. Resistência à Compressão. 6. Viabilidade. I.

Título. II. Instituto Militar de Engenharia.

CDD 624.1834

3



CONCRETO AUTO-ADENSÁVEL COM AGREGADO RECICLADO

ORIUNDO DA DEMOLIÇÃO DA AV. PERIMETRAL/RJ

Dissertação de Mestrado apresentada ao Curso de Engenharia de Transportes do Instituto Militar de Engenharia, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Ciências em Engenharia de Transportes.

Orientadores: Prof. Luiz Antonio Vieira Carneiro - D.Sc. Prof. Marcelo de Miranda Reis - D.Sc.

Aprovada em 23 de julho de 2015 pela seguinte Banca Examinadora:

__________________________________________________ Prof. Luiz Antonio Vieira Carneiro - D.Sc. do IME - Presidente

__________________________________________________ Prof. Marcelo de Miranda Reis - D.Sc. do IME

__________________________________________________ Profª Maria Elizabeth da Nóbrega Tavares - D.Sc. da UERJ

__________________________________________________ Profª Cláudia Maria de Oliveira Campos - D.Sc. da UFF

__________________________________________________ Prof. Sergio Luis González Garcia - D.Sc. da UENF

Rio de Janeiro 2015

4

À memória da minha amada mãe, que dedicou a

sua vida para me dar o amor, o carinho e a

educação que me fizeram chegar até aqui.

5

AGRADECIMENTOS

Agradeço, primeiramente, a Deus por toda a saúde, sabedoria, paciência,

persistência, que me fizeram ter condições necessárias para realizar todas as fases

deste trabalho.

À minha esposa e minha filha, por todo o carinho, incentivo e compreensão que

tiveram durante todo esse tempo e em todos os momentos que necessitei dar

prioridade a este trabalho.

Ao TC Carneiro e ao TC Marcelo Reis, que me orientaram de forma concisa,

objetiva e sempre esclarecedora.

Agradeço aos meus amigos do mestrado que sempre me incentivaram e

vibraram em cada conquista e em cada passo dado, em especial á minha grande

amiga Therezinha, que, além de todo o incentivo, sempre esteve pronta para ajudar-

me nas horas difíceis, sem nunca pestanejar.

Aos amigos laboratoristas de Materiais de Construção e Concreto do IME, Sgt

Gonçalves e Sgt Melo, por toda ajuda nas inúmeras concretagens realizadas

durante este trabalho.

Aos queridos professores e funcionários que, através de seus trabalhos na

Engenharia de Transportes, deram suas preciosas contribuições para o

desenvolvimento deste trabalho.

À toda a equipe da empresa FÁBIO BRUNO CONSTRUÇÕES LTDA, em

especial ao Eng. Renato, que demonstrou total apoio e incentivo na realização desta

pesquisa, ao disponibilizar toda a amostra proveniente do Elevado da Perimetral

para que eu pudesse realizar todas as dosagens necessárias ao programa

experimental.

À Holcim Brasil Ltda por ceder, em cortesia ao IME, o cimento utilizado nos

experimentos realizados, contribuindo para o desenvolvimento das pesquisas

realizadas neste instituto.

6

" Sábio é aquele que conhece os limites da

própria ignorância."

SÓCRATES

7

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................ 17

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .................................................................... 21

2.1 NORMAS E LEGISLAÇÕES SOBRE RCD E MEIO AMBIENTE .................. 21

2.2 IMPACTOS AMBIENTAIS GERADOS PELOS RCD .................................... 23

2.2.1 O CONSUMO DE RECURSOS NATURAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ................ 25

2.2.2 A GERAÇÃO DE RCD E OS IMPACTOS AMBIENTAIS .......................................... 26

2.2.3 IMPACTOS AMBIENTAIS LIGADOS À UTILIZAÇÃO DO RCD COMO

AGREGADO PARA CONCRETOS ......................................................................................... 29

2.3 ASPECTOS GERAIS E ECONÔMICOS SOBRE OS RCD ............................ 35

2.3.1 COMPOSIÇÃO E ÍNDICES DE DESPERDÍCIOS NOS RCD .................................. 37

2.3.1.1 AS PERDAS DE MATERIAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL ..................................... 37

2.3.1.2 COMPOSIÇÃO DO RCD ............................................................................................ 38

2.3.1.3 AS IMPUREZAS NOS RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO .......... 42

2.3.2 ASPECTOS ECONÔMICOS ......................................................................................... 46

2.3.3 ANÁLISE ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DO RCD COMO AGREGADO PARA

CONCRETO ................................................................................................................................ 56

2.3.3.1 CUSTOS DOS AGREGADOS DE ROCHA NATURAL ......................................... 56

2.3.3.2 CUSTOS DOS AGREGADOS DE RCD ................................................................... 57

2.4 AGREGADO RECICLADO DE RCD .............................................................. 59

2.4.1 A COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS RECICLADOS ...... 59

2.4.2 TEXTURA E FORMATO DAS PARTÍCULAS ............................................................. 61

2.4.3 MASSA ESPECÍFICA ..................................................................................................... 63

2.4.4 ABSORÇÃO DE ÁGUA .................................................................................................. 66

2.4.5 MATÉRIA ORGÂNICA E MATERIAIS PULVERULENTOS ..................................... 70

2.5 CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO ............................................. 71

2.5.1 DOSAGEM DE CONCRETOS COM AGREGADOS RECICLADOS ...................... 71

2.5.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO RECICLADO ..................................................... 72

2.5.2.1 MASSA ESPECÍFICA .................................................................................................. 72

2.5.2.2 TRABALHABILIDADE ................................................................................................. 73

2.5.2.3 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO ............................................................................ 76

2.5.3 USO DE ADITIVOS E ADIÇÕES NO CONCRETO RECICLADO ........................... 80

2.6 CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS (CAA) .................................................. 82

2.6.1 ENSAIOS DO CAA NO ESTADO FRESCO ............................................................... 83

8

2.6.2 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A DOSAGEM DO CAA ................................ 88

2.6.3 HISTÓRICO SOBRE DOSAGENS DO CAA .............................................................. 89

3 PROGRAMA EXPERIMENTAL ................................................................ 96

3.1 MATERIAIS .................................................................................................... 96

3.1.1 CIMENTO ......................................................................................................................... 96

3.1.2 AGREGADO MIÚDO ...................................................................................................... 96

3.1.3 AGREGADO GRAÚDO .................................................................................................. 97

3.1.4 FINOS .............................................................................................................................. 101

3.1.5 ADITIVOS ....................................................................................................................... 102

3.2 DOSAGEM DO CAA .................................................................................... 102

3.2.1 DETERMINAÇÃO DO ESQUELETO GRANULAR DOS AGREGADOS ............. 103

3.2.2 DOSAGENS PROPOSTAS PARA O CAA ................................................................ 106

4 RESULTADOS E ANÁLISES .................................................................. 111

4.1 RESULTADOS DO CAA NO ESTADO FRESCO ........................................ 111

4.2 RESULTADOS DO CAA NO ESTADO ENDURECIDO ............................... 113

4.3 ANÁLISE DOS RESULTADOS DO CAA NO ESTADO FRESCO ................ 116

4.3.1 VISCOSIDADE PLÁSTICA APARENTE SOB FLUXO LIVRE (t500) ...................... 116

4.3.2 ESPALHAMENTO (SLUMP FLOW) ........................................................................... 117

4.3.3 VISCOSIDADE PLÁSTICA APARENTE SOB FLUXO CONFINADO (Funil "V") 118

4.3.4 HABILIDADE PASSANTE SOB FLUXO CONFINADO (CAIXA "L") ..................... 119

4.4 ANÁLISE DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CAA (FC) ................... 120

5. CONCLUSÕES .......................................................................................... 124

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 126

7. APÊNDICE .................................................................................................. 140

7.1 MEDIDAS OBTIDAS PARA O CÁLCULO DO ÍNDICE DE FORMA DO

AGREGADO RECICLADO .................................................................................. 140

7.2 RELATÓRIOS DE SAÍDA DO PAVITEST (COMPRESSÃO DOS CP) ........ 146

9

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

FIG. 1.1 - Vista superior do Elevado da Perimetral.

FIG. 1.2 - Vista panorâmica do Elevado da Perimetral.

FIG. 1.3 - Estrutura de sustentação da Av. Perimetral.

FIG. 2.1 - Hierarquia da disposição de RCD (PENG et al. 1997).

FIG. 2.2 – Paredões expostos e áreas devastadas. Morro da Colina, São Paulo/SP.

FIG. 2.3 - Detonação em pedreira no Rio de Janeiro, causando poeira, vibrações e

ruídos.

FIG. 2.4 – Beneficiamento e poeira.

FIG. 2.5 - Desmoronamento do talude no topo da cava final de uma pedreira da

RMRJ. (OLIVEIRA, 1996).

FIG. 2.6 - Composição média dos RCD da cidade de Petrolina/PE em 2008.

FIG. 2.7 - Composição do RCD da cidade de Salvador/BA.

FIG. 2.8 - Composição média dos RCD da Cidade de Hong Kong, China.


FIG. 2.10 - Deposições irregulares em municípios brasileiros.

FIG. 2.12 Ensaio do cone de Abrams.

FIG. 2.13 - O Cone de Abrams.

FIG. 2.14 - Habilidade passante (método do Anel J).

FIG. 2.15 - Caixa "L" utilizada para determinação da habilidade passante do CAA.

FIG. 2.16 - Medidas do funil V.

FIG. 2.17 - Execução do ensaio no funil V.

FIG. 2.18 - Resistência à compressão de CAA com agregado graúdo reciclado.

FIG. 3.1 - Curva granulométrica do agregado graúdo reciclado.

10

FIG. 3.2 - Segregação de materiais e fase líquida visíveis no CAA de referência

inicial.

FIG. 4.1 - Espalhamento, Habilidade passante e Escoamento no CAA Ref.

FIG. 4.2 - Espalhamento, Habilidade passante e Escoamento no CAA 10% de RCD.





FIG. 4.7 - Aspecto pós-ruptura do CP-02 do CAA Ref (28 dias).

FIG. 4.8 - Aspecto pós-ruptura do CP-02 do CAA 10% (28 dias).





FIG. 4.13 - Marcação dos pontos para utilização do esclerômetro em cada CP.

FIG. 4.14 - Utilização do esclerômetro na superfície do CAA.

FIG. 4.15 - Resultados do ensaio t500 no CAA fresco, com classificação.

FIG. 4.16 - Resultados do ensaio de espalhamento nos CAA, com classificação.

FIG. 4.17 - Resultados do ensaio do Funil "V" no CAA fresco, com classificação.

FIG. 4.18 - Resultados do ensaio da caixa "L" no CAA fresco, com classificação.

FIG. 4.19 - Gráfico do fc (MPa) dos CAA ensaiados em função da idade (dias).

FIG. 4.20 - Resistência do CAA aos 28 dias para os diversos teores de RCD.

FIG. 4.21 - Custo Unitário para diferentes teores de RCD.

11

LISTA DE TABELAS

TAB. 2.1 - Classificação dos RCC.

TAB. 2.2 - Destinação final dos RCC, conforme CONAMA.

TAB. 2.3 - A geração de resíduos em algumas cidades brasileiras.

TAB. 2.4 - Quadro-resumo dos impactos ambientais por etapa de produção.

TAB. 2.5 - Perdas percentuais na construção em algumas cidades.

TAB. 2.6 - Composição dos RCD de diversas cidades brasileiras.

TAB. 2.7 - Componentes do resíduo de construção e suas fontes geradoras.

TAB 2.8 - Composição de RCD de países diversos.

TAB. 2.9 - Municípios com programa de gerenciamento de resíduos

TAB. 2.10 - Custos dos agregados naturais e reciclados em Belém/PA.

TAB. 2.11 - Custos usuais quando não há gerenciamento e reciclagem dos resíduos.

TAB. 2.12 - Custos estimados para reciclagem interna em canteiros de obras.

TAB. 2.13 - Composição do RCD de diversas cidades brasileiras.

TAB. 2.14 - Porcentagem de RCD na massa total de RSU de diversas localidades.

TAB. 2.15 - Composição do RCD para alguns municípios brasileiros.

TAB. 2.16 - Preço médio da brita beneficiada.

TAB. 2.17 - Preço médio por metro cúbico dos agregados no SINAPI.

TAB. 2.18 - Custos de britagem.

TAB. 2.19 - Massa específica de agregados de concreto.

TAB. 2.20 - Massa específica de agregados reciclados.

TAB. 2.21 - Massa unitária de agregados reciclados de composição mista.

TAB. 2.22 - Taxas de absorção de agregados reciclados em função do tipo de

componente e da granulometria.

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TAB. 2.23 - Taxas de absorção de agregados reciclados de concreto em função da

sua granulometria.

TAB. 2.24 - Trabalhabilidade das misturas de concreto medidas pelo abatimento do

tronco de cone.

TAB. 2.25 - Classe de espalhamento no Método do cone de Abrams.

TAB. 2.26 - Classe de viscosidade plástica aparente.

TAB. 2.27 - Classes de habilidade passante no anel J.

TAB. 2.28 - Classes de habilidade passante pelo método da caixa L.

TAB. 2.29 - Classes de viscosidade e aplicações.

TAB. 2.30 - Traços utilizados no fim dos anos 70.

TAB. 2.31 - Composição do CAA utilizado em Chamarande, França.

TAB. 2.32 - Composição do CAA usado em Bretonneau, França.

TAB. 2.33 - Composição do CAA usado em Norrkoping, Suécia.

TAB. 2.34 - Traço do CAA utilizado em Oresund.

TAB. 2.35 - Composição do CAA usado na estrutura "iglu".

TAB. 2.36 - Composição do CAA utilizado na autoestrada A46 em Lyon, França.

TAB. 2.37 - Composição do CAA utilizado em Vierzon, França.

TAB. 2.38 - Composição do CAA utilizado na ponte de Motala, Suécia.

TAB. 2.39 - Composição do CAA utilizado na ponte de Arboga, Suécia.

TAB. 2.40 -Dados compilados das composições de CAA de obras diversas (parte 1).

TAB. 2.41 -Dados compilados das composições de CAA de obras diversas (parte 2).

TAB. 3.1 - Distribuição granulométrica da amostra de RCD do experimento.

TAB. 3.2 - Distribuição granulométrica do agregado graúdo reciclado.

TAB. 3.3 - Ensaios de massa específica e absorção nos agregados graúdos.

TAB. 3.4 - Resultados dos ensaios de resistência ao esmagamento.

TAB. 3.5 - Resultados do ensaio de Abrasão "Los Angeles".

13

TAB. 3.6 - Massa específica dos grãos dos agregados.

TAB. 3.7 - Determinação da proporção ótima entre os materiais A e B.

TAB. 3.8 - Determinação da proporção ótima entre a mistura AB e o material C.

TAB. 3.9 - Determinação da proporção ótima entre a mistura ABC e o material D.

TAB. 3.10 - Determinação da proporção ótima entre a mistura ABCD e o material E

TAB. 3.11 - Proporção ótima entre os agregados (esqueleto granular)

TAB. 3.12 - Teores de substituição em peso dos agregados reciclados.

TAB. 3.13 - Massa total de CAA para cada dosagem.

TAB. 3.14 - Composição do CAA de referência inicial por m3 de concreto.

TAB. 3.15 - Quantidades de agregados no CAA de referência inicial, por m3 de CAA.

TAB. 3.16 - Resultados dos ensaios no traço inicial do CAA de referência inicial.

TAB. 3.17 - Dosagem ajustada para a composição do CAA de referência final para

1m3 de concreto.

TAB. 3.18 - Resultados dos ensaios no traço ajustado do CAA de referência.

TAB. 3.19 - Composições dos CAA utilizados no presente trabalho.

TAB. 4.1 - Resultados dos ensaios nos CAA fresco.

TAB. 4.2 - Resultados dos ensaios de compressão axial nos CAA.

TAB. 4.3 - Resistência média à compressão dos CAA por idade de rompimento.

TAB. 4.4 - Custos unitários dos materiais empregados no CAA.

TAB. 4.5 - Custos unitários dos traços de CAA com teor de RCD.

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LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ATT Área de Transbordo e Triagem

BCSJ Bulletin of the Chemical Society of Japan

CAA Concreto Auto Adensável

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

CP Corpo de Prova

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

ENBRI European Network of Building Research Institutes

FINEP Financiadora de Estudos e Projetos

IF Índice de Forma

IME Instituto Militar de Engenharia

NAHB National Association of Home Builders

NBR Norma Brasileira

RCC Resíduos da Construção Civil

RCD Resíduo de Construção e Demolição

REF Referência

RSU Resíduo Sólido Urbano

SINAPI Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil

SLU Superintendência de Limpeza Urbana

VMA Viscosity Modifier Additive (Aditivo Modificador de Viscosidade)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Departamento_Nacional_de_Infraestrutura_de_Transportes

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RESUMO

Este trabalho visou o estudo de viabilidade e aplicação, em concretos auto adensáveis (CAA), dos resíduos de demolição provenientes do Elevado da Perimetral, um viaduto localizado na zona portuária da cidade do Rio de Janeiro/RJ demolido no biênio 2014/2015. Para tal, foram reunidos dados da literatura sobre estudos que tratam do uso de agregados reciclados oriundos de resíduos de construção e demolição (RCD) em várias cidades de diferentes países. Após a análise destes dados e a caracterização dos resíduos de demolição do Elevado da Perimetral, foram realizadas dosagens preliminares para a confecção de um concreto auto-adensável de resistência convencional. Em seguida, elaborou-se um programa experimental para investigar a influência destes agregados reciclados na trabalhabilidade e na resistência à compressão do CAA. O parâmetro variado foi o teor em peso de agregado reciclado em substituição ao agregado de rocha natural (0%, 10%, 20%, 30%, 40% e 50%). Os agregados de RCD não sofreram tipo algum de beneficiamento neste estudo, isto é, lavagem ou saturação, antes da realização da concretagem. Os resultados mostram que a trabalhabilidade do concreto, em termos de viscosidade e habilidade passante, é prejudicada com o aumento do teor em peso de agregado reciclado em substituição ao agregado de rocha natural. O teor ótimo de substituição do agregado de rocha natural foi de 30% para a dosagem de CAA, pois levou ao aumento de resistência em comparação ao concreto sem agregado reciclado. Ao término dos experimentos, concluiu-se que houve viabilidade técnica e econômica no uso do agregado oriundo da demolição da Av. Perimetral, sem beneficiamento, em substituição ao agregado de rocha natural na confecção de CAA.

Palavras-chave: Concreto Auto Adensável; Resíduo de Construção e Demolição; Trabalhabilidade; Resistência à Compressão; Viabilidade

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RESUME

This study aimed at the feasibility study and the implementation, in self compacting concrete (SCC), demolition residue from the Elevado da Perimetral, a viaduct located in the port area of the city of Rio de Janeiro / RJ demolished in the biennium 2014/2015. To do this, were collected literature data about studies dealing with the use of recycled aggregates derived from construction and demolition residue (CDR) in various cities of different countries. After analyzing these data and characterization of residues from demolition of the Elevado da Perimetral, were realized preliminary measurements for making a self-compacting concrete of conventional resistance. Then developed an experimental program to investigate the influence of these recycled aggregates in the workability and compressive strength of SCC. The varied parameter was the content of recycled aggregate weight instead of natural rock aggregate (0%, 10%, 20%, 30%, 40% and 50%). The CDR aggregates did not suffer any kind of improvement in this study, that is, washing or saturation, prior to the concrete. The results show that the workability of the concrete in terms of viscosity and passing ability is impaired with increasing content of recycled aggregate weight of replacing the aggregation of natural rock. The optimum content of replacement of natural rock aggregate was 30% for the SCC dosing therefore led to increased resistance compared to the concrete without recycled added. At the end of the experiments, it was concluded that there were technical and economic feasibility in the use of the aggregate arising from the demolition of Av. Perimetral, unprocessed, replacing the natural rock aggregate in the production of SCC. Keywords: Self compacting concrete; Construction and Demolition Residue; Workability; Compressive Strength; Viability

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1. INTRODUÇÃO

A construção civil é considerada a maior geradora de resíduos sólidos urbanos.

Segundo JOHN (2000), a falta ou ineficiência de políticas adequadas visando o

gerenciamento destes resíduos ocasionam impedimentos em ruas, obstruções de

córregos, afetam o meio ambiente e ocasionam enchentes, proliferam doenças,

entre outros.

Uma grande alternativa que contribui para a preservação do meio ambiente é a

reciclagem de grande parte dos resíduos de construção e demolição (RCD), pois

esta é uma ferramenta importante para o aumento da sustentabilidade da

construção civil, favorecendo a diminuição na extração de matérias primas, e

tornando um ambiente urbano mais saudável, gerando benefícios para toda a

sociedade.

A busca de materiais alternativos visando a redução de custos, agilidade na

execução de obras, aumento da durabilidade de estruturas e melhoria das

características dos produtos finais, aliada à necessidade de redução na extração de

matéria prima natural, levam a indústria da construção civil a empregar cada vez

mais os resíduos de construção e demolição em novos empreendimentos, reduzindo

também os problemas com estocagem de materiais.(PRIGOL, 2010).

Apesar de a reciclagem dos resíduos de construção e demolição favorecer a

redução na extração de recursos minerais, o reaproveitamento da fração mineral dos

RCD ainda é pouco utilizada no Brasil (MIRANDA; ÂNGULO; CARELI, 2009).

Segundo MÜLLER (2003), mesmo na Europa, onde os índices de reciclagem

superam 70% de reaproveitamento, a maior parte dessa fração acaba sendo

lançada em nivelamento de terrenos e sub-bases das estradas, ou seja, raramente

retorna ao mercado como agregados para concretos e argamassas em aplicações

mais nobres. Assim, a reciclagem ainda representa um grande desafio para o Brasil

e para o resto do mundo pois, na prática, não reduz a extração de recursos minerais

e tampouco contribui para a sustentabilidade na construção civil (JOHN, 2007).

No Brasil, há um grande desperdício de materiais que, segundo pesquisas,

geram um volume de entulho que chega ao dobro do volume de resíduos sólidos

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urbanos e representam custos elevados de desperdício de matéria prima, bem como

gastos elevados com remoção e transporte dos RCD.

Segundo MOLIN (2004), a reciclagem dos RCD não ocorre de forma a

proporcionar maiores benefícios, devido ao fato de que ainda não ultrapassa o

âmbito técnico-científico.

Um dos principais limitantes para a reciclagem dos resíduos de construção como

agregados para concreto é o fato de que as suas propriedades não são conhecidas

com exatidão, o que não ocorre com os agregados de rocha natural. Assim, o

concreto dosado com agregados reciclados apresenta variabilidades nas suas

propriedades, o que prejudica a confiabilidade do produto final. (TENÓRIO, 2007).

Várias pesquisas sobre a utilização de RCD têm sido desenvolvidas com

enfoque no comportamento de concretos com agregados de RCD (CAMARGO,

1995; LEVY, 1997; ZORDAN, 1997; NOGUEIRA, 2013; MEDEIROS, 2014).

Sabendo que uma das maiores obras de demolição recentes no Brasil foi a do

Elevado da Perimetral, na zona portuária da Cidade do Rio de Janeiro/RJ, e dentro

do cenário favorável que representa o reaproveitamento desse material RCD, este

trabalho tem por objetivo principal investigar o uso dos materiais provenientes desta

demolição em concreto auto-adensável (CAA) de resistência convencional para uso

estrutural, tendo em vista o elevado montante de resíduos gerado a partir desta

demolição.

A Via Elevada da Perimetral, ou Elevado da Perimetral, foi uma via elevada, em

4 faixas, 5,5 km de extensão, feita de concreto armado e vigas de aço que ligava a

zona sul da Cidade do Rio de Janeiro à Avenida Brasil e ao acesso à Ponte Rio-

Niterói, passando sobre a Avenida Rodrigues Alves, na zona portuária. Esta obra de

arte da engenharia possuía 55 anos de uso, tendo sido iniciada a sua construção em

1950, mas somente no ano de 1960 ocorreu a inauguração e liberação do primeiro

trecho para o tráfego.

19

FIG. 1.1 - Vista superior do Elevado da Perimetral.

FIG. 1.2 - Vista panorâmica do Elevado da Perimetral.

FIG. 1.3 - Estrutura de sustentação da Av. Perimetral.

Os agregados de RCD provenientes desta obra possuem características

peculiares, pois não contêm material cerâmico e outros materiais de baixa qualidade

20

que limitam a reutilização dos resíduos em concretos estruturais. A sua composição

é basicamente de concreto e aço.

Com o intuito de contribuir para esta área de conhecimento e de aumentar os

dados experimentais disponíveis, o presente trabalho apresenta um estudo do

comportamento de um CAA com agregado reciclado de concreto em termos de sua

trabalhabilidade e resistência à compressão. Além disto, foi feita uma análise da

viabilidade técnica-econômica-ambiental do uso deste agregado em CAA.

No presente estudo, foi escolhido o concreto auto-adensável devido à sua

grande utilização na confecção de obras-de-arte destinadas à infraestrutura de

transportes rodoviário e ferroviário.

No capítulo 2 será feita uma revisão bibliográfica dos trabalhos já desenvolvidos

nas áreas de gerenciamento de resíduos de construção e demolição, concretos

auto-adensáveis e concretos reciclados.

O capítulo 3 foi destinado ao programa experimental, contendo a caracterização

dos materiais, as composições dos CAA estudados e as metodologias utilizadas em

todos os ensaios propostos.

No capítulo 4 serão mostrados os resultados dos ensaios, as análises

econômicas e as discussões envolvendo os dados encontrados pela revisão

bibliográfica e os resultados obtidos nos ensaios.

As conclusões serão expostas no capítulo 5.

21

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Este capítulo destina-se à revisão bibliográfica sobre as normas técnicas

referentes ao manuseio e descarte de RCD, impactos ambientais, características

gerais dos materiais provenientes de demolição de estruturas de concreto, aspectos

econômicos, impactos ambientais, características físicas, concretos com agregados

de RCD e histórico sobre os CAA.

2.1 NORMAS E LEGISLAÇÕES SOBRE RCD E MEIO AMBIENTE

De acordo com as Resoluções nº 307, de 5 de julho de 2002, e nº 448, de 18 de

janeiro de 2012, ambas do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA),

denominam-se Resíduos da Construção Civil (RCC) aqueles:

"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".

Após o beneficiamento dos RCC, que é o ato de submetê-los a "operações e/ou

processos que tenham por objetivo dotá-los de condições que permitam que sejam

utilizados como matéria-prima ou produto", geram-se agregados reciclados. Estes

agregados reciclados devem apresentar características técnicas para serem

aplicados em obras.

Ainda, conforme a resolução CONAMA nº 307 (2002), os Resíduos da

Construção Civil (RCC) são classificados conforme a TAB. 2.1,

22

TAB. 2.1 - Classificação dos RCC.

Classe Descrição Materiais

A Resíduos reutilizáveis ou

recicláveis como agregados

Resíduos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem.

Componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto.

Resíduos de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios etc.) produzidas nos canteiros de obras.

B Resíduos recicláveis para

outras destinações Plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e gesso.

C

Resíduos que não permitam a reciclagem/recuperação, por

não ser economicamente viável

Produtos não recicláveis sob o ponto de vista técnico e/ou econômico.

D Resíduos perigosos oriundos do processo de construção

Tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros, bem como telhas e demais objetos e materiais que contenham amianto ou outros produtos nocivos à saúde

Res CONAMA nº 307, de 5 de julho de 2002, Art 3º.

Os geradores de resíduos, pessoas responsáveis por atividades que geram

resíduos, devem ter por principal objetivo não geração destes rejeitos. Em caso

contrário, os mesmos deverão reduzir ou reutilizar/reciclar tais resíduos. Em caso de

impossibilidade do reaproveitamento, deverá ser dado o tratamento adequado e a

posterior disposição final adequada, conforme as exigências ambientais.

Seguindo essa mesma visão ambiental, é proibida a disposição desses resíduos

nos seguintes locais: em aterros de resíduos sólidos urbanos, em áreas de bota fora,

em encostas, corpos d'água, lotes vagos e em locais protegidos por lei (CONAMA,

2002).

Ainda de acordo com a resolução CONAMA (2002), as deposições dos RCC

devem ser feitas apenas em locais cadastrados, licenciados e aptos para o

recebimento, triagem e armazenamento temporário de pequenos volumes, tornando

possível a posterior destinação às áreas de beneficiamento.

Conforme a classe do resíduo, o mesmo deverá ser destinado conforme a TAB.

2.2.

23

TAB. 2.2 - Destinação final dos RCC, conforme CONAMA.

Classe Destinação final

A deverão ser reutilizados ou reciclados na forma de agregados ou encaminhados a aterro de resíduos classe A de reservação de material para usos futuros

B deverão ser reutilizados, reciclados ou encaminhados a áreas de armazenamento temporário, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura

C deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas especificas.

D deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas.

Res CONAMA nº 307, de 5 de julho de 2002.

As normas ABNT NBR 15112 (2004), ABNT NBR 15113 (2004) e ABNT NBR

15114 (2004) tratam sobre o projeto, implantação, operação e disposição correta no

meio ambiente dos RCC sólidos da construção.

2.2 IMPACTOS AMBIENTAIS GERADOS PELOS RCD

A indústria da construção se utiliza de técnicas e materiais que mudaram ao

longo do tempo. O concreto, ainda que produzido com os mesmos materiais de anos

atrás (água, cimento e agregados) hoje contém diferentes produtos químicos

(aditivo) ou produtos minerais (adições) que podem gerar alguns efeitos nocivos ao

ambiente. A preocupação com o meio ambiente tem levado todas as indústrias a

repensar métodos e técnicas.

Neste contexto, o termo "sustentabilidade" vem para definir as ações realizadas

pelo homem objetivando suprir suas necessidades, garantindo os recursos utilizados

para tal sejam mantidos para as gerações futuras e sem agredir o meio ambiente.

(AGOPYAN e JOHN, 2011)

O uso de materiais reciclados na composição do concreto pode ser uma

excelente opção para a preservação dos recursos naturais envolvidos neste

processo, além de reduzir o lançamento dos RCD em áreas de deposição de

resíduos (GOLDSTEIN, 1995).

A construção tem, a cada dia mais, a necessidade de ser sustentável e atentar

para o conceito de “cadeia de gerenciamento integrada”, considerando assim o ciclo

de vida de um produto, ou material, garantindo que apenas uma pequena

quantidade de matéria-prima venha a ser descartada e garantindo, também, que a

24

reutilização e a reciclagem sejam maximizadas (PIETERSEN et al. 1998). Contudo,

vários estudos já apontam a dificuldade em se concluir satisfatoriamente o ciclo de

vida dos diversos componentes dos RCC.

Segundo KIBERT et al. (2000), isso se deve ao fato de que a grande maioria das

edificações e seus materiais componentes não são projetados para, posteriormente,

serem desmontados. Muitos destes materiais da construção civil apresentam grande

dificuldade de reciclagem, é o caso de madeiras laminadas, perfis plásticos

extrudados, entre outros.

A FIG. 2.1 traz a hierarquia na disposição dos RCD, o que permite avaliar o

grau de impacto ambiental causado pela disposição destes resíduos.

Dentro deste modelo hierárquico, nota-se que a redução, ou não geração,

destes resíduos apresenta-se como a melhor alternativa para redução dos impactos

ambientais., além de ser, do ponto de vista econômico, a melhor alternativa.

A reutilização de materiais, ou seja, a movimentação destes de uma aplicação

para outra, se mostra como um ótimo recurso na redução dos impactos, pois reduz a

quantidade de processamento do material e, consequentemente, gerando menores

gastos de energia.

Na sequência vem a reciclagem dos resíduos em novos produtos.

Como opções menos favoráveis encontram-se a compostagem, que se resume

na transformação da matéria orgânica em adubo de solo, a incineração, que permite

a extração de energia dos materiais e, finalmente, o lançamento em aterros (PENG

et al. 1997).

Como os resíduos gerados nas fases de construção e demolição geram entulhos

que necessitam de algum beneficiamento para serem reaproveitados, uma boa

solução para destino dos RCD acaba sendo a reciclagem, diminuindo assim a

quantidade de resíduos despejados no meio ambiente (RIUL, 2010).

No caso dos resíduos de demolição de concreto, o uso como agregados

reciclados permite a melhor utilização, constituindo a forma mais sustentável e

econômica para fechar ciclo de vida deste tipo de material (BARRA, 1996).

25

FIG. 2.1 - Hierarquia da disposição de RCD (PENG et al. 1997).

2.2.1 O CONSUMO DE RECURSOS NATURAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Alguns dados bastante relevantes foram levantados para dimensionar os

problemas gerados pela atividade da construção civil ao meio ambiente. Este setor

é responsabilizado, por exemplo, por cerca de 14% a 50% de todos os recursos

naturais extraídos todo ano no planeta (SJÖSTRÖM, 2000).

Segundo ANGULO et al. (2002), o consumo destes materiais no Brasil é de

cerca de 380 milhões de toneladas por ano.

Além dos recursos naturais minerados, é preciso mencionar a emissão de poeira

e gases tóxicos, especialmente na produção do cimento (JOHN,1997, PENTALLA,

1997). Apesar deste produto consumir uma menor quantidade de energia se

comparado à produção do aço, ou mesmo do plástico, para a sua produção utiliza-

se o cimento, e a manufatura deste material representa um dos maiores

consumidores de energia. Ainda, de acordo com o autor, são utilizados de 11% a

15% em peso de cimento em uma composição de concreto convencional.

SJÖSTRÖM (2000) mostrou que o setor da construção civil na Comunidade

Européia consome quase 40% do total de energia gerada e, ainda, é responsável

por cerca de 30% do total de emissão de CO2 na atmosfera.

De acordo JOHN (1997), o European Network of Building Research Institutes

(ENBRI) publicou que cerca de 4,5% do consumo total de energia na Europa é gasto

na construção civil e que 84% de todo este consumo ocorre na fase de produção de

materiais. O autor estima ainda que, no Brasil, o setor de construção civil consome

aproximadamente de 210 milhões de toneladas/ano de agregados de rocha natural

para a produção de argamassas e concretos.

26

2.2.2 A GERAÇÃO DE RCD E OS IMPACTOS AMBIENTAIS

Quando se fala em impactos ambientais causados pelo setor da construção civil,

a geração de resíduos sólidos é um ponto de extrema relevância, pois a geração de

RCD pode ser até duas vezes maior que os resíduos sólidos urbanos (RSU) gerados

(JOHN,1997).

Os números que envolvem a geração de resíduos da construção civil são muito

assustadores e precisam servir de alerta para que sejam tomadas medidas urgentes

para frear o agravamento deste problema. Estão listados, a seguir, alguns índices

internacionais publicados:

• Estima-se que, anualmente, são gerados 2 a 3 bilhões de toneladas de RCD

em todo o mundo (TORRING, 1998; LAURITZEN, 1998).

• A Comunidade Europeia gera 480 milhões de toneladas de resíduos sólidos

inertes por ano e, deste total, cerca de 180 milhões são de resíduos de

construção e demolição com elevado potencial de reaproveitamento. Isso

equivale a aproximadamente 0,5 toneladas/habitante.ano apenas de RCD.

Atualmente, quase 50 milhões de toneladas de RCD são reaproveitados. Este

valor corresponde a 28% do total de RCD gerado. O resíduo restante é

incinerado e lançado em aterros (DORSTHORST e HENDRIKS, 2000).

• Nos Estados Unidos, para cada metro quadrado de área construída, são

gerados cerca de 20kg a 30kg de RCD. A produção anual de RCD é de cerca

de 31,5 milhões de toneladas, equivalente a cerca de 25% de todo RSU

produzido (PENG et al. 1997).

• Em 1991, na Alemanha, os valores de geração de RCD chegaram a 32,6

milhões de toneladas (BOSSINK e BROUWERS, 1996). Apenas na parte leste

da Alemanha, com aproximadamente 2,5 milhões de habitantes, são gerados

por ano 3 milhões de toneladas de RCD (MÜELLER e WINKLER, 1998).

• Na Holanda, em 1996, foram gerados cerca de 15 milhões de toneladas de

RCD, equivalendo a 1 tonelada/habitante/ano (PIETERSEN et al. 1998; LOO,

1998; VAN DER WEGEN e HAVERKORT, 1998; HENDRIKS et al. 1998).

27

• Na França, todo ano, são gerados aproximadamente 25 milhões de toneladas

de resíduo de demolição (QUEBAUD et al. 1996) o que corresponde a 50 % de

todo RSU gerado no país (QUEBAUD e BUYLE-BODIN, 1999).

• Em 1992, no Japão, foram produzidos 86 milhões de toneladas de RCD

(UCHIKAWA e HANEHARA, citados por BAZUCO, 1999). A geração dos

resíduos de concreto passaram de 25 milhões de toneladas, no ano de 1992,

para 71 milhões de toneladas, no ano de 1995 (BANTHIA E CHAN, 2000).

• Somente a cidade de Hong Kong, no ano de 2004, 22 milhões de toneladas de

RCD foram gerados. (POON, 2007).

• Na Finlândia, mais de 0,11 tonelada/habitante de RCD são gerados por ano e

todo este resíduo é depositado em aterros (PENTALLA, 1997).

• Na Suécia, 1,5 milhões de toneladas de resíduos de demolição são gerados

por ano, estes resíduos são constituídos principalmente de concretos e

materiais cerâmicos (KARLSSON, 1998, apud LEITE, 2001).

• A Itália gerou 15 milhões de toneladas de RCD no ano de 1997 (D’AMICO e

GARGANO, 1998).

• No Reino Unido, o setor da construção civil gera aproximadamente 109

milhões de toneladas de RCD a cada ano (DHIR et al., 2004a).

• Na Dinamarca, somente no ano de 1997, foram gerados 2,6 milhões de

toneladas de RCD, conforme a DANISH ENVIRONMENTAL PROTECTION

AGENCY (2000), apud GLAVIND e HAUGAARD (1998).

Os países que mais geram RCD são os desenvolvidos o em desenvolvimento,

pois estão em constante ampliação do seu ambiente construído, por isso tendem a

consumir uma maior quantidade de materiais de construção (JOHN, 1997).

Outra considerável fonte geradora de resíduos sólidos é a ocorrência dos

desastres naturais e das guerras. Em 1995, por exemplo, em Beirute, no Líbano, a

quantidade de resíduos sólidos espalhada por toda a cidade somava

aproximadamente 20 milhões de toneladas. Na Bósnia houve a geração de um

elevado volume de resíduos originados pela guerra. Em 1992, na Flórida, cerca de

100 mil residências foram totalmente destruídas pelo furacão Andrew (LAURITZEN,

1998). A devastadora tsunami, ocorrida em 26 de dezembro de 2004, destruiu quase

28

100.000 casa, gerando aproximadamente 300.000 toneladas de entulho, causando

um prejuízo de cerca de US$ 1,5 bilhões (WOLFE, 2005).

Os índices no Brasil não são menos alarmantes. ÂNGULO et al (2002),

mostraram que a geração de RCD nas cidades brasileiras chega a um total de 68,5

milhões de toneladas por ano. Em estudos apontados por PINTO (1999), para cada

metro quadrado de área construída, cerca de 150 kg de RCD são gerados. O autor

enfatiza, ainda, que o gerenciamento de resíduos no local da obra representa uma

ferramenta importante para que as empresas de construção civil assumam suas

responsabilidades com a destinação dos resíduo gerados no ambiente urbano.

A TAB. 2.3 traz os índices de geração de resíduos de algumas cidades

brasileiras.

TAB. 2.3 - A geração de resíduos em algumas cidades brasileiras.

Cidades População (milhões

de habitantes)

Geração de

Resíduo

(t/dia)

Resíduo/hab.

dia (kg)

São Paulo - SP 10,00 10866 1,08

Porto Alegre - RS 1,20 350 0,29

Salvador - BA 2,23 1700 0,77

Ribeirão Preto - SP 0,46 1043 2,26

São José do Rio Preto - SP 0,32 687 2,14

Jundiaí - SP 0,29 712 2,45

Santo André - SP 0,63 1013 1,60

Belo Horizonte - MG 2,01 1200 0,60

Vitória da Conquista - BA 0,24 310 1,29

São José dos Campos - SP 0,50 700 1,40

Guaratinguetá - SP 0,10 60 0,60

Taubaté - SP 0,23 230 1,00

Ubatuba - SP 0,06 49 0,82

Caçapava - SP 0,07 54 0,77

Pindamonhangaba - SP 0,12 66 0,55

Tremenbé - SP 0,03 9 0,27

Fontes: OLIVEIRA (2002) e LEITE (2001) apud OLIVEIRA; ASSIS; MATTOS (2004).

29

O fato de os RCD serem formados por materiais pesados e de grande volume os

torna foco para depósitos de outros tipos de resíduo, quando depositados

indiscriminadamente, e isto pode gerar contaminações devido à lixiviação ou

solubilização de substâncias nocivas, que vão para o solo, podendo chegar inclusive

nos lençóis freáticos. Além disso, os próprios resíduos de construção contêm, muitas

vezes, materiais de pintura, substâncias de tratamento de superfícies, amianto ou

metais pesados, que podem contaminar o solo (FEDERLE, 1997 apud PENG et al.

1997; TORRING, 1998; DORSTHORST e HENDRIKS, 2000). Por isso, ZORDAN

(2000) ressalta que os RCD podem ser classificados em quaisquer das classes

definidas pela ABNT NBR 10.004 (1997), dependendo da sua origem e dos

materiais constituintes.

2.2.3 IMPACTOS AMBIENTAIS LIGADOS À UTILIZAÇÃO DO RCD COMO

AGREGADO PARA CONCRETOS

A utilização de RCD como agregado para concreto proporciona redução na

utilização de rocha natural e, consequentemente, diminuição da exploração em

pedreiras, atenuando, assim, alguns dos impactos negativos causados por este tipo

de atividade.

Segundo MECHI (1999) as causas dos impactos negativos em áreas urbanas

relacionam-se principalmente a:

• falta de planejamento técnico dos processos de lavra e beneficiamento;

• inexistência de ferramentas (mecanismos) suficientes para o cumprimento da lei;

• escolha de técnica inadequada de mineração;

• fiscalização ineficiente da atividade pelos órgãos públicos;

• falta de conscientização dos mineradores e população.

Os principais impactos negativos relacionados à atividade de mineração são:

a) Poluição visual - A poluição visual é o primeiro efeito perceptível da

mineração ao meio ambiente (FIG. 2.2). Grandes crateras e lagos, paredões

expostos, grandes máquinas, equipamentos e áreas devastadas são produtos

30

da mineração em numerosos casos, impedindo sua posterior utilização. Nas

minas de maior porte, a recuperação da paisagem original é difícil ou

praticamente impossível. Porém, a degradação ambiental pode ser atenuada

ou até eliminada através da condução adequada das operações de lavra e de

um projeto de reabilitação, que leve em conta o destino futuro a ser dado à

área.

FIG. 2.2 – Paredões expostos e áreas devastadas. Morro da Colina, São Paulo/SP.

b) Ruídos e vibrações - O desmonte de material consolidado é geralmente

realizado através de explosivos, resultando, em consequência, ruídos e

vibrações quase sempre prejudiciais à tranquilidade pública. Tal questão é

agravada pela proximidade dos centros urbanos, visando à redução nos

custos de transporte, além do próprio crescimento urbano fazendo com que

as mesmas fossem gradualmente envolvidas pela urbanização. Nestes casos

o deslocamento de ar (air blast) causado por frequentes detonações e a

intensidade da onda de choque, que se propaga por toda a massa rochosa,

como mostra a FIG. 2.3, pode colocar em risco as construções situadas nas

vizinhanças, acrescido em menor escala pelos equipamentos, máquinas e

caminhões em todo o processo.

31

FIG. 2.3 - Detonação em pedreira no Rio de Janeiro, causando poeira, vibrações e

ruídos.

c) Poeira - A poeira tem origem nos trabalhos de perfuração da rocha e se torna

mais intensa nas etapas de desmonte, beneficiamento e transporte da

produção. Essa poeira apresenta uma fração muito fina, que fica muitas horas

em suspensão no ar, espalhando-se por extensas áreas. Esta poeira

suspensa pode causar inúmeros problemas respiratórios à população

atingida, além de alterações ambientais e estéticas. A FIG. 2.4 mostra as

instalações de beneficiamento (britagem, peneiramento, moagem e

embalagem), produtoras de quantidades muito grandes de poeira e de finos.

O despoeiramento das instalações de pedreiras e similares pode ser feito de

diversas maneiras, de acordo com cada caso.

FIG. 2.4 – Beneficiamento e poeira.

d) Erosão - A erosão é um processo que pode ocorrer tanto nas camadas

superficiais como nas mais profundas. Esta consiste na desagregação,

decomposição e transporte de partículas de solo ou rochas (GALETI,1979). A

erosão possui agentes causadores e consequências. Os agentes que

32

provocam o processo erosivo são: a chuva, o vento, o gelo, plantas e animais

(SALOMÃO e IWASA, 1995). Tais agentes podem atuar de forma conjunta ou

separadamente. Independente do agente, a erosão acontece em três fases,

que podem ou não ocorrer ao mesmo tempo. As três fases são:

desagregação, transporte e deposição (GALETI, 1979). A desagregação é

marcada pelo choque, pelo impacto do agente sobre a superfície do solo. No

caso da chuva, o impacto das gotas na superfície do solo causa uma

desagregação das partículas; quanto maior as gotas, mais partículas de solo

serão soltas. Assim como a intensidade da chuva interfere no grau de

desagregação das partículas de solo, o tipo de solo e a cobertura vegetal

também interferem nesse processo (GALETI, 1979). Na segunda fase,

acontece o transporte das partículas soltas. O tamanho da partícula, a

intensidade do agente, a topografia do terreno e a presença de vegetação são

fatores determinantes para a quantidade de material transportado. Com

relação ao tamanho das partículas, a interferência se dá na maneira como

elas são transportadas, isto porque as partículas finas, argila, são

transportadas em solução, enquanto o silte em suspensão. As partículas mais

grossas são empurradas ou roladas; neste movimento é gerado atrito entre as

partículas já desagregadas e a superfície do solo, o que provoca a

desagregação de novas partículas (GALETI, 1979). Por último, ocorre a

deposição ou assentamento, quando o agente perde sua força, o que pode

acontecer pela interrupção da ação do agente, ou pelo surgimento de um

obstáculo ao longo do caminho que o fluxo de transporte de material está

fazendo. São exemplos de obstáculos, áreas menos íngremes ou com mais

vegetação (GALETI, 1979). A erosão causa problemas e prejuízos tanto pela

retirada do material quanto pelo seu depósito. A retirada de material pode

desestabilizar taludes e encostas, como mostra a FIG. 2.5, provocando

desmoronamento trazendo risco à população. E a deposição pode causar

danos significativos ao sistema aquático assoreando os cursos de água

(SALOMÃO e IWASA, 1995).

33

FIG. 2.5 - Desmoronamento do talude no topo da cava final de uma pedreira da RMRJ. (OLIVEIRA, 1996).

e) Poluição das águas - A poluição das águas é causada pela desconstrução do

ambiente, tornando o solo livre, sendo este carregado pela água para os

canais de drenagem e corpos hídricos. Além disso, caso não haja um controle

ambiental adequado, podem ocorrer diversos tipos de poluição provenientes

do processo, como rejeitos sanitários e óleos das máquinas. O controle da

erosão tem que ser feito através de barragens para contenção e

sedimentação destas lamas. As barragens são muitas vezes os investimentos

mais caros em controle ambiental realizado pelas empresas de mineração,

tendo em vista que utilizam estruturas que dependem de obras físicas para

sua execução. Por outro lado, estas barragens servem também para

recirculação de água e podem não se consideradas investimentos exclusivos

de controle ambiental, podendo ser utilizadas, por exemplo, para o

reaproveitamento da água

f) danos estruturais nas residências no entorno da pedreira, no caso de áreas

urbanas, devido à intensa vibração proveniente das operações de desmonte

de rocha.

g) tráfego intenso de veículos pesados, carregados de minerais, causando uma

série de transtornos à comunidade, especialmente às mais próximas da área

de mineração, ocorrendo o aumento da poeira e a emissão de ruídos que

frequentemente deterioram as vias e elevam os níveis de ruído a que a

população está exposta;

34

Os impactos associados às etapas de produção de brita podem ser resumidos

em três momentos: as fases de limpeza do local de exploração, perfuração,

desmonte do maciço rochoso, desmonte secundário das rochas e carregamento dos

furos constituem o primeiro momento, a britagem primária e rebritagem, o segundo

momento, e a classificação final e expedição o terceiro, sendo esses: pesquisa e

lavra, tratamento e transporte. A TAB. 2.4 descreve os principais impactos negativos

e suas origens.

TAB. 2.4 - Quadro-resumo dos impactos ambientais por etapa de produção.

Bem mineral Estágios da Produção

Brita

Pesquisa e Lavra Tratamento Transporte

Vibração gerada pelo

desmonte da rocha

Ruídos, gases e poeiras

Ruídos gerados pelos

britadores e partículas em

suspensão no ar

Desmatamentos causando

erosão do solo

Geração de partículas

em suspensão

Escorregamentos

Aumento da turbidez das

águas e sólidos em

suspensão

Geração de partículas de

suspensão

Desgaste das vias de

acesso (da mina ao

consumidor final)

Assoreamento dos rios

Modificação da paisagem

Desvio e canalização de

drenagens

Destruição de habitats naturais e afugentamento da

fauna

Perda da biodiversidade do ambiente

Fonte: adaptado, MECHI, 1999.

As atividades de mineração são caracterizadas por apresentarem grande

capacidade de conturbar, danificar e, em certos casos, exaurir áreas de grande

extensão quase que por completo.

Neste cenário, a utilização dos resíduos de demolição como uma opção de

substituição da brita de rocha natural, possibilita uma redução importante, por menor

que seja, da exploração de pedreiras e rios, possibilitando, assim, uma redução dos

impactos ambientais negativos provocados por este tipo de empreendimento.

35

Alguns impactos, dentre os já citados, são mais evidentes na operação de uma

pedreira: a degradação da paisagem, a erosão e as poluições hídrica e aérea.

2.3 ASPECTOS GERAIS E ECONÔMICOS SOBRE OS RCD

ZORDAN (1997) definiu o resíduo de construção como sendo o "material

proveniente de atividades da construção civil, devido à construção de edificações,

reformas e reparos de residências individuais, edificações comerciais e outras

estruturas".

Os resíduos, de acordo com suas características físicas e químicas, devem ser

classificados do ponto de vista do risco ambiental, para que possam ter o destino

correto, bem como o seu manuseio adequado. No Brasil, a norma que trata da

classificação dos resíduos sólidos é a ABNT NBR 10004 (1987). Esta norma

classifica os resíduos de construção e demolição como resíduos da classe III –

inertes, tendo em vista o fato de que estes resíduos possuem componentes minerais

não poluentes e são praticamente inertes quimicamente (LEVY, 1997; TORRING,

1998, VAZ FILHO e CORDEIRO, 2000). Contudo, alguns estudos mostraram que

nem sempre isso é verdade absoluta. Em alguns casos, há a presença de materiais

considerados tóxicos e nocivos ao meio ambiente.

Além da destinação dos RCD, deve-se verificar a sua origem. No ciclo da

construção civil, o resíduo pode ter variadas fontes, conforme foram relacionados

por LEVY (1997):

• catástrofes naturais ou artificiais;

• demolição de estruturas ou pavimentos rodoviários de concretos ou de obras

que já atingiram a vida útil e se tornaram obsoletas;

• deficiências nos processos e sistemas construtivos.

Ainda, conforme se pode ver nas recicladoras existentes, a classificação pode

ser feita baseada no teor de impurezas existentes nos resíduos que são levados

para as usinas, ou com base no tipo de componente predominante no resíduo

(LIMA, 1999).

No trabalho feito por LIMA (1999), este propôs uma classificação para o RCD,

onde foram considerados os seguintes fatores: "os tipos diferentes de resíduo

disponíveis para a reciclagem; as especificações para os agregados reciclados em

36

seus usos atuais e potenciais; sistemas de classificação já disponíveis no Brasil e

exterior; condições de operação das centrais de reciclagem; experiências

estrangeiras onde a reciclagem já está implantada a mais tempo; e a necessidade

de consumir quantidades significativas de resíduos". Ainda propôs uma classificação

em seis tipos de resíduos de construção e demolição, descritas a seguir:

• Classe 1: Resíduo de concreto sem impurezas – material composto de

concreto estrutural, simples ou armado, com teores limitados de alvenaria,

argamassa e impurezas;

• Classe 2: Resíduo de alvenaria sem impurezas – material composto de

argamassas, alvenaria e concreto, com presença de outros inertes como areias,

pedras britadas, entre outros, com teores limitados de impurezas;

• Classe 3: Resíduo de alvenaria sem materiais cerâmicos e sem impurezas –

material composto de argamassa, concreto e alvenaria com baixo teor de materiais

cerâmicos, podendo conter outros materiais inertes como areia e pedra britada,

entre outros, com teores limitados de impurezas;

• Classe 4: Resíduo de alvenaria com presença de terra e vegetação – material

composto basicamente pelos mesmos materiais do resíduo classe 2, porém admite

a presença de determinada porcentagem em volume de terra ou terra misturada à

vegetação. Admite maior teor de impurezas;

• Classe 5: Resíduo composto por terra e vegetação – material composto

basicamente por terra e vegetação, com teores acima do admitido no resíduo de

classe 4. Admite presença de argamassa, alvenarias e concretos, e outros materiais

inertes, além de maior teor de impurezas que os anteriores;

• Classe 6: Resíduo com predominância de material asfáltico – material

composto basicamente de material asfáltico, limitando-se a presença de outras

impurezas como argamassas, alvenarias, terra, vegetação, gesso, vidros e outros.

Ressalta-se que em metade destas classes pode-se admitir uma maior ou menor

presença de impurezas, pois a cultura da reciclagem dos resíduos dentro da

indústria da construção ainda é pouco impregnada. Na medida em que a reciclagem

se alavanque e tenha incentivo do setor industrial, talvez se possa ter uma

classificação bem mais restritiva quanto à presença de impurezas.

37

2.3.1 COMPOSIÇÃO E ÍNDICES DE DESPERDÍCIOS NOS RCD

No estudo da composição dos RCD, devem ser considerados: a tipologia da

construção, as técnicas construtivas utilizadas, os materiais disponíveis na região e

os índices de perdas de materiais mais significativos.

2.3.1.1 AS PERDAS DE MATERIAIS NA CONSTRUÇÃO CIVIL

Dentre outros fatores, a ineficiência na gerência dos processos construtivos

causam grande parte das perdas na construção civil, principalmente devido à falta

de coordenação desde a fase inicial de implementação da obra até a fase final, bem

como na manutenção das instalações. Com a falta de padronização dos elementos

construtivos, falta de especificações técnicas, baixa qualidade no detalhamento dos

projetos, falta de gestão na aquisição, transporte, estocagem e manuseio dos

materiais, estes últimos acabam se traduzindo em perdas que geram custos extras e

afetam inclusive o meio ambiente (SOIBELMAN, 1993; FORMOSO et al. 1993;

FORMOSO et al. 1998; GRIGOLI, 2000).

Apesar desses custos extras com desperdícios serem levados em consideração

na fase de projeto, estudos têm demonstrado que os índices reais estão bem acima

dos índices lançados nos custos dos empreendimentos no setor da construção civil,

conforme já demonstrado por SOIBELMAN (1993) e FORMOSO et al. (1993 e

1998).

Outros estudos concluíram que grande parte das perdas relacionadas aos RCD

podem ser previstas com maior exatidão, reduzidas e até mesmo evitadas, caso se

aplique uma política de administração e controle de materiais, de forma que o

manuseio e a estocagem destes possibilitem a identificação e o controle das perdas

durante a construção. (SOIBELMAN, 1993; FORMOSO et al. 1993 e 1998).

Conforme levantado por FORMOSO et al. (1993), esses custos extras

relacionados às perdas são repassados diretamente ao consumidor final. Isto

provoca um acréscimo de cerca de 8% no custo final da obra. Apesar deste valor ser

considerado bastante significante, pode-se verificar que este percentual já foi bem

mais elevado. Em estudo realizado por PINTO (1990), foi verificado que, na década

de 80, os desperdícios de materiais na fase construtiva ficavam entre 50% e 70%.

38

Cabe ressaltar que a distribuição de perdas de materiais na construção civil está

ligada diretamente à geração de resíduos. A composição deste resíduo também

reflete a quantidades dos insumos com os mais elevados índices de desperdício no

setor.

A TAB. 2.5 mostra os índices mais usuais de perdas de materiais em alguns

países nos final dos anos 90. Analisando-se os resultados, nota-se que já naquela

época os índices de perdas de materiais eram bastante diferentes entre diferentes

países, inclusive em diferentes épocas de uma mesma cidade. Segundo CARNEIRO

et al. (2000), a quantidade e a composição dos RCD depende muito das matérias

primas disponíveis, além das técnicas e métodos utilizados no processo construtivo,

da qualificação da mão de obra utilizada, ou das técnicas construtivas empregadas.

TAB. 2.5 - Perdas percentuais na construção em algumas cidades.

Materiais Projeto

FINEP-BR1

Projeto

FINEP-

RS1

Soibelman

RS-BR2

Pinto

SP-BR3

Skoyles

UK3

Hong

Kong4

Perdas

usuais

Areia 44 28 46 39 - 15

Argamassa 116 - 91 101 5 15 15

Cimento 56 77 84 33 - 15

Concreto 9 9,7 13 1 2 11 5

Aço 10 13 19 26 5 - 20

Blocos e

Tijolos 13 25

Bloco: 28

Tijolo: 27 13

8

12 11 10

Tubos 15 46 - - - - -

Placas

Cerâmicas 14 11 - - - - -

Revest.

Têxtil 14 14 - - - - -

Fontes: (1) FORMOSA (1998); (2) SOIBELMAN (1993); (3) PINTO (1997); (4) BOSSINK e BROWERS (1996).

2.3.1.2 COMPOSIÇÃO DO RCD

A composição dos resíduos de construção depende intimamente da sua fonte

geradora, bem como da época na qual foi colhida a amostra analisada. O setor da

construção desenvolve diversas atividades geradoras de resíduos no canteiro de

obras, por isso a composição destes pode ter uma diversidade tão grande de

materiais. Além disso, uma edificação normalmente é composta por uma grande

39

variedade de componentes de materiais diversificados e, quando ocorre a

demolição, estas características ficam evidenciadas na composição do RCD gerado.

Todos estes fatores conferem ao material a ser reciclado uma composição

altamente heterogênea, o que dificulta a sua separação total (LEVY, 1997).

ZORDAN (2000) ressalta, também, que o RCD é um dos resíduos industriais mais

heterogêneos de todos e, ainda, que a composição química destes estará sempre

relacionada aos materiais que o compõem.

Ao analisar a composição do RCD na cidade de Petrolina, em Pernambuco,

SANTOS (2008) verificou a seguinte composição dos resíduos, conforme a FIG. 2.6.

FIG. 2.6 - Composição média dos RCD da cidade de Petrolina/PE em 2008.

Em pesquisa realizada por CABRAL (2007), foram reunidos dados sobre a

composição do RCD de diversas cidades brasileiras, levantados por autores

diversos. Estes dados encontram-se na Tabela 2.6.

TAB. 2.6 - Composição dos RCD de diversas cidades brasileiras.

Constituintes

São

Carlos

/SP

São

Paulo/SP

Porto

Alegre/RS

Ribeirão

Preto/SP Salvador/BA

Campina

Grande/PB Maceió/AL

Argamassa 63,7 % 25,2 % 44,2 % 37,4 % 53,0 %

28,0 % 27,8 %

Concreto 4,4 % 8,2 % 18,3 % 21,1 % 10,0 % 18,7 %

Material

Cerâmico 29,1 % 29,6 % 35,6 % 20,8 % 9,0 % 34,0 % 48,2 %

Cerâmica

polida 0,4 % - 0,1 % 2,5 % 5,0 % 1,0 % 3,1 %

Rochas,

Solos 0,1 % 32,0 % 1,8 % 17,7 % 27,0 % 9,0 % -

Outros 2,3 % 5,0 % - 0,5 % 6,0 % 18,0 % 2,3 %

40

Foi determinado por CARNEIRO et al. (2000) a composição do resíduo de

construção e demolição gerados na cidade de Salvador/BA, e o resultado pode ser

observado na FIG. 2.8. Como se pode verificar, a maior porção no resíduo avaliado

é de concreto e argamassa (53%). Se juntarmos esta porção com os materiais

cerâmicos e as rochas naturais, chega-se a uma parcela de 72% do total da

amostra, ou seja, 72% de todo o RCD desta cidade pode dar origem a agregados

com elevado potencial de reaproveitamento.

FIG. 2.7 - Composição do RCD da cidade de Salvador/BA.

LEVY (1997) pesquisou alguns índices de composição de RCD na cidade de

Hong Kong (China), e os relacionou com as seguintes fontes geradoras: trabalhos

rodoviários, sobras de demolição, escavações, sobras de limpeza e obras diversas.

Os resultados estão expressos na TAB. 2.7.

TAB. 2.7 - Componentes do resíduo de construção e suas fontes geradoras.

Componentes

Presentes

Fontes de Resíduo de Construção (%)

Trabalhos

Rodoviários Escavações

Sobras de

demolição

Obras

diversas

Sobras de

limpeza

Asfalto 23,5 0 1,6 0 0,1

Concreto simples 46,4 3,2 20,0 8,0 9,3

Concreto armado 1,6 3,0 33,1 8,3 8,3

Poeira, solo e lama 16,8 48,9 11,9 16,1 30,5

Pedra britada 7,1 31,1 6,8 7,8 9,7

Cascalho - 1,4 4,6 15,3 14,1

Madeira 0,1 1,1 7,1 18,2 10,5

Blocos de concreto 0 0 1,2 1,1 0,9

Tijolos maciços 0 0,3 6,3 11,9 5,0

Vidros 0 0 0,2 0,4 0,6

Papel e matéria org. 0 0,3 1,3 2,6 3,1

Tubos plásticos 0 0 0,6 0,4 1,1

Areia 4,6 9,6 1,4 3,2 1,7

Árvores 0 0,7 0 0,0 0,1

Metais 0 0,5 3,4 6,1 4,4

41

Os gráficos das FIG. 2.8 e 2.9 foram elaborados a partir da composição dos

resíduos provenientes de construção e demolição mais significativos da TAB. 2.5.



Observando os gráficos das FIG. 2.8 e FIG. 2.9, verifica-se que o percentual de

concreto nos restos de demolição é elevado, pois trata-se da demolição de

estruturas em concreto armado, enquanto nos resíduos provenientes de construção

esta quantidade é bem menor, pois é oriunda apenas de sobras de materiais em

desperdícios, ou das demolições de alguns pontos isolados de passagem de

conduítes, instalações provisórias, entre outros. Já a madeira, por ser mais utilizada

42

na confecção de formas para execução de vigas e pilares está muito mais presente

na fase de construção.

Tais índices estão intimamente relacionados com o tipo de construção e com as

técnicas e insumos utilizados na obra. No Brasil há um índice muito elevado de

utilização de materiais cerâmicos e argamassas, que não acontece nos índices

mostrados na Cidade de Hong Kong.

Tendo em vista que o número de demolições no Brasil ainda é pequeno, a

composição de RCD resulta na predominância de resíduos provenientes da fase de

construção ao invés da de demolição. Este fato está evidenciado nas quantidades

reduzidas de concreto e alvenaria observadas nas composições do RCD. É possível

observar, ainda, que os insumos com maior índice de perdas (ver TAB. 2.5) são os

dos materiais com elevado percentual na composição dos resíduos, o que denota

uma relação íntima da composição dos resíduos com as perdas de materiais.

Outro aspecto interessante, que pode ser observado nos gráficos das FIG. 2.8 e

FIG. 2.9, é a diferença no percentual de materiais inertes com potencial de

reaproveitamento, sendo cerca de 40% para os resíduos de construção e 70% para

os resíduos de demolição. Tais índices demonstram que os materiais com elevado

valor econômico estão sendo jogados fora todos os dias, em todo o mundo.

Mais dados sobre a composição do RCD de outros países podem ser vistos na

TAB. 2.8.

TAB 2.8 - Composição de RCD de países diversos.

Região % concreto % cerâmica Fonte

Espanha 29,3 44,6 Isabel Martinez, 2010

Alemanha 70 - Coronado, 2011

Japão 81,8 - V.W.Y. Tam, 2009

Holanda 40 - Coronado, 2011

2.3.1.3 AS IMPUREZAS NOS RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO

Quando mencionamos a composição do RCD, deve ser dada especial atenção à

existência de contaminantes ou impurezas, pois estes materiais podem provocar

efeitos negativos na durabilidade e nas propriedades físicas e químicas do concreto

reciclado.

43

Consideram-se como impurezas ou contaminantes todos os materiais não

inertes que venham a prejudicar a qualidade dos concretos e argamassas

produzidos com os resíduos que os contenham (LIMA, 1999).

Dentro deste contexto, são considerados impuros todos os materiais contendo

solos argilosos, plásticos, vidros, resíduos de pavimentos betuminosos, metais,

madeira, gesso, refratários ou substâncias como areias industriais quimicamente

contaminadas, cloretos e álcalis, e estes podem levar a consequências indesejáveis

quando incorporados aos concretos e argamassas reciclados (HANSEN,1992).

Para avaliar os efeitos causados por alguns dos tipos de impurezas encontradas

nos RCD quando aplicados em concretos reciclados, foram desenvolvidos estudos

específicos, especialmente sobre as propriedades mecânicas. A seguir estão

discutidos um pouco mais detalhadamente alguns dos resultados encontrados.

a) MATÉRIA ORGÂNICA OU SOLOS ARGILOSOS

Esse tipo de contaminação pode estar presente tanto no agregado natural

quanto no reciclado, e os concretos com agregados contaminados com estes

materiais podem sofrer redução na resistência mecânica ou, ainda, podem sofrer

instabilidade quando expostos a gelo/degelo ou molhagem/secagem (HANSEN,

1992; LEVY, 1997).

As normas para agregados naturais indicam os limites de teor destes materiais,

e tais índices podem ser aplicados, também, aos agregados reciclados (HANSEN,

1992; LEVY, 1997). A norma ABNT NBR 7211 (1983), especifica os agregados para

concreto, e indica que o material a ser utilizado não deve apresentar solução mais

escura que a solução padrão, quando for submetido ao ensaio colorimétrico

prescrito pela ABNT NBR 7221 (1987).

A presença de solos argilosos no RCD é de difícil remoção, entretanto, pode ser

feita com o uso de sprinklers ou com o uso de peneiramentos sucessivos (HANSEN,

1992) e esta prática é possível devido à baixa densidade deste material (QUEBAUD,

1996). Deve ser dada uma atenção especial ao fato de que a presença deste tipo de

impureza é mais acentuada na parte mais fina do material reciclado. Neste caso, o

ideal é se realizar o descarte da fração fina do RCD.

44

b) PAVIMENTOS BETUMINOSOS

Os agregados com presença de material betuminoso, quando utilizados em

concretos, reduzem significativamente a resistência à compressão (QUEBAUD,

1996; BCSJ, 1992, apud HANSEN, 1992). Estudos mostraram uma redução de 30%

da resistência à compressão de concretos, quando foram adicionados 30% em

volume de asfalto no agregado do concreto (BCSJ, 1992, apud LEVY, 1997;

HANSEN, 1992). Além disso, o uso de agregados com material asfáltico pode

contribuir significativamente para expressiva incorporação de ar ao concreto

(HANSEN, 1992).

c) GESSO

O gesso é extremamente danoso ao concreto e a sua ocorrência nos resíduos

de demolição é bastante frequente. A presença do gesso no concreto provoca fortes

tensões internas que podem fissurar o concreto, estas tensões são provocadas pela

formação de etringita secundária, que tem propriedade fortemente expansiva. Este é

um importante fator que limita o uso de alguns agregados reciclados na produção de

concretos (GALLIAS, 1998; QUEBAUD, 1996; HANSEN, 1992, BANTHIA e CHAN,

2000). Antes do beneficiamento do RCD, o gesso deve ser totalmente eliminado da

composição pois, ao ser britado, este material transforma-se em partículas tão finas

que fica praticamente impossível removê-las dos agregados produzidos,

principalmente nas frações miúdas. Mesmo com a eliminação da fração miúda dos

agregados, ensaios de qualidade devem ser realizados para garantir que não se

tenha nenhum problema devido à existência de gesso na produção de concretos.

d) VIDRO

A presença de vidro pode originar a reação álcali-sílica na produção de

concretos com agregados contendo este tipo de material, mesmo com o uso de

cimentos com baixo teor de álcalis. Podem ocorrer expansão, fissuração e

diminuição da resistência do concreto (QUEBAUD, 1996; HANSEN, 1992).

Entretanto, para que ocorram as reações deletérias citadas são necessárias três

condições, a existência de agregados reativos, a presença de elevadas

concentrações de álcalis e ambiente com umidade superior a 80% (QUEBAUD,

1996).

45

e) METAIS

Os RCD normalmente possuem pequenas quantidades de aço ou pedaços de

arame incorporados, e estes podem causar manchas e alguns danos à superfície

dos concretos, especialmente na presença de cloretos (QUEBAUD, 1996; LEVY,

1997). Metais como zinco e alumínio podem causar desprendimento de íons de

hidrogênio no concreto fresco ou, ainda, a fissuração devido a ocorrência de

expansões no concreto endurecido (HANSEN, 1992). A remoção dos metais

presentes nos resíduos de construção e demolição deve ocorrer antes do

beneficiamento, de forma manual ou mecânica. Além disso, HANSEN (1992)

ressaltou que a característica dúctil dos metais implica na sua dificuldade de

fragmentação e de posterior remoção durante o beneficiamento.

f) CLORETOS

Os cloretos, quando incorporados nos concretos armados com agregados de

RCD, podem provocar problemas graves de corrosão das armaduras (QUEBAUD,

1996; HANSEN, 1992). QUEBAUD (1996) ressalta que agregados de RCD podem

ser contaminados por cloretos basicamente de duas formas, pela penetração de

íons cloreto nas estruturas, especialmente em áreas marinhas, pontes e estruturas

submetidas a sais de degelo, ou pelo uso de agregados provenientes de zonas

marítimas, ou em casos de aditivos aceleradores de pega feitos à base de cloretos.

Alguns cuidados no recebimento do RCD, como por exemplo a investigação de sua

origem, pode auxiliar no controle dos cloretos nos concretos produzidos com

agregados reciclados.

Além das impurezas citadas, são necessários cuidados especiais com o uso de

agregado reciclado de materiais que sofreram reações com álcalis ou sulfatos, bem

como quaisquer outros agentes físicos ou químicos, que possam influenciar

negativamente as propriedades dos concretos. É necessário evitar, também,

materiais contaminados por substâncias radioativas, tóxicas, com odores fortes, com

óleo ou substâncias químicas prejudiquem a pega, a trabalhabilidade ou as

resistências dos concretos (HANSEN, 1992).

A origem do resíduo é extremamente importante, pois determinará os tipos de

contaminantes ou impurezas que estarão incorporados na composição do resíduo.

Conhecer a origem do RCD permitirá avaliar se o material deve ou não ser utilizado

46

na produção de agregados reciclados para novos concreto, ou se deverá ser

descartado.

Do ponto de vista econômico, a retirada manual das impurezas existentes torna

o processo desvantajoso, principalmente quando se fala em grandes quantidades de

resíduos.

VAN DER WEGEN e HAVERKORT (1998) pesquisaram o efeito da prática de

lavagem sobre os agregados miúdos produzidos na Holanda e concluíram que este

processo pode reduzir expressivamente a quantidade de partículas finas de

materiais impuros presentes no agregado reciclado, inclusive promove a redução na

presença de cloretos e sulfatos.

Estudos mais aprofundados sobre o comportamento de agregados reciclados

que com algum tipo de impureza deverão ser considerados. A finalidade destes

estudos deve ser caracterizar e indicar os teores máximos permitidos de

contaminantes ou impurezas. Quando um ou mais tipos de contaminantes são

detectados nos agregados, deverão ser estudadas as propriedades que poderão vir

a ser influenciadas pela presença destes materiais.

2.3.2 ASPECTOS ECONÔMICOS

Os passos para se determinar a viabilidade econômica na reciclagem de RCD,

segundo a National Association of Home Builders (NAHB) apud PENG et al. (1997),

são:

• "identificar os materiais recicláveis";

• "determinar o custo/benefício da reciclagem";

• "desenvolver planos de gerenciamento de resíduos e incluí-los nos

documentos de contrato";

• "implementar o plano de gerenciamento de resíduos e treinar os contratantes e

funcionários";

• "monitorar e incentivar a participação de contratantes e funcionários."

Estes autores relataram, ainda, que o sucesso da reciclagem de RCD

dependerá das técnicas utilizadas no processo, da eficiência dos equipamentos

47

apropriados e, em igual importância, das equipes de trabalho utilizadas no

desenvolvimento das operações de reciclagem.

Outra característica da reciclagem é a difícil aceitação dos produtos reciclados

no mercado. Por este motivo, há a necessidade de incentivos políticos e fiscais para

a utilização de materiais e produtos reciclados (SIMPSON, 1999). Este mesmo autor

levantou alguns dilemas que se relacionam à indústria da construção civil e à

utilização dos agregados reciclados. A falta de especificações em relação ao

material e à sua origem gera resistência ao uso e impossibilita os fornecedores de

realizarem o beneficiamento do produto. Assim, mesmo se houver demanda, sem

beneficiamento o material reciclado não pode ser utilizado.

A análise econômica para a implantação de programas de reciclagem de RCD

deve levar em consideração os custos relacionados a instalação das usinas de

beneficiamento e dos pontos intermediários de coleta destes resíduos, assim como o

gerenciamento destes.

Os custos no processo de instalação de usinas de beneficiamento de RCD

podem ser elevados. O investimento deve ser planejado para longo prazo pois,

conforme relatado por PENG et al. (1997), no período inicial de implantação do

sistema, normalmente a produtividade é baixa, assim como a demanda para os

produtos reciclados ainda estão em desenvolvimento.

Quando se fala na adoção de usinas de reciclagem no setor público, o melhor

caminho para a geração de lucro no investimento pode até ser mais curto, pois na

gestão dos RCD poderá haver a redução ou a eliminação dos custos com limpeza

urbana destes dejetos e com a aquisição de agregados de rocha natural (PINTO,

1997). BRITO FILHO (1999) ressaltou, ainda, que o custo com a instalação de uma

unidade recicladora pode se amortizar em até 2 anos.

A seguir, a TAB. 2.9 relaciona vários municípios brasileiros que possuem

programas expressivos de reciclagem de resíduos.

48

TAB. 2.9 - Municípios com programa de gerenciamento de resíduos.

Município Programa

Belo

Horizonte/MG

Município pioneiro na implantação de política pública para gestão dos resíduos, em processo iniciado em 1993. Existem 23 Pontos de Entrega (URPV - Unidades para o Recebimento de Pequenos Volumes), duas Áreas de Reciclagem, uma área para produção de artefatos para a construção e uma Área de Transbordo e Triagem privada. O processo de educação ambiental é constante.

Curitiba/PR

O Plano Integrado de Gerenciamento dos Resíduos da Construção esta instituído por Decreto Municipal (Dec 1068/2004).

Diadema/SP

O Plano Integrado de Gerenciamento dos Resíduos da Construção está instituído e regulamentado (Lei 2336/2004 e Dec 5984/2005). Existem 4 instalações públicas para o recebimento de pequenos volumes (Pontos de Entrega) e uma instalação para reciclagem de madeira proveniente do RCD e dos móveis captados.

49

TAB. 2.9 - Municípios com programa de gerenciamento de resíduos (continuação).

Guarulhos/SP

O Plano Integrado de Gerenciamento dos Resíduos da Construção está em implantação. Existem 11 instalações públicas para o recebimento de pequenos volumes (Pontos de Entrega), uma Área de Triagem pública, três Áreas de Transbordo e Triagem privadas, uma Área de Reciclagem privada e outra pública, e dois Aterros de resíduos.

Joinvile/SC

O Plano Integrado de Gerenciamento esta instituído por lei (Lei 5159/2004) e o município é atendido por uma Área de Transbordo e Triagem privada.

Rio de

Janeiro/RJ

O município opera com uma rede de EcoPontos (Pontos de Entrega) para recebimento de pequenos volumes e já instituiu, por Resolução Municipal (Res SMAC 387/2005) os procedimentos para apresentação dos Projetos de Gerenciamento de Resíduos, pelos geradores.

50


Salvador/BA

Possui Plano de Gestão Diferenciada desde 1998, com 6 Pontos de Entrega para pequenos volumes (PDEs - Postos de Descarga de Entulho) em operação.

São

Bernardo/SP

Conta com Área de Reciclagem privada de grande porte, abastecendo o mercado regional com agregados reciclados.

São José do

Rio Preto/SP

O Plano Integrado de Gerenciamento dos Resíduos da Construção está instituído e regulamentado (Lei 9393/2004 e Dec 12751/2005). Existem instalações públicas para o recebimento de pequenos volumes (Pontos de Entrega) e uma Central de Processamento de Resíduos, convênio entre a municipalidade e a associação das empresas transportadoras, que opera a triagem de todos os resíduos gerados no município, reciclando os resíduos classe A (concreto, alvenaria e outros) e madeira. A Central de Processamento inclui uma ação de parceria para a recuperação de jovens infratores.

51


São Paulo/SP

O Plano Integrado de Gerenciamento dos Resíduos da Construção esta em implantação. Existe um bom numero de instalações públicas para o recebimento de pequenos volumes (Pontos de Entrega - EcoPontos), uma Área de Reciclagem pública, diversas Áreas de Reciclagem privadas e Aterros, varias Áreas de Transbordo e Triagem privadas, e uma portaria do executivo (Port 6787/2005) que institui a LETP - Licença Especial a Titulo Precário, para a agilização do processo de licenciamento das ATTs privadas, consideradas como essenciais. As planilhas de compra municipais permitem a aquisição de agregados reciclados em obras públicas.

Uberlândia/MG

Conta com uma rede de áreas para o recebimento de pequenos volumes, duas Áreas de Transbordo e Triagem privadas e com um Aterro que opera exclusivamente com resíduos triados.

A reciclagem de RCD representa uma importante fonte de economia na

obtenção de materiais de construção. LIMA (1999) afirmou que o simples descarte

de resíduos é mais oneroso do que a reciclagem.

SOUZA (2010) levantou dados sobre os custos dos agregados graúdos e

miúdos, naturais e reciclados na região de Belém/PA, conforme a TAB. 2.10.

TAB. 2.10 - Custos dos agregados naturais e reciclados em Belém/PA.

Cimento AMN AGN AMR AGR

Custo Unitário (R$/ton) 440,00 17,66 37,23 7,13 16,69

AMN: Agregado Miúdo Natural / AGN: Agregado Graúdo Natural

AMR: Agregado Miúdo Reciclado / AGR: Agregado Graúdo Reciclado

52

Ao computarmos os valores gastos com gerenciamento de resíduos, a baixa

velocidade de esgotamento em aterros sanitários, os baixos gastos com transportes,

e outros, a economia gerada pela reciclagem pode ser ainda maior. Pode haver,

ainda, uma redução dos insumos básicos dos materiais de construção (areia e brita).

VAN ACKER (1998) mostrou que, na Europa, os custos com a britagem e o

beneficiamento dos agregados de RCD são, em valores, bem próximos aos mesmos

custos com os agregados naturais. Entretanto, o autor citou que a vantagem no uso

do RCD está diretamente ligada à redução nos custos com disposição e

gerenciamento dos resíduos.

De acordo com PINTO (1999), o gerenciamento de resíduos apresenta três

grandes vantagens: a melhor distribuição e organização do ambiente de trabalho,

pois o gerenciamento induz um comportamento melhor nos operários; o crescimento

institucional, pois organização e reciclagem são ótimos promotores de venda de

produtos; e uma economia para a empresa, pois reciclar é mais barato que

descartar. Tal comparativo pode ser observando nos valores apresentados nas TAB.

2.11 e 2.12.

TAB. 2.11 - Custos usuais quando não há gerenciamento e reciclagem dos resíduos.

Custos (R$/m3)

Cidades brasileiras

São

Paulo/SP

Belo

Horizonte/MG

Salvador/BA Goiânia/

GO Fração mineral perdida do RCD

(1) (2) 66,87 63,40 72,33 71,40

Remoção de resíduos 16,00 12,00 12,00 9,00

Total 82,87 75,40 84,33 80,40

(1) Composição estimada de 65% de argamassa, 29% de cerâmica, 6% de concreto e outros

(2) Somente o material descartado é considerado Fonte: PINTO (1999).

Observa-se na TAB. 2.11 que o custo estimado de remoção do RCD foi

substituído pelos limites dos custos da reciclagem e, ainda, houve a adição do valor

do resíduo reciclado. PINTO (1999), em sua publicação, afirmou que a reciclagem

interna é, em todas as regiões do país, autossustentável no ponto de vista

econômico. Além das vantagens econômicas, existem também as vantagens

oriundas dos custos reduzidos pela não extração de agregados de rocha natural e

pela economia na remoção de resíduos. Assim, a amortização dos investimentos em

um projeto de reciclagem de resíduos pode ocorrer em um único empreendimento.

53

TAB. 2.12 - Custos estimados para reciclagem interna em canteiros de obras.

Custos (R$/m3)

Cidades brasileiras

São Paulo/SP Belo

Horizonte/MG

Salvador/

BA

Goiânia/

GO

Minério perdido do RCD (1) (2) 66,87 63,40 72,33 71,40

Limites dos custos da reciclagem

interna (3) 1,64 a 6,69 1,45 a 6,06 1,33 a 5,65

1,42 a

5,94

Valor do resíduo reciclado (4)

(crédito) -25,47 -18,10 -26,48 -25,50

Total 43,04 a 48,09 46,75 a 51,36 47,18 a

51,50

47,32 a

51,48

Redução de custos 48 a 42% 38 a 30% 44 a 39% 41 a 35%

(1) Composição estimada de 65% de argamassa, 29% de cerâmica, 6% de concreto e outros

(2) Somente o material descartado é considerado

(3) Baixos custos para britadores de mandíbula e altos custos para moinhos de argamassas

(4) Considerando proporções variadas entre agregados graúdos e miúdos devido ao equipamento adotado

Fonte: PINTO (1999).

Pode-se estimar que a construção civil seja responsável pelo movimento de

mais de 90 bilhões de reais por ano no Brasil, gerando, aproximadamente, 62

empregos indiretos para cada 100 empregos diretos, de acordo com DIAS (2004).

Por meio de dados estatísticos, comprovou-se que a geração de resíduos

sólidos domésticos no Brasil é de 0,7 kg/habitante/dia. Deste total, de 41% a 70%

são oriundos de resíduos da construção civil, conforme JOHN (2000).

Os RCD podem ser constituídos por tijolos, gesso, madeiras, concreto em geral,

argamassa, pisos, entre outros, e são gerados nas atividades que envolvem

construções, reformas ou demolições.

Conforme POON (2001) e ESIN (2007), o percentual dos componentes do RCD

varia em função da época do ano, da região geográfica, do tipo de obra, entre outros

fatores. Dependendo do estágio em que se encontra a obra, a tendência é que haja

maior incidência de fragmentos de concreto, tijolos, aço, compensados, telhas,

vidros, metais, argamassas, materiais cerâmicos ou madeiras em sua composição.

Esses materiais podem apresentar características específicas que interfiram

diretamente nas propriedades mecânicas de concreto, como pode ser visto nos

trabalhos de ZORDAN (1997) e LEVY (1997). Estima-se, por exemplo, que a

cerâmica vermelha, a argamassa e o concreto correspondam a mais de 60% dos

RCD gerados no Brasil. Sobre os resíduos de cerâmica vermelha, os dados

estatísticos da TAB. 2.13 comprovam que, em média, correspondam a mais de 21%

54

do total dos RCD das cidades brasileiras (CABRAL, 2007). Ainda, os resíduos de

demolição de concreto chegam a representar, em média, uma parcela de mais de

39% de todos os RCD gerados no Brasil.

TAB. 2.13 - Composição do RCD de diversas cidades brasileiras.

Material Origem Concreto/

Argamassa

Solo Areia Cerâmica Rochas Outros

São Paulo/SP 33% 32% 30% - 5% Ribeirão Preto/SP 59% - 23% 18% -

Salvador/BA 53% 22% 14% 5% 6% Florianópolis/SC 37% 15% 12% - 36% Passo Fundo/RS 15% 20% 38% - 23%

Recife/PE 44% 23% 19% 3% 2% Uberlândia/MG 38,7%/22% 13% 24,3% - 2%

Rio de Janeiro/RJ 51,2% - 13,7% 29,2% 5,9%

Fonte: adaptado de CARNEIRO (2005) apud KARPINSK (2009).

A seguir, apresenta-se a TAB. 2.14 que traz a porcentagem de RCD em

relação à massa total de RSU (Resíduos Sólidos Urbanos) em alguns municípios

brasileiros e, também, em outros países (PINTO, 1999).

TAB. 2.14 - Porcentagem de RCD na massa total de RSU de diversas localidades.

Localidade % de RCD

Santo André/SP 54

São José do Rio Preto/SP 58

São José dos Campos/SP 67

Ribeirão Preto/SP 70

Jundiaí/SP 62

Vitória da Conquista/BA 61

Belo Horizonte/MG 54

Campinas/SP 64

Salvador/BA 41

Europa Oriental 66

Suíça 45

Alemanha >60

Bélgica >66

Estados Unidos 39

A TAB. 2.15 traz a composição percentual dos RCD para alguns municípios

brasileiros (CARNEIRO, 2005).

55

TAB. 2.15 - Composição do RCD para alguns municípios brasileiros.

Material

Localidade

São Paulo/SP Ribeirão

Preto/SP Salvador/BA Florianópolis/SC

Concreto e

Argamassa 33% 59% 56% 37%

Solo e areia 32% - 22% 15%

Cerâmica 30% 23% 14% 12%

Rochas - 18% 5% -

Outros 5% - 6% 36%

De acordo com a TAB. 2.15, o concreto e a argamassa representam uma maior

participação na composição do RCD. Estima-se que, no Brasil, esta quantidade varie

de 230 kg/hab/ano a 660 kg/hab/ano (PINTO, 1999). Estima-se que em outros

países a quantidade de RCD varie de 130 kg/hab/ano a 3000 kg/hab/ano (JOHN e

AGOPYAN, 2000).

Segundo os itens II à IV, da resolução nº 307 do CONAMA, a responsabilidade

pela disponibilização de áreas para destinação dos RCD é do município, assim

como as ações de fiscalização de deposições irregulares destes resíduos.

Grandes quantidades de entulho são, diariamente, depositadas irregularmente

em locais inapropriados em diversos municípios brasileiros. A FIG. 2.10 mostra a

quantidade total de destinações irregulares de RCD no final dos anos 90, em alguns

municípios brasileiros.

FIG. 2.10 - Deposições irregulares em municípios brasileiros.

56

2.3.3 ANÁLISE ECONÔMICA DA UTILIZAÇÃO DO RCD COMO AGREGADO

PARA CONCRETO

O principal fator que deve ser levado em consideração para a decisão de se

utilizar ou não o resíduo de demolição como agregado para novos concretos é a

relação "Custo x Benefício". Assim, deve-se analisar os gastos no beneficiamento

deste material até a sua utilização final, bem como os custos evitados de mineração,

transporte de agregados de rocha natural e lançamento do RCD em aterros

sanitários ou no meio ambiente.

Tendo em vista que, nos experimentos realizados neste estudo, apenas os

agregados graúdo, miúdo e finos sofreram variações de quantitativos nas dosagens,

verificaram-se apenas os custos relativos ao uso da rocha natural e do RCD para

que se chegue ao teor ótimo de RCD que proporcione o melhor custo x benefício

para a utilização de resíduos no CAA.

Estão descritas, a seguir, as variáveis representativas dos custos do CAA com

teor de RCD, bem como os valores aplicados para serviços e materiais necessários

à sua confecção, segundo o Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da

Construção Civil (SINAPI).

2.3.3.1 CUSTOS DOS AGREGADOS DE ROCHA NATURAL

Os custos de mineração, beneficiamento e transporte de brita de rocha foram

pesquisados na publicação do Panorama Mineral do Estado do Rio de Janeiro-2012,

divulgado pelo Serviço Geológico do Estado do Rio de Janeiro, no ano de 2012.

Assim, tivemos que o Preço Médio da tonelada de brita beneficiada no Estado

variou, de 1996 até 2011, conforme a TAB. 2.16.

TAB. 2.16 - Preço médio da brita beneficiada.

Ano Produção

Beneficiada (t) Valor da

Produção (R$) Preço Médio por Tonelada (R$)*

Investimentos (R$)

2001 13.699.089 183.150.535,00 13,37 3.630.321,00 2002 13.224.845 172.987.582,00 13,08 4.879.667,00 2003 11.653.163 148.208.705,00 12,72 15.553.901,00 2004 11.923.682 189.508.484,00 15,89 24.315.398,00 2005 12.369.895 156.543.007,00 12,66 7.867.171,00 2006 15.581.261 208.025.757,00 13,35 7.362.954,00 2007 17.509.416 278.406.873,00 15,90 18.709.677,00 2008 18.637.153 355.173.537,00 19,06 27.199.313,00 2009 17.421.050 361.151.540,00 20,73 33.400.530,00 2010 18.089.422 381.144.121,54 21,07 28.581.844,00

2011 19.703.404 436.430.398,60 22,15 28.581.844,00

Fonte: CAM/DRM, 2011 e AMB/DNPM, 2010.

57

O custo de transporte deste material varia, basicamente, com a distância entre

a usina de beneficiamento e o local da sua aplicação. Este custo deve ser calculado

de forma específica para cada empreendimento, entretanto, utilizou-se neste

trabalho uma estimativa do valor da brita empregada no concreto conforme a TAB.

2.17 para o estado do Rio de Janeiro, a qual considera o valor de venda deste

material próximo aos centros urbanos.

TAB. 2.17 - Preço médio por metro cúbico dos agregados no SINAPI.

Fonte Brita de rocha natural (R$/m3) Areia natural (R$/m3)

Nº 0 Nº 1 Nº 2 Fina Média Grossa

SINAPI-RJ (fev 2015)

R$ 89,14 R$ 89,14 R$ 80,00 R$ 69,90 R$ 69,90 R$ 75,00

Como os custos de transporte do agregado natural e de RCD não dependem

especificamente do tipo do agregado, mas sim da distância de transporte e das

características do maquinário utilizado para tal, estes valores representam o mesmo

preço médio, tanto para a brita graduada natural quanto para os agregados

provenientes do resíduo de demolição.

Verificou-se então o custo final do agregado reciclado para a utilização no CAA,

já considerando que este já tenha passado pelo processo de beneficiamento.

2.3.3.2 CUSTOS DOS AGREGADOS DE RCD

Para determinação do custo dos agregados de RCD após o beneficiamento, foi

levantado o custo da britagem do resíduo no local da obra, ou seja, considerando

que os restos de demolição da estrutura de concreto armado tenham sido levados

diretamente ao local da obra, para posteriormente passar pelo processo de

britagem.

Ressalta-se que o custo da demolição não foi levado em consideração para se

determinar o custo final do agregado reciclado, pois este custo é elevado quando

comparado ao custo da brita de rocha natural, ou seja, não compensa custear a

demolição de uma estrutura apenas com o intuito de reaproveitar o material residual.

A decisão da demolição de uma benfeitoria deve, sim, ser tomada baseada em

aspectos meramente técnicos e econômicos. Caso haja a necessidade de se

58

demolir tal estrutura deve-se, então, verificar a possibilidade de aplicação do RCD

em novos empreendimentos.

A TAB. 2.18 mostra os custos para britagem de material no local da obra,

levando em conta gastos com materiais e mão-de-obra. Tais custos foram retirados

do DNIT - Sistema de Custos Rodoviários, para o estado do Rio de Janeiro,

referente ao mês de novembro de 2014 e publicado em fevereiro de 2015.

TAB. 2.18 - Custos de britagem.

EQUIPAMENTOS Qtd

Utilização Custo operacional Custo horário

CÓD. DESCRIÇÃO Operativa Improd. Operativo Improd.

E010 CARREGADEIRA DE PNEUS - 3,3 m3 (147kW)

1 0,24 0,76 200,41 20,37 63,58

E225 CONJUNTO DE BRITAGEM - 80 M3/H 1 1 0 504,95 20,37 504,95

E504 GRUPO GERADOR 288 KVA 1 1 0 136,35 15,28 136,35

CUSTO HORÁRIO TOTAL DE EQUIPAMENTO DE BRITAGEM : 704,88

MÃO-DE-OBRA BRITAGEM Qtd Salário base horário

T512 ENCARREGADO DE BRITAGEM 1 38,17 38,17

T701 SERVENTE 8 11,40 91,20

ADICIONAL DE MÃO-DE-OBRA - FERRAMENTAS (15,51%) 20,07

CUSTO HORÁRIO TOTAL DE MÃO-DE-OBRA DE BRITAGEM : 149,44

CUSTO HORÁRIO TOTAL DE BRITAGEM : 854,31

PRODUÇÃO DA EQUIPE DE BRITAGEM (m3/h) : 66,0

CUSTO UNITÁRIO DE EXECUÇÃO : 12,94

MATERIAIS PARA BRITAGEM Un. Custo unitário Consumo Total

A963 PEÇAS DE DESGASTE BRITADOR 80M3/H Cj 152,95 0,0152 2,32

CUSTO TOTAL DE MATERIAIS DE BRITAGEM : 2,32

CUSTO UNITÁRIO TOTAL DIRETO DE BRITAGEM (por metro cúbico) : 15,27

MÃO-DE-OBRA PENEIRAMENTO Qtd. Salário base horário

T501 ENCARREGADO DE TURMA 0,5 26,47 13,24

T701 SERVENTE 5 11,40 57,00

ADICIONAL DE MÃO-DE-OBRA - FERRAMENTAS (20,51%) 14,41

BDI (26,7%) 22,60

CUSTO HORÁRIO TOTAL DE PENEIRAMENTO : 107,24

PRODUÇÃO DA EQUIPE DE PENEIRAMENTO (m3/h) : 5,0

CUSTO UNITÁRIO TOTAL DIRETO DE PENEIRAMENTO (por metro cúbico) : 21,45

CUSTO UNITÁRIO TOTAL DO BENEFICIAMENTO DO RCD (por metro cúbico) : 36,72

59

2.4 AGREGADO RECICLADO DE RCD

Algumas características são extremamente importantes de serem estudadas

para utilização de agregados em concretos, são elas a granulometria, a absorção de

água, a forma e a textura, a resistência à compressão, o módulo de elasticidade e a

presença de substâncias não inertes presentes nos materiais (MEHTA e

MONTEIRO, 1994).

Os agregados reciclados de RCD apresentam características específicas que

dependem dos materiais que dão origem a eles e do tipo de beneficiamento

utilizado, como por exemplo, o tipo de britador, os mecanismos para a retirada de

impurezas, entre outros (QUEBAUD e BUYLE-BODIN, 1999).

As principais diferenças entre o agregado reciclado proveniente de concreto e o

agregado de rocha natural estão na maior heterogeneidade, menor resistência do

concreto original, na maior porosidade e na elevada taxa de absorção de água

(BARRA, 1996). Tais características podem ser aplicadas a todos os tipos de

agregados reciclados de RCD disponíveis, tendo em vista que todos os

componentes reutilizáveis do RCD apresentam estas mesmas propriedades, em

maiores ou menores proporções.

HANSEN e NARUD (1983) em estudos realizados em concretos com agregados

reciclados de concretos de baixa, média e alta resistências, concluíram que quanto

maior a resistência do concreto original, menos afetadas são as características

mecânicas e físicas dos agregados reciclados produzidos, se comparados aos

agregados naturais.

Apenas uma caracterização sistemática dos agregados oriundos dos resíduos

de construção e demolição possibilitará uma melhor difusão da sua aplicação em

concretos. Conhecer o comportamento do material reciclado nas misturas de

concreto poderá resultar em produtos de qualidade aceitável e, possivelmente,

romperá as barreiras para o maior reaproveitamento dos RCD.

2.4.1 A COMPOSIÇÃO GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS RECICLADOS

Os agregados reciclados costumam ter uma composição granulométrica um

pouco mais grossa que os agregados naturais, assim, possuem índice de forma

60

mais elevado do que os agregados de rocha natural. O tipo e a granulometria do

RCD, assim como o britador utilizado, influenciam a granulometria final dos

agregados reciclados (BAZUCO, 1999; LIMA, 1999, BANTHIA e CHAN, 2000).

O tamanho dos agregados exerce influência direta na trabalhabilidade dos

concretos, além de ser um parâmetro relevante para a dosagem das composições

dos concretos (BARRA, 1996). Conforme a autora, esta característica depende do

processo de produção do agregado.

Nas usinas de reciclagem Brasileiras, com britadores de impacto, cerca de 60%

em massa do agregado produzido é composto de materiais miúdos. Isso se deve,

também, ao tipo do resíduo utilizado (LIMA, 1999).

De acordo com LATTERZA e MACHADO Jr. (1999), foram realizadas diversas

análises no material reciclado oriundo da usina de reciclagem em Ribeirão Preto/SP

e constatou-se que aproximadamente 50% do material beneficiado passou na

peneira de abertura 4,8 mm e 70% do material graúdo ficou compreendido entre as

peneiras de 19 mm e 4,8 mm. ZORDAN (1997) encontrou percentuais parecidos

para amostras coletadas naquela mesma usina, mas em período diferente.

Para concretos produzidos com agregados reciclados de concreto, foi observado

que o tamanho dos grãos exerce uma influência considerável na resistência à

compressão, por conta da quantidade de argamassa que fica aderida na superfície

das partículas. Quanto maior o grão maior a existência de argamassa e,

consequentemente, maior a possibilidade de uma ligação mais frágil (TAVAKOLI e

SOROUSHIAN, 1996).

De acordo com MONTGOMERY (1998), as partículas de RCD menores que

0,150mm apresentaram uma maior probabilidade de ter partículas de cimento não

hidratadas na sua composição. Com base nesta informação, o autor ressalta que a

utilização destas partículas favorece o aumento da quantidade de cimento presente

no concreto produzido com estes agregados, o que pode resultar na redução da

aspereza das misturas, podendo, então, melhorar a trabalhabilidade e o aumentar a

resistência à compressão. Entretanto, não é possível prever na britagem de

argamassas a presença de grãos íntegros de cimento. Além do mais, pode ser

praticamente impossível medir a quantidade destes grãos íntegros na fração fina do

RCD.

61

COLLINS (1998) mencionou que a fração miúda de RCD pode conter um nível

relativamente alto de materiais contaminantes e que seu uso como agregado poderá

prejudicar o desempenho dos concretos produzidos.

Um estudo realizado por LOO (1998) mostrou que os agregados reciclados de

concreto, separados nas frações abaixo de 1,0 mm, ao serem ensaiados para a

determinação do teor de cálcio e silício, mostraram que os valores de Ca e Si

aumentam para as partículas inferiores a 0,150 mm.

VAN DER WEGEN e HAVERKORT (1998) realizaram estudos utilizando

agregado miúdo proveniente de RCD de diferentes origens com o intuito de avaliar a

influência de uma lavagem dos grãos. A adoção da lavagem destes agregados fez o

teor de materiais finos, menores que 0,063 mm, reduzir de 10% para 1,9%, na

composição total do agregado reciclado original.

OGWUDA et al. (1998) realizaram estudos nas composições granulométricas de

60 amostras de agregados reciclados de 3 diferentes plantas de beneficiamento na

Inglaterra e mostraram que o material encontrava-se bem graduado, com formato

bastante semelhante a de agregados naturais e, de forma geral, houveram poucas

variações nos resultados entre os materiais de diferentes origens.

Devem ser tomados diversos cuidados especiais com a composição

granulométrica dos agregados reciclados, de forma a possibilitar a produção de

composições de concreto trabalháveis, com grau de compacidade aceitável e que

permitam melhores desempenhos técnicos, além da redução do custo destes

concretos produzidos com agregado de RCD.

2.4.2 TEXTURA E FORMATO DAS PARTÍCULAS

A forma das partículas exerce influência elevada na produção de concretos,

principalmente sobre a compacidade, trabalhabilidade, quantidade da água de

amassamento necessária à mistura e ângulo de atrito interno (COUTINHO, 1997).

A textura dos agregados de RCD é, normamente, mais porosa e rugosa do que

a dos agregados naturais. De acordo com HAMASSAKI et al. (1996), a superfície

dos agregados de rocha natural pode ser classificada como polida e a dos

agregados reciclados como áspera. Tanto a argamassa aderida às partículas do

material, como o próprio material cerâmico, conferem ao agregado reciclado tal

62

aspereza. A rebritagem do material pode favorecer a redução da porosidade do

mesmo, especialmente no caso do agregado reciclado de concreto, pois este

processo ajuda a diminuir a quantidade da argamassa na superfície (MOREL et al.,

1993). Entretanto, o custo do beneficiamento pode aumentar consideravelmente.

Além da rugosidade, os agregados reciclados de concreto, após britados,

tendem a formas bastante angulares, com superfícies específicas maiores que as

dos agregados naturais. Este fato resulta em uma maior fricção interna dos

agregados reciclados, dificultando a trabalhabilidade do concreto fresco, o que

requer maior quantidade de argamassa para melhorar a trabalhabilidade

(RASHWAN e ABOURIZK, 1997).

HANSEN (1992) concluiu que os materiais finos reciclados são mais grossos e

mais angulares que o necessário para a produção de uma mistura de concreto

satisfatória.

Por outro lado, PIETERSEN e FRAAY (1998) apontaram que o comportamento

hidráulico e a textura rugosa dos agregados reciclados causam boa aderência

existente entre os componentes e a pasta de cimento. Tanto a textura superficial,

como o tamanho da partícula e a forma do agregado são apontados por SAGOE-

CRENTSIL et al. (1998) como fatores importantes que influenciam positivamente na

aderência entre o agregado e a matriz do concreto.

KIKUCHI et al. (1998) estudaram agregados graúdos reciclados obtidos a partir

da britagem de estruturas de concreto com diferentes resistências e evidenciaram

que as partículas dos agregados reciclados destas estruturas eram mais

arredondadas à medida que diminuía a resistência do concreto original.

Todas as características dos agregados reciclados até agora discutidas são

consequência do material de origem e do tipo de britador utilizado no beneficiamento

do material.

LIMA (1999) ressaltou que devem ser tomados alguns cuidados com a forma

dos agregados reciclados na produção de concretos, especialmente com relação ao

teor de partículas com formatos muito irregulares presentes nas amostras de

agregado. Estes cuidados devem ocorrer para que não sejam usados agregados

com alto teor destas partículas e,consequentemente, que os grãos dos agregados

não sejam extremamente grandes e longos.

63

É interessante salientar que o agregado reciclado, ao ser incorporado ao

concreto, torna a mistura bastante coesa e, consequentemente, com reduzida

trabalhabilidade se comparado a um mesmo concreto com agregado natural. Existe

uma grande desvantagem no uso de agregados reciclados, pois seus grãos

necessitam de mais pasta de cimento para se alcançar misturas mais trabalháveis e,

portanto, possuem um custo elevado de cimento.

O material reciclado, por promover melhor absorção da pasta de cimento pela

superfície do agregado, quando comparado à brita natural, pode proporcionar maior

precipitação dos cristais de hidratação nos poros do agregado, o que permite um

melhor fechamento da zona de transição do concreto, tornando a sua matriz,

juntamente com o agregado, um bloco único, melhorando a resistência final do

concreto.

2.4.3 MASSA ESPECÍFICA

Tanto a massa específica quanto a massa unitária dos agregados reciclados

costumam apresentar valores menores que os dos agregados naturais utilizados na

produção de concretos.

BAZUCO (1999) observou que os valores de massa específica dos agregados

reciclados são entre 5% e 10% mais baixos que os dos agregados naturais,

podendo estes números variar um pouco, conforme a origem, o processo de

britagem e a granulometria do material.

Conforme HANSEN (1992), os valores de massa específica de agregados

reciclados de concreto variam entre 2.120 kg/m3 a 2.700 kg/m3. O autor relatou que

os resultados da massa específica da argamassa reciclada de concreto

apresentaram valores que ficaram em torno de 2.000 kg/m3. Assim, o autor concluiu

que a origem do concreto pouco interfere no valor da massa específica do agregado

de RCD e que esta é geralmente mais baixa que a dos agregados naturais, pois a

argamassa deste RCD aderida às partículas do agregado reciclado de concreto

contribui diretamente para a redução da massa específica do concreto produzido.

O agregado graúdo de concreto demolido, utilizado no trabalho desenvolvido por

TOPÇU e GÜNÇAN (1995), apresentou valor de massa específica igual a

2.450kg/m3 para partículas com dimensões variando de 8 mm a 31,5 mm.

64

No trabalho de caracterização dos agregados de reciclados desenvolvido por

CARNEIRO et al. (2000), a massa específica encontrada para os agregados foi

entre 2590 kg/m3 para a fração miúda e 2190 kg/m3 para a fração graúda, enquanto

a massa unitária foi de 1300kg/m3 para o agregado miúdo e 1070 kg/m3 para o

agregado graúdo.

DESSY et al. (1998), ao estudarem os agregados reciclados, encontraram

valores de massa específica que estão apresentados na TAB. 2.19. Os valores

apresentados são menores que os normalmente encontrados para os agregados

naturais de mesma dimensão, correntemente utilizados na produção de concretos.

Conforme os autores, a redução da massa específica para as frações mais finas

acontece devido a maior quantidade de argamassa original existente nesta fração.

Assim, segundo os autores, existe uma tendência internacional em se limitar a

quantidade de pasta de cimento na composição do agregado reciclado, pelo limite

de aceitação deste material, baseado na massa específica encontrada.

TAB. 2.19 - Massa específica de agregados de concreto.

Frações γS (kg/m3) γSSS (kg/m3)

0mm - 4mm 2214 2394

4mm - 7mm 2238 2361

7mm - 16mm 2335 2453

γS - massa específica do material seco

γSSS - massa específica do material saturado superfície seca

Fonte: DESSY et al. (1998)

BARRA (1996) realizou um estudo com agregados reciclados oriundos de

concreto e de material cerâmico, e os valores encontrados de massa específica

estão apresentados na TAB. 2.20. Tais resultados demonstram que, quanto mais

poroso o material, menor será a massa específica.

TAB. 2.20 - Massa específica de agregados reciclados.

Componente reciclado Frações γS (kg/m3) γSSS (kg/m3)

Concreto 12mm - 20mm 2270 2427

6mm - 12mm 2238 2406

Material cerâmico 12mm - 20mm 1870 2141

6mm - 12mm 1866 2135

γS - massa específica do material seco

γSSS - massa específica do material saturado superfície seca Fonte: BARRA (1996)

65

BANTHIA e CHAN (2000) ressaltaram que, devido à menor massa específica

apresentada pelos agregados reciclados, em determinadas situações eles podem

ser usados como agregados semi-leves.

Em trabalho desenvolvido por TOPÇU e GÜNÇAN (1995), os agregados

graúdos reciclados de concreto possuíam massa unitária igual a 1160kg/m3,

enquanto a massa unitária para os agregados naturais permaneceu entre 1300kg/m3

e 1750kg/m3.

ZORDAN (1997), em estudo utilizando agregados reciclados de RCD,

encontrou valores de massa unitária para agregados reciclados e, posteriormente,

ZORDAN et al. (1999) apresentaram as massas específicas do agregado graúdo e

miúdo para estas mesmas amostras coletadas. Os resultados podem ser vistos na

TAB. 2.21.

TAB. 2.21 - Massa unitária de agregados reciclados de composição mista.

Faixa Granulométrica D < 4,8mm 4,8mm < D < 38mm

Amostra γ (kg/m3)(1) δ (kg/m3)(2) γ (kg/m3)(1) δ (kg/m3)(2)

A 2540 1400 2010 1090

B 2500 1370 1940 1000

C 2420 1430 2010 1120

D 2540 1410 2090 1160

D - Diâmetro do agregado

γ - massa específica do agregado reciclado

δ - massa unitária do agregado no estado solto

Fonte: (1) ZORDAN et al. (1999); (2) ZORDAN (1997)

O autor LATTERZA (1998) realizou ensaios de massa específica e massa

unitária dos agregados graúdos reciclados com diâmetro máximo de 9,5 mm no

estado solto e no estado compactado e encontrou os seguintes resultados:

1100kg/m3 para a massa unitária do agregado no estado solto e 1270kg/dm3 para a

massa unitária do agregado no estado compactado e, ainda, 2450kg/dm3 para a

massa específica do agregado graúdo reciclado.

Os valores de massa específica e massa unitária encontrados na bibliografia

são sempre muito variáveis, mesmo em materiais reciclados de composição muito

semelhante. Isto pode ser explicado baseado em dois aspectos: primeiro pela

66

própria composição original do material, o tipo de beneficiamento utilizado e a

granulometria, que tendem a interferir na densidade dos agregados reciclados., e o

segundo é em relação ao método utilizado na caracterização destes materiais.

É necessário conhecer a massa específica e a massa unitária dos agregados

antes de realizar o estudo de dosagem na composição dos concretos. De acordo

com os valores apresentados neste estudo, conclui-se previamente que existe a

necessidade em se realizar uma compensação pela quantidade de material

reciclado utilizado nas misturas de concreto ao se utilizar composições de concretos

convencionais para a confecção de concretos reciclados.

2.4.4 ABSORÇÃO DE ÁGUA

A taxa de absorção de água, para os agregados de rocha natural, não exerce

praticamente nenhum tipo de influência nas composições de concreto, pois os

agregados apresentam quase nenhuma porosidade. Já na utilização dos agregados

reciclados para produção de concretos, a influência da absorção de água se torna

uma relevante preocupação, pois este material apresenta elevada porosidade em

relação aos agregados naturais normalmente utilizados.

A quantidade de água que o agregado reciclado pode absorver varia de acordo

com alguns fatores como a condição umidade inicial do agregado, o tempo de

permanência deste com a água, a ordem com que os materiais são lançados no

momento da mistura do concreto, entre outros (BARRA, 1996).

BARRA (1996) forneceu observações a respeito da absorção de água dos

agregados graúdos reciclados quando estes são adicionados, durante a mistura,

diretamente à pasta de cimento, ou lançados na argamassa. A autora menciona que

a absorção não ocorre de forma uniforme, esta se dará principalmente na zona de

transição entre a pasta e o agregado ou, ainda, entre a argamassa e o agregado,

causando variações na relação água/cimento da mistura de concreto, havendo,

então, um gradiente crescente da superfície do agregado até a pasta, ou

argamassa.

Numa dosagem de concreto, as características do agregado, bem como a

consistência da pasta, são de fundamental importância na definição da quantidade

de água absorvida pelo agregado. Quanto mais poroso, seco e de menor dimensão

67

for o agregado, e quanto maior for a fluidez da pasta, ou argamassa, maior deverá

ser a quantidade de água absorvida. Entretanto, se o agregado seco for

primeiramente misturado à água, ocorrerá maior absorção pelo agregado antes da

mistura do concreto e, consequentemente, diminuirá a probabilidade de o agregado

absorver água da mistura, já que os grãos já estarão praticamente saturados, assim,

poderá ocorrer o fenômeno inverso, que o agregado saturado perder parte da água

absorvida para a matriz do concreto.

MACHADO Jr. e AGNESINI (2000) mostraram que a elevada absorção dos

agregados reciclados promovem o efeito de “cura úmida interna”, e esta é uma das

propriedades dos agregados leves com alto poder de absorção como a argila

expandida (NEVILLE, 1995).

Diversos autores admitem que a taxa de absorção dos agregados reciclados é

elevada e afirmam que este fato se deve à argamassa aderida aos grãos, no caso

do agregado reciclado de concreto (HANSEN, 1992; BARRA, 1996; LEVY, 1997;

ZORDAN, 1997; BAZUCO, 1999, BANTHIA e CHAN, 2000; LIMBACHIYA et al.,

1998). LEVY(1997) também afirmou que quanto maior a presença de materiais

cerâmicos na composição dos agregados reciclados, maior será a absorção de

água.

A Building Contractors Society in Japan (BCSJ, 1992) apud HANSEN (1992)

encontrou valores de absorção entre 3,6 % e 8 %, para os agregados reciclados

graúdos, e entre 8,3 % e 12,1 %, para os agregados reciclados miúdos, sendo

ambos originários de concreto demolido. No estudo realizado por HANSEN e

NARUD (1983), foi encontrada taxa de absorção de 8,7%, para os agregados entre

4 mm e 8 mm, e de 3,7 %, para os agregados entre 16 mm e 32 mm.

Foram encontradas, por QUEBAUD (1996), taxas de absorção de água de

12,2% para agregados miúdos e 5,8% para agregados graúdos, ambos reciclados

obtidos a partir de concretos e argamassas, todos com relação a/c entre 0,4 e 1,2.

Para os agregados reciclados oriundos de concreto, os valores variaram entre 6% e

7%, já para os agregados reciclados de argamassa, estes valores estiveram entre

15% e 17%.

Em trabalho feito por TOPÇU e GÜNÇAN (1995), foram medidas as taxas de

absorção dos agregados graúdos reciclados durante o tempo de 30 minutos, e a

absorção alcançou o índice de 7%.

68

Em estudo realizado por BAZUCO (1999), com agregados reciclados

provenientes de concreto, a taxa de absorção média de água, medida durante 24

horas, foi de 8,5% e verificou-se, ainda, que quase toda água foi absorvida nos

primeiros 30 minutos do contato do agregado reciclado com a água.

BARRA (1996) encontrou, em seu estudo, valores de taxa de absorção para os

agregados reciclados conforme a TAB. 2.22. Pode-se observar que, quanto menor o

diâmetro dos grãos e maior a porosidade do material, maior foi a taxa de absorção

de água.

TAB. 2.22 - Taxas de absorção de agregados reciclados em função do tipo de componente e da granulometria.

Componente reciclado Frações Absorção1 (%)

Concreto 12mm - 20mm 6,9

6mm - 12mm 7,5

Material cerâmico 12mm - 20mm 14,5

6mm - 12mm 14,4

1 - Capacidade de absorção do material calculada em função da massa do material seco em estufa

Fonte: BARRA (1996)

DESSY et al. (1998) encontraram, em seus estudos, valores de taxa de

absorção para os agregados reciclados variando com a granulometria, conforme a

TAB. 2.23. Os resultados comprovam a existência de uma maior quantidade de

pasta de cimento nas frações menores.

TAB. 2.23 - Taxas de absorção de agregados reciclados de concreto em função da

sua granulometria.

Frações Absorção (%)

0mm - 4mm 8,2

4mm - 7mm 5,4

7mm - 16mm 4,7

Fonte: DESSY et al. (1998).

De acordo com os estudos de TAVAKOLI e SOROUSHIAN (1996a), a taxa de

absorção dos agregados de RCD fornece indicativos a respeito da quantidade de

argamassa aderida na superfície do agregado reciclado de concreto.

69

Em estudo com amostras de agregado graúdo reciclado, MACHADO Jr. et al.

(2000) encontraram taxas de absorção variando entre 7,9 % e 9,0 % para os

agregados reciclados com dimensões máximas características de 19,0 mm e

9,5mm, respectivamente. Os autores afirmaram que quanto menor a dimensão do

agregado maior será a absorção do material.

I&T (1999) apud LIMA (1999) concluiu que, após 5 minutos de imersão em

água, as amostras de agregado reciclado atingiram ao menos 95% da absorção

máxima. Assim, 5 minutos foi considerado o tempo de saturação necessário para se

efetuar a pré-umidificação dos agregados antes de misturá-los à pasta.

MAULTZSCH e MELLMANN (1998) analisaram a taxa de absorção de

agregados reciclados de RCD com granulometrias variadas e encontraram taxas

que variaram entre 4% e 10%. Os autores concluíram que após 10 minutos de

imersão dos agregados reciclados em água, a absorção foi de 70% a 95% do total

de água absorvida.

KNIGHTS (1998) concluiu que quase toda água necessária para a mistura do

concreto era absorvida pelos agregados reciclados durante a fase de pré-

umidificação. Assim, o autor sugeriu que somente a absorção do agregado reciclado

referente a 10 minutos de imersão em água é que precisa ser compensada no teor

de água total adicionado nas misturas de concreto reciclado, ao invés da taxa de

absorção relativa ao tempo de 24 horas de imersão. Este, então, foi considerado o

tempo suficiente para reduzir satisfatoriamente a alta absorção dos agregados

reciclados antes de incorporá-los à mistura do concreto.

VAN DER WEGEN e HAVERKORT (1998) utilizaram agregado miúdo reciclado

de variadas origens e avaliaram a influência da lavagem prévia dos grãos na

absorção de água. A adoção deste processo nos agregados britados fez a taxa de

absorção reduzir de 13% para 6%, enquanto a massa específica aumentou.

A taxa de absorção de água dos agregados reciclados é muito relevante

quando são utilizados em concretos, pois esta taxa elevada interfere diretamente na

relação a/c das misturas. Além disso, se não for considerada a absorção, além da

redução da relação a/c, haverá também uma diminuição considerável da

trabalhabilidade do material, deixando o concreto extremamente seco.

Quando se produz concretos com agregados reciclados, existe a necessidade

de se acrescentar mais água à mistura do que seria necessário de fossem utilizados

70

apenas agregados de rocha natural. Uma elevada quantidade de água a ser

incorporada na mistura acarretará no aumento da relação a/c e, consequente, na

redução da resistência mecânica do concreto endurecido. Logo, para manter a

resistência mecânica, haverá a necessidade de aumentar o consumo de cimento, o

que aumentará o custo do concreto produzido. Uma boa alternativa é a de

compensar parcialmente a elevada taxa de absorção dos agregados reciclados com

adição de superplastificantes à mistura, para minimizar os problemas com a

trabalhabilidade e, ao mesmo tempo, reduzir a relação a/c e a consequente

manutenção da resistência mecânica do concreto, entretanto, deve-se atentar para o

custo final do concreto reciclado com a adição deste componente.

2.4.5 MATÉRIA ORGÂNICA E MATERIAIS PULVERULENTOS

A presença de matéria orgânica nos agregados reciclados pode acarretar o

aumento do tempo de início de pega e, também, a diminuição da resistência inicial

do concreto reciclado, que se deve à formação interna de bolhas de ar na mistura.

Os ácidos orgânicos, formados a partir da matéria orgânica, combinam-se com

o hidróxido de cálcio liberado pela hidratação do cimento e diminuem o pH da

solução de contato com estes compostos, retardando e impedindo a posterior

hidratação. Além disso, pode ocorrer a instabilidade dimensional nos concretos

submetidos a ciclos de gelo-degelo, por conta da presença deste tipo de impureza

(DESSY et al., 1998).

O teor de finos presente nas misturas de concreto podem influenciar

drasticamente na quantidade de água necessária, o que pode provocar uma

diminuição da resistência mecânica. Além disso, a presença destas partículas

podem reduzir a resistência do concreto ao desgaste, especialmente por abrasão

(COUTINHO, 1997).

71

2.5 CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO

2.5.1 DOSAGEM DE CONCRETOS COM AGREGADOS RECICLADOS

Para a produção do concreto com material reciclado como agregado, misturas

experimentais devem ser realizadas, do mesmo modo que tais misturas são feitas

para concretos convencionais.

Deve ser estabelecida uma quantidade de água suficiente para garantir uma

trabalhabilidade eficiente na mistura, desde que não ocorra excesso de água, fato

que pode comprometer o uso do cimento em quantidade necessária para se

alcançar a resistência desejada a um custo compatível.

Os agregados reciclados possuem uma maior presença de grãos finos, forma

mais lamelar dos grãos, maior rugosidade e elevada porosidade, e tais

características prejudicam consideravelmente a consistência do concreto dosado

com agregados de RCD. (TENÓRIO, 2007)

De acordo com BARRA (1996), existe a necessidade em se utilizar um sistema

de dosagem na produção de concretos com agregados de RCD que permita levar

em consideração a influência das propriedades dos agregados reciclados nas

propriedades do concreto produzido, pois o material reciclado possui uma variedade

de características muito diversas em relação ao material normalmente utilizado nos

concretos.

BANTHIA e CHAN (2000) relataram que pequenos ajustes nas dosagens dos

concretos reciclados podem ser realizados de forma a se obter propriedades

desejáveis para o novo concreto produzido.

Conforme FORSTER (1986), a melhor situação é aquela que conta com a

utilização da fração graúda e da fração miúda do agregado reciclado. Entretanto, o

autor ressaltou que a substituição de 15% a 30% em massa do material fino

reciclado pelo agregado miúdo natural já pode melhorar a trabalhabilidade do

concreto.

HANSEN (1992) e PIETERSEN e FRAAY (1998) concluíram que se até 30% dos

agregados naturais forem substituídos por agregados reciclados, não haverão

mudanças relevantes nas propriedades dos concretos se comparados a concretos

convencionais. Entretanto, BAZUCO (1999) afirmou que um teor de substituição de

72

abaixo de 50% dos agregados naturais por agregados reciclados não é o suficiente

do ponto de vista ambiental.

Desta forma, para produção de concretos com diferentes tipos de agregado

reciclado, é importante que sejam tomadas medidas prévias como a pré-

umidificação dos agregados reciclados, além da utilização de aditivos

superplastificantes que reduzam o transporte interno de água da pasta para o

agregado seco (QUEBAUD et al., 1999; PIETERSEN e FRAAY, 1998; HENDRIKS E

PIERTESEN, 1998).

2.5.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO RECICLADO

2.5.2.1 MASSA ESPECÍFICA

A massa específica no concreto reciclado no estado fresco tende a ser menor

que a encontrada no concreto convencional, pois a menor massa específica do

agregado reciclado e a maior quantidade de vazios incorporada aos agregados

tendem a conferir a redução no valor desta massa específica. A influência deste

agregado reciclado na massa específica do concreto confere valores tais que o

concreto fica situado entre o limite de concreto leve e concreto convencional

(LATTERZA e MACHADO Jr., 1999). Segundo BAZUCO (1999), o concreto

reciclado pode ser caracterizado como intermediário, entre o concreto leve e o

concreto convencional.

É importante ressaltar que a diminuição gradual da massa específica do

concreto reciclado ocorre à medida que aumenta o teor de substituição do agregado

natural pelo reciclado. Da mesma forma, a quantidade de ar no concreto aumenta à

medida que o teor de substituição aumenta, contribuindo, então, para uma

diminuição da massa específica (KIKUCHI et al., 1993).

LEVY (1997), em seu trabalho, afirmou que pode ocorrer uma redução de 5% a

10% na massa específica do concreto reciclado quando comparado ao

convencional, devido à quantidade total de ar incorporado em concretos com este

material reciclado.

LATTERZA (1998), analisando misturas de concretos com agregados

reciclados com dimensões máximas de 19 mm e 9,5 mm, encontrou redução na

73

massa específica de concretos com substituição por 100 % de agregados graúdos

reciclados, em relação aos concretos com agregados naturais, de 4 % e 9 %,

respectivamente.

Além disso, cabe lembrar que a composição dos RCD também influencia o

valor encontrado na massa específica, pois quanto mais densos os materiais que

compõem o RCD, maior será a massa específica do concreto produzido com estes

materiais.

2.5.2.2 TRABALHABILIDADE

Dentre as propriedades inerentes ao concreto no estado fresco, a

trabalhabilidade pode ser uma das mais importantes, pois esta exerce grande

influência nas propriedades finais do concreto no estado endurecido.

Existe uma unanimidade em se afirmar que os concretos com agregados

reciclados apresentam um menor índice de consistência em relação aos executados

com agregados naturais, numa mesma composição. Esta afirmação se justifica na

elevada porosidade apresentada pelo agregado reciclado, fato que aumenta a

absorção de água e diminui a quantidade de água livre nas misturas (LEVY, 1997;

TOPÇU e GÜNÇAN, 1995; HENDRIKS E PIETERSEN, 1998).

BAZUCO(1999) indicou que a forma mais angular dos grãos dos agregados

reciclados é um fator que influencia na diminuição da trabalhabilidade dos concretos

produzidos com este material.

A utilização dos agregados miúdos reciclados reduz ainda mais a

trabalhabilidade do concreto. Se apenas o agregado graúdo de concreto é utilizado,

existe somente uma pequena variação entre trabalhabilidade dos concretos

reciclado e convencional (HANSEN, 1992).

A elevada taxa de absorção dos agregados reciclados é um fator

preponderante que resulta na heterogeneidade dos índices de abatimento nos

concretos reciclados (QUEBAUD e BUYLE-BODIN, 1999). Entretanto, estes

mesmos autores afirmaram que uma pré-umidificação dos agregados reciclados na

produção do concreto representa uma boa alternativa para a redução deste

problema. Além do mais, pode-se utilizar aditivos plastificantes ou

superplastificantes, porém o uso destes produtos incidirá no aumento do custo final

74

do concreto reciclado e este fato pode representar uma desvantagem econômica

oferecida por este concreto reciclado.

RASHWAN e ABOURIZK (1997) afirmaram que a trabalhabilidade dos

concretos com agregados graúdos e miúdos reciclados não depende principalmente

da água existente na mistura, como ocorre no concreto convencional, e sim da forma

e da textura dos agregados reciclados utilizados. Estas propriedades proporcionam

um maior travamento nas misturas de concreto, dificultando a movimentação das

partículas, que necessitarão de uma maior quantidade de pasta para atingir a fluidez

necessária.

HANSEN e NARUD (1983) compararam alguns concretos produzidos com

agregados reciclados, oriundos de demolição de concreto, com concretos

convencionais e então concluíram que os com RCD necessitam de 5% a mais de

água para atingir os índices de consistência alcançados pelos concretos

convencionais.

Além disso, os autores observaram que existe uma maior coesão entre as

partículas dos agregados reciclados e, por isso, a perda no ensaio de abatimento

dos concretos reciclados é mais rápida que a dos concretos convencionais.

A forma mais angular das partículas do agregado reciclado, bem como a

superfície mais áspera é um dos motivos da maior necessidade de água livre nas

misturas dos concretos. A maior coesão nestas misturas deriva do atrito entre as

superfícies ásperas dos agregados reciclados e do surgimento de finos observado

durante a mistura dos materiais do concreto, por conta da baixa resistência do

material. A perda mais rápida no abatimento do tronco de cone, observada nos

concretos reciclados, se deve à contínua absorção de água pelos agregados,

mesmo após terminada a mistura.

Em estudo com agregados reciclados oriundos de blocos cerâmicos para

produção de concreto reciclado, MANSUR et al. (1999) analisaram 4 traços de

concreto, com uma substituição total do agregado graúdo natural pelo agregado

reciclado, onde as relações a/c foram 0,3, 0,4, 0,5 e 0,6. Foram realizadas, inclusive,

misturas de referência com o agregado de rocha natural para comparação. Na

produção do concreto, os agregados reciclados foram imersos em água por 24 horas

e, após a secagem da sua superfície, foram utilizados na condição saturada

superfície seca.

75

As trabalhabilidades dos concretos no estado fresco, medida através do

abatimento do tronco de cone, está apresentada na TAB. 2.24.

TAB. 2.24 - Trabalhabilidade das misturas de concreto medidas pelo abatimento do tronco de cone.

Abatimento (mm)

Tipo de

concreto

Relação a/c

0,3 0,4 0,5 0,6

Referência 116 107 91 34

Reciclado 95 82 51 22

Fonte: MANSUR et al. (1999)

Observa-se que, mesmo com a compensação da absorção dos agregados

reciclados cerâmicos, os concretos reciclados apresentaram menores

trabalhabilidades do que os concretos de referência. O efeito da superfície rugosa e

a forma angulosa das partículas dos agregados reciclados devem ter exercido

influência sobre a trabalhabilidade, pois que estas características possuem a

capacidade de provocar um maior travamento, diminuindo assim a mobilidade entre

as partículas nas misturas de concreto.

Conforme DE PAUW et al. (1998), os agregados reciclados possuem a

característica marcante de alta porosidade, isto faz com que estes materiais

absorvam quantidades significativas de água no seu interior, que são retiradas da

mistura de concreto. Assim, os autores sugerem que a água presente no concreto

está subdividida conforme as EQ. 2.1 e 2.2:

Atot = Aagr + Aabs + Alivre (EQ. 2.1)

Aadd = Aabs + Alivre (EQ. 2.2)

Atot = água total da mistura de concreto

Aagr = água inicial presente no agregado

Aadd = água adicionada durante a mistura do concreto

Aabs = água absorvida pelo agregado durante a mistura do concreto

Alivre = água disponível na pasta de cimento durante a mistura do concreto

76

LIMBACHIYA et al. (1998) e DESAI (1998) concluíram que quanto mais

elevado o teor de substituição do agregado natural pelo agregado reciclado, maiores

serão as reduções no abatimento das misturas de concreto, ficando bem mais secas

e menos coesivas. Os autores apontaram, também, que tais problemas podem ser

contornados com a adição de fíler às misturas.

SAGOE-CRENTSIL e BROWN (1998), a partir de estudos feitos na Austrália,

concluíram que uma pré-umidificação dos agregados reciclados ou uma pré-mistura

a seco dos materiais durante a produção do concreto podem melhorar a

trabalhabilidade do mesmo.

Ainda, de acordo com esses autores, a água absorvida nos poros das

partículas do agregado reciclado e a água livre, juntas, correspondem ao teor de

água total da mistura e é esta água que influencia na trabalhabilidade, na retração

por secagem e na resistência dos concretos reciclados.

A trabalhabilidade dos concretos com agregados reciclados é sensível tanto ao

teor de água livre nas misturas quanto à sua relação areia/agregado. Apenas o

conhecimento amplo das características dos agregados reciclados pode vir a ajudar

na produção dos concretos reciclados com uma trabalhabilidade equivalente à

encontrada nos concretos convencionais.

Pelos resultados encontrados na bibliografia, conclui-se que não se conhece

um parâmetro único para orientar na produção dos concretos com agregados

reciclados, nem mesmo para se medir a trabalhabilidade deste material

satisfatoriamente. Assim, a trabalhabilidade do concreto reciclado deve ser alvo de

um estudo mais aprofundado com o objetivo de reduzir estas incertezas.

2.5.2.3 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Os agregados graúdo e miúdo, bem como os materiais finos, são igualmente

importantes na definição das propriedades do concreto nos estados fresco e

endurecido. Sabendo que estes agregados correspondem a cerca de 80% do

volume de toda mistura do concreto, pode-se afirmar que qualquer variação na

quantidade e nas propriedades deste material necessita ser acompanhado de um

estudo mais aprofundado.

77

De acordo com o estudo de COUTINHO (1997), a resistência do concreto

endurecido só não é influenciada pela resistência do agregado graúdo se a

resistência deste for muito superiores à resistência do concreto, como por exemplo

rochas com resistências maiores que 60 a 70 MPa, caso contrário, a resistência à

compressão dos agregados deve influenciar na resistência final dos concretos.

HANSEN (1992) publicou que os valores de resistência à compressão dos

concretos com agregados graúdos de RCD são de 5% a 20% mais baixos que os

encontrados na resistência dos concretos de referência. No Japão, a redução das

resistências de concretos reciclados varia entre 14% e 32% (BAZUCO, 1999).

MACHADO Jr. et al. (1998) mostraram que a absorção do agregado reciclado

pode reduzir o teor de água livre no concreto se o mesmo for utilizado seco, e assim

acarretará no aumento da resistência à compressão.

DOLARA et al. (1998) analisaram a resistência à compressão dos concretos

com 50% e 100% de agregado reciclado em substituição ao agregado natural, e a

influência do tipo de cura utilizado sobre os resultados obtidos. Assim, concluíram

que a cura úmida dos concretos reciclados proporciona um aumento de 10% na

resistência à compressão, quando comparados com os concretos curados ao ar.

A utilização de agregados miúdos reciclados parece afetar mais ainda a

resistência à compressão.

Na analise da resistência à compressão, alguns fatores como as propriedades

dos agregados reciclados, o teor de substituição destes e os valores de resistência

que se deseja alcançar, devem ser levados em consideração. Assim, para níveis

menores de resistência, as diferenças tendem a diminuir (BAZUCO, 1999).

TOPÇU e GÜNÇAN (1995) estudaram concretos com teores de 0%, 30%,

50%, 70% e 100% de substituição agregados naturais por agregados reciclados de

concreto demolido na produção de novos concretos e obtiveram reduções nos

valores de resistência para os concretos com até 80% de agregados de RCD.

Quanto mais baixos os valores de resistência do concreto reciclado, maiores

poderão ser os teores de substituição do agregado.

LIMBACHIYA et al. (1998) concluíram em seu estudo com amostras de

agregados reciclados de concreto que, quanto mais elevado o teor de agregado

reciclado utilizado na composição do concreto reciclado, menor será a resistência

alcançada pela mistura.

78

Para a obtenção de concretos com resistência à compressão maiores do que

as resistências do concreto que deu origem ao agregado reciclado, a baixa

aderência entre a argamassa do concreto antigo e o agregado original pode causar

a redução da resistência à compressão no concreto reciclado se compararmos com

o concreto de referência com uma mesma relação água/cimento.

Quando a resistência do concreto que originou o agregado reciclado for maior

que a do novo concreto, então o desempenho mecânico do concreto reciclado tende

a ser melhor (TAVAKOLI e SOROUSHIAN, 1996). Os autores concluíram ainda que

o aumento da perda por abrasão Los Angeles e da taxa de absorção dos agregados

de RCD podem levar à redução da resistência do concreto reciclado.

Contrariando as conclusões encontradas por TAVAKOLI e SOROUSHIAN

(1996), KIKUCHI et al. (1998) ressaltaram que é possível a produção de concretos

reciclados com maior resistência que a do concreto que originou os agregados

reciclados. É difícil a comparação destes resultados, pois os diferentes resultados

apresentados nestas pesquisas podem ser provenientes de uma falta de

padronização na execução dos concretos.

KASAI e FUJII (1989) relataram que as resistências à compressão de

concretos com agregados reciclados provenientes de concreto depende

especialmente da relação água/cimento, bem como da resistência do concreto

original.

Os agregados reciclados possuem grande porosidade e elevado teor de

absorção, características estas que podem proporcionar uma boa aderência à matriz

do concreto e, consequentemente, um ganho de resistência considerável entre as

primeiras idades e a idade de 28 dias (MACHADO Jr. e AGNESINI, 1999). Os

autores sugeriram ainda que existe um efeito importante de cura interna do concreto,

e esta é uma propriedade dos agregados que possuem alto teor de absorção.

SALEM e BURDETTE (1998) realizaram comparações entre os concretos com

agregado graúdo reciclado e miúdo natural e os concretos com agregados naturais,

e concluíram que a resistência dos concretos com agregado graúdo reciclado era

maior do que a do concreto convencional. Estes autores atribuíram este

comportamento do concreto reciclado ao formato mais angular dos grãos e à textura

áspera do agregado reciclado, que proporciona uma melhor aderência e um maior

travamento entre a pasta e o agregado, quando comparado ao agregado natural.

79

Além disso, uma outra causa apontada para o desempenho mais eficaz do concreto

reciclado foi o fato de que a maior absorção de água do agregado reciclado pode ter

ocasionado a diminuição da relação a/c do concreto.

RANVIDRARAJAH et al. (1987) prepararam composições de concreto com

agregados naturais e reciclados para as relações a/c de 0,3, 0,4, 0,5, 0,6 e 0,7, e

obtiveram a resistência à compressão de cada concreto. Estes autores encontraram

uma redução de 10% nos resultados dos ensaios de resistência à compressão dos

concretos com agregados reciclados e observaram, também, que o uso de agregado

miúdo de RCD, combinado ao agregado graúdo reciclado, causou uma maior queda

na resistência do concreto do que o uso de agregado graúdo reciclado com o miúdo

natural.

DESSY et al. (1998) estudaram concretos com substituição de 100% dos

agregados naturais pelos agregados reciclados, concretos com uma mistura que

substituía somente o agregado graúdo natural pelo reciclado e concretos com uma

mistura de referência, ou seja, sem a substituição dos agregados naturais, e com

relações a/c de 0,77, 0,69 e 0,66, respectivamente. Através dos resultados obtidos,

eles encontraram uma redução de cerca de 23% na resistência à compressão para o

concreto com 100% de agregado reciclado e uma redução de 13% para o concreto

que substituiu apenas o agregado graúdo.

SAGOE-CRENTSIL et al. (1998) encontraram perdas na resistência à

compressão de aproximadamente 13% nos concretos produzidos com agregado

graúdo reciclado e com agregado miúdo natural, e redução de até 32% nos

concretos produzidos apenas com agregados reciclados. Os autores atribuíram a

redução encontrada à maior utilização de água pelo concreto com agregado

reciclado em relação ao concreto convencional.

BARRA (1996) produziu misturas de concretos com agregados graúdos

reciclados de demolição de concreto, agregados graúdos reciclados cerâmicos e

agregados de rocha natura, e foram traçadas curvas de dosagem. Concluiu, então,

que os concretos reciclados obedeceram ao comportamento da Lei de Abrams.

Entretanto, conforme a relação a/c diminuía, o aumento na resistência para os

concretos reciclados era menor em comparação com o observado para o concreto

convencional.

80

DI NIRO et al. (1998) estudaram misturas de concreto com agregado reciclado

com teores de 0%, 30%, 50%, 70% e 100% de substituição do agregado graúdo

natural pelo agregado reciclado e concluíram que, conforme se aumenta o teor de

substituição pelo agregado reciclado, mais baixa fica a resistência à compressão do

concreto reciclado. Para o traço com 100% de substituição de agregado reciclado, a

redução na resistência foi de 20%, já para o concreto com 30% de substituição, a

redução foi de apenas de 4%.

MACHADO Jr et al. (2000) realizaram misturas de concreto reciclado utilizando

agregados graúdos reciclados de dimensões máximas iguais a 19,0 mm e 9,5 mm,

com teores de substituição de 0%, 50% e 100% de RCD. Os resultados obtidos não

apresentaram diferenças significativas em relação aos das duas graduações

testadas. Entretanto, os concretos reciclados apresentaram um aumento de 15% e

19% nos valores de resistência à compressão em relação aos encontrados nos

concretos de referência. Os autores atribuíram esse comportamento à elevada taxa

de absorção dos agregados reciclados, que não foi compensada durante a produção

dos concretos. Neste caso, mencionaram, a possibilidade de “cura úmida interna”

causada pelo agregado reciclado durante o endurecimento do concreto, fenômeno

característico dos agregados leves com alto poder de absorção, conforme descrito

por NEVILLE (1995).

Diante dos variados resultados encontrados e das diversas pesquisas

desenvolvidas, conclui-se que há uma dificuldade em identificar qual dos

comportamentos já observados nos concretos produzidos com agregados reciclados

é o mais correto. Isto pode ser atribuído à dificuldade em se avaliar quais os

parâmetros que foram tomados como constantes nos diferentes estudos, para se

fazer as devidas comparações. Assim, a falta de um procedimento uniforme nas

pesquisas torna difícil a adoção de um ou outro resultado como sendo o parâmetro

balizador para o comportamento do material.

2.5.3 USO DE ADITIVOS E ADIÇÕES NO CONCRETO RECICLADO

A Federal Highway Administration, o Army Corps of Engeneering e algumas das

agências rodoviárias estaduais dos Estados Unidos, citados por DELWAR et al.

(1997) e FORSTER (1986), realizaram vários estudos sobre concretos produzidos

81

com agregados reciclados e concluíram que o uso dos agentes redutores de água

são efetivos para o aumento da resistência dos concretos com agregados

reciclados, desta forma, o uso de agentes incorporadores de ar e finos de cinza

volante podem melhorar a trabalhabilidade e a durabilidade dos concretos

reciclados.

No trabalho realizado por HANSEN e HEDEGARD (1984), estes autores

produziram concretos utilizando aditivos superplastificante, incorporadores de ar,

retardadores de pega e aceleradores de pega. Os concretos produzidos com estes

aditivos foram britados e depois peneirados, sendo então reutilizados como

agregados graúdos para produção de novos concretos. O objetivo era testar o efeito

destes aditivos dos concretos de origem nos novos concretos reciclados. Assim,

concluiu-se que o uso dos superplastificantes, dos incorporadores de ar e dos

aceleradores ou retardadores de pega no concreto de origem produziu muito pouco

ou nenhum efeito sobre o as características do concreto reciclado, respectivamente,

sobre a trabalhabilidade, a incorporação de ar e a influência nos tempos de pega.

FORSTER (1986) fez um levantamento de projetos que utilizaram os concretos

com agregados reciclados nos Estados Unidos e concluiu que os concretos com

agregado reciclado necessitam de menores quantidades de agentes incorporadores

de ar se comparados aos concretos convencionais, para atingir um determinado teor

de ar incorporado.

SALEM e BURDETTE (1998) dosaram misturas de concreto com agregado

graúdo reciclado proveniente de demolição de concreto e com agregados de rocha

natural adicionando às misturas quantidades de cinza volante e de aditivo

incorporador de ar, separadamente. Concluíram, assim, que o uso de elevados

teores de cinza volante acarreta no aumento da resistência ao gelo-degelo na duas

misturas, entretanto com melhor desempenho no concreto convencional, não

chegando a afetar as propriedades físicas. O uso de aditivos incorporadores de ar

aumenta a resistência ao gelo-degelo nos dois tipos de mistura. Porém, causa uma

redução significativa nas propriedades mecânicas dos concretos reciclados e

convencionais.

TOBORI et al. (1999) fizeram um estudo sobre o uso dos superplastificantes à

base de poliestireno sulfonado e de formaldeído naftaleno sulfonado em

composições de concretos com agregados naturais, composições com agregado

82

graúdo reciclado de concreto e agregado miúdo natural e composições com

agregados reciclados.

Esses autores concluíram que, em todos os casos, o abatimento do tronco de

cone aumentava conforme se aumentava o teor de superplastificante, apenas do

incremento diferenciado em relação ao tipo de agregado utilizado em cada mistura.

Assim, o aumento no abatimento foi maior nos concretos convencionais e no

concreto com agregado graúdo reciclado e miúdo natural, o abatimento foi menor

nos concretos com substituição total dos agregados naturais pelos reciclados

Esse mesmo comportamento também foi observado quando se fez a mudança

no tipo de superplastificante utilizado. Os autores atribuíram esta propriedade à

elevada absorção do agregado miúdo. Quando o superplastificante é incorporado à

mistura de concreto reciclado, ao invés de ele atuar nos grãos de cimento, ele pode

vir a ser absorvido, na sua fase líquida, pelo agregado miúdo reciclado, assim, o

aditivo pode funcionar apenas como parte integrante da água de molhagem do

agregado, e, assim, as partículas de cimento aderidas previamente à superfície dos

agregados não estarão disponíveis para uma possível interação com o aditivo, ou

seja, ocorre uma piora no desempenho do aditivo sobre o concreto reciclado.

HANSEN (1992) afirmou também que os efeitos dos superplastificantes não são

deletérios, caso sejam utilizados na produção de concretos reciclados.

2.6 CONCRETOS AUTO-ADENSÁVEIS (CAA)

O concreto auto-adensável (CAA) é aquele utilizado para indicar uma categoria

de concretos que pode ser moldado em fôrmas preenchendo os espaços vazios

através, exclusivamente, da ação do seu peso próprio, não necessitando, portanto,

de nenhum tipo de adensamento mecânico ou manual. O CAA deve oferecer uma

excelente capacidade de preenchimento dos espaços vazios das fôrmas, bem como

o envolvimento da malha de aço e dos demais obstáculos existentes, sem que

ocorra segregação ou exsudação.

A norma ABNT NBR 15823 (2010) trata da classificação e parâmetros

(espalhamento, habilidade passante, viscosidade e resistência à segregação) para a

aceitação do concreto auto-adensável em diversas aplicações.

83

2.6.1 ENSAIOS DO CAA NO ESTADO FRESCO

O Método do cone de Abrams, de acordo com a ABNT NBR 15823 (2010) -

Parte 2 é utilizado para a determinação do espalhamento (Slump-flow) e do tempo

de escoamento (t500) do concreto fresco.

Consiste em se encher um cone de metal com o concreto fresco e, logo em

seguida, retirar o cone e medir o abatimento ocorrido no concreto devido a ação do

seu peso próprio (ver FIG. 2.12). No caso de CAA, espera-se que o espalhamento

seja completo, ou seja, o cone de concreto se adensa formando um círculo de

concreto espalhado uniformemente sobre uma placa (ver FIG. 2.13).

FIG. 2.12 Ensaio do cone de Abrams.

FIG. 2.13 - O Cone de Abrams.

84

O espalhamento SF é a média aritmética entre as duas medidas perpendiculares

do diâmetro no final do espalhamento, medido em milímetros, o que permite

enquadrar o CAA fresco em classes de espalhamento, conforme a TAB. 2.25.

TAB. 2.25 - Classe de espalhamento no Método do cone de Abrams.

Classe de espalhamento Espalhamento mm

SF1 550 a 650

SF2 660 a 750

SF3 760 a 850

Para se medir a viscosidade, mede-se o tempo para que o concreto alcance o

diâmetro de 500 mm, após o qual pode-se classificar o concreto conforme a TAB.

2.26.

TAB. 2.26 - Classe de viscosidade plástica aparente.

Classe de viscosidade plástica aparente

Tempo de escoamento

(t500) (s)

VS1 ≤ 2

VS2 > 2

Para se verificar a capacidade do concreto fresco de ocupar os vazios e cumprir

a sua finalidade, utiliza-se o ensaio do Método do anel J, de acordo com a ABNT

NBR 15823 (2010) - parte 3.

Para a realização desse ensaio, usa-se o escoamento no tronco de cone com o

anel J ao seu redor servindo como obstáculo (ver FIG. 2.14). Após o concreto parar

de fluir através do anel, mede-se o espalhamento alcançado. De posse da medida

do espalhamento feita sem o anel (Método do Cone de Abrams) com a medida feita

com o anel J, calcula-se a diferença entre as duas medidas. Esta diferença

representa a resistência do concreto em ocupar os espaços vazios.

FIG. 2.14 - Habilidade passante (método do Anel J).

85

A TAB 2.27 apresenta as classes de habilidade passante do CAA fresco de

acordo com o valor encontrado no Método do Anel J.

TAB. 2.27 Classes de habilidade passante no anel J. Classe de habilidade passante

Diâmetro do espalhamento

(mm) Aplicação Exemplos

PJ1 250 a 500

Adequado para elementos

estruturais com espaçamentos

de armadura de 80mm a

100mm

Lajes, painéis,

elementos de fundação

PJ2 0 a 250

Adequado para a maioria das

aplicações correntes.

Elementos estruturais com

espaçamentos de armadura de

60mm a 80mm

Vigas, pilares, tirantes,

indústria de pré-

moldados

Outra forma de determinar a capacidade do CAA de fluir sem a necessidade de

adensamento forçado, é por meio do Método da caixa L, descrito na norma ABNT

NBR 15823 (2010) - parte 4.

Este método consiste de uma caixa em forma de "L" (ver FIG. 2.15), onde a

parte vertical é preenchida totalmente com concreto sem adensamento. Após

completar a coluna de concreto, abre-se a comporta para que haja escoamento para

a parte horizontal da caixa. Após cessar o escoamento, medem-se as alturas H1 e

H2 e obtém-se a razão H2/H1, que representa uma das classes de habilidade

passante conforme a TAB. 2.28. O teste deve ser feito com o uso de 2 ou 3 barras

de aço na região de divisa entre as partes vertical e horizontal da caixa em forma de

"L". O método permite, ainda, observar o concreto fluindo como se fosse uma

concretagem real, podendo ser observado se há ou não segregação dos agregados.

86

FIG. 2.15 - Caixa "L" utilizada para determinação da habilidade passante do CAA.

TAB. 2.28 - Classes de habilidade passante pelo método da caixa L.

Classe de

habilidade

passante

H2/H1 Aplicação Exemplos

PL1

≥ 0,80 com

duas barras

de aço

Adequado para elementos

estruturais com espaçamentos

de armadura de 80mm a

100mm

Lajes, painéis, elementos

de fundação

PL2 ≥ 0,80 com

três barras de

aço

Elementos estruturais com

espaçamentos de armadura de

60mm a 80mm

Vigas, pilares, tirantes,

indústria de pré-moldados

Para se determinar a viscosidade do CAA, utiliza-se o Método do funil V, cuja

descrição está inserida na norma ABNT NBR 15823 (2010) - parte 5.

Neste ensaio, mede-se o tempo em que o concreto, com agregado graúdo de

dimensão máxima característica menor ou igual a 20 mm, demora para passar

através de um funil com medidas específicas, conforme a FIG. 2.16.

87

FIG. 2.16 - Medidas do funil V.

A FIG. 2.17 mostra etapas de execução do ensaio de viscosidade pelo Método

do Funil V, onde nela se observa o preenchimento do funil com o CAA fresco e o

posterior escoamento do mesmo.

FIG. 2.17 - Execução do ensaio no funil V.

De acordo com o resultado desse método, pode-se classificar o CAA fresco em

classes de viscosidade e prever a aplicação do CAA em diferentes situações,

conforme listados na TAB. 2.29.

88

TAB. 2.29 - Classes de viscosidade e aplicações.

Classe de viscosidade

Funil V (seg)

Aplicação Exemplos

VF1 ≤ 8

Adequado para elementos estruturais

com alta densidade de armadura e

embutidos, mas exige controle da

exsudação e da segregação

Concretagens realizadas a partir do

ponto mais alto com deslocamento livre

Lajes, paredes-

diafragma, pilares-

parede, indústria

de pré-moldados e

concreto aparente

VF2 9 a 25

Adequado para a maioria das

aplicações correntes. Apresenta efeito

tixotrópico que acarreta menos pressão

sobre as formas e melhor resistência à

segregação.

Efeitos negativos podem ser obtidos

com relação à superfície de

acabamento (ar aprisionado), no

preenchimento de cantos e

suscetibilidade a interrupções ou

demora entre sucessivas camadas

Vigas, pilares e

outros

2.6.2 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A DOSAGEM DO CAA

Para a elaboração da dosagem do CAA, alguns parâmetros devem ser

observados, dentre eles destacamos:

- a viscosidade do CAA deve garantir que os agregados não segreguem

durante o lançamento;

- a utilização de agregados graúdos com dimensão máxima reduzida, de forma

a reduzir a interação (atrito) entre os grãos e facilitar o escoamento da mistura;

- a viscosidade e a fluidez devem permanecer no mesmo nível por tempo

necessário até que o concreto tenha adensado na forma em que foi lançado;

- a aplicação de quantidade maior de finos, para garantir uma maior retenção

de água na mistura e evitar que haja exsudação e segregação;

- o uso de aditivos superplastificantes para se obter a viscosidade necessária

sem que se eleve muito a relação a/c.

89

O desenvolvimento de um método teórico único e preciso para a dosagem dos

concretos convencionais é difícil de se obter, pois a variabilidade das características

físico-químicas dos materiais utilizados, bem como as diferentes interações que

podem ocorrer entre eles, faz com que os resultados encontrados nas dosagens

sejam bastante diferenciados quando mudamos as características básicas e as

origens dos materiais constituintes do concreto, aliado a isto, vem o fato de que os

critérios de aceitação destes elementos são bastante amplos (AITCIN, 1998).

Quando tratamos do CAA, fica ainda mais difícil desenvolver um método

relativamente eficiente, tendo em vista que neste tipo de concreto temos,

obrigatoriamente, a inclusão de outros tipos de materiais que darão as

características auto-adensáveis, tais como aditivos e componentes finos.

TUTIKIAN (2004) propôs uma metodologia para dosagem do CAA com os

materiais de cada localidade, desde que alguns requisitos básicos sejam cumpridos.

Assim, obedecendo um método detalhado, demonstrou-se que é possível prever a

dosagem do CAA.

Segundo ALBUQUERQUE (2003), uma das premissas básicas para a

confecção de concretos é a de que os agregados graúdo e miúdo devem,

obrigatoriamente, ser inertes e com fck igual ou superior a 15 MPa. Além disso, no

caso dos CAA, os agregados devem ter a menor granulometria possível e,

preferencialmente, com curvas granulométricas contínuas, de forma que a

compacidade seja preservada, contribuindo, assim, para a maior resistência do

concreto.

2.6.3 HISTÓRICO SOBRE DOSAGENS DO CAA

No trabalho publicado por COLLEPARDI, 2001, verificou-se a utilização de

areia fina e areia média em CAA no final dos anos 70, conforme a TAB. 2.30. Nela, a

mistura A foi utilizada em uma doca, em concretagem submersa com volume de

40.000m3, enquanto a mistura B pertence à composição do concreto utilizado na

superestrutura desta mesma obra.

90

TAB. 2.30 - Traços utilizados no fim dos anos 70.

Componente Mistura A Mistura B

Cimento Portland comum 400 kg/m3 300 kg/m3

Cinza Volante - 90 kg/m3

Areia Fina (0,075 - 0,60 mm) 180 kg/m3 -

Areia Média (0 - 5 mm) 990 kg/m3 670 kg/m3

Pedregulho (5 - 15 mm) 630 kg/m3 305 kg/m3

Pedregulho (10 - 20 mm) - 710 kg/m3

Água 190 kg/m3 187 kg/m3

Superplastificante 7 kg/m3 4 kg/m3

Relação a/c 0,47 0,62

Relação a/agl 0,47 0,48

Abatimento 260 mm 220 mm

Fonte: COLLEPARDI (2001)

Em 1998, na Chamarande, França, o CAA foi utilizado na concretagem de

peças compostas por longas paredes, com 2,30 metros de altura e 16 centímetros

de espessura por 30 metros de comprimento. A composição utilizada na época está

descrita na TAB. 2.31 (SODERLIND e CLAESON, 2000; BERNABEU e LABORDE,

2000).

TAB. 2.31 - Composição do CAA utilizado em Chamarande, França.

Cimento 310 kg/m3

Cinza Volante 190 kg/m3

Agregado 4/10 mm 750 kg/m3

Areia 0/4 mm 550 kg/m3

Areia fina 150 kg/m3

Superplastificante Glenium 27 (MBT) 1,30%

(em relação à massa dos aglomerantes)

Modificador de Viscosidade Meyco

MS686

1,50%

(em relação à massa dos aglomerantes)

Água 200 a 210 i/m3

Uma outra composição foi desenvolvida na obra de Bretonneau, na França,

onde o CAA foi melhorado, segundo SODERLIND e CLAESON (2000), cuja

composição é mostrada na TAB. 2.32.

91

TAB. 2.32 - Composição do CAA usado em Bretonneau, França.

Cimento 300 kg/m3

Pedrisco 4/12 mm 713 kg/m3


SUperplastificante Glenium 5l 3,80 kg/m3

Incorporador de ar 0,67 kg/m3

Água 198 L/m3 Fonte: SODERLIND e CLAESON (2000).

No ano de 1998, na cidade de Norrkoping, Suécia, nos dois andares inferiores

de um edifício de 7 andares foi utilizado o CAA, cuja composição é apresentada na

TAB. 2.33.

TAB. 2.33 - Composição do CAA usado em Norrkoping, Suécia.

Cimento 330 kg/m3

Fíler calcáreo 125 kg/m3

Água 182 kg/m3



Supeplastificante Viscocrete 2 (Sika) 1,7% a 1,8% (massa do cimento)

Fibras de aço 0, 10, 30 Fonte: SODERLIND e CLAESON (2000).

Ainda na Suécia, em 1999, o túnel enclausurado Oresund foi concretado

utilizando o CAA, e foi publicada por BERNABEU e LABORDE, 2000 e sua

composição encontra-se na TAB. 2.34.

TAB. 2.34 - Traço do CAA utilizado em Oresund.

Cimento 380 kg/m3


Sílica ativa 45 kg/m3

Agregado miúdo 0/2 mm 750 kg/m3

Agregado graúdo 2/8 mm 290 kg/m3


Água 143 L/m3

Superplastificante Rheobuild 2000B 14 kg/m3

Modificador de viscosidade Welan Gum 0,150 L/m3

Uma estrutura em forma de "lglu" foi edificada utilizando-se o CAA. Ela tinha

11,70 metros de largura e 22 metros de comprimento, e o volume de concreto

atingiu 200 m3 (BERNABEU e LABOREDE, 2000). Sua composição está resumida

na TAB. 2.35.

92

TAB. 2.35 - Composição do CAA usado na estrutura "iglu".

Cimento 380 kg/m3



Areia calcárea 0/8 mm 260 kg/m3

Agregado calcáreo 4/16 mm 820 kg/m3

Superplastificante rheobuild 2000B 1,50% (massa do aglomerante)

Água 210 kg/m3

Na obra da autoestrada A46, em Lyon, França, foi utilizado o CAA, conforme

BERNABEU e LABORDE, 2000, cuja composição utilizada está na TAB. 2.36.

TAB. 2.36 - Composição do CAA utilizado na autoestrada A46 em Lyon, França.

Cimento 410 kg/m3




Água 200 kg/m3

Superplastificante Glenium 27 (MBT) 3 kg/m3

Outra autoestrada a utilizar o CAA foi a A85, em Vierzon, França, no ano de

2000. A composição utilizada encontra-se na TAB. 2.37 (BERNABEU e LABORDE,

2000).

TAB. 2.37 - Composição do CAA utilizado em Vierzon, França. Cimento 480 kg/m3

Sílica ativa 40 kg/m3



Água 234 kg/m3

Superplastificante Optima 100 2,80% (da massa dos aglomerantes)

Na ponte de Motala, na Suécia, foi utilizado o volume de cerca de 90m3 de CAA

em um vão de 23 metros (BERNANEU e LABORDE, 2000), e sua composição está

indicada na TAB. 2.38.

TAB. 2.38 - Composição do CAA utilizado na ponte de Motala, Suécia.

Cimento 420 kg/m3

Fíler calcáreo 160 kg/m3

Agregado miúdo 0/8 mm 57%

Agregado graúdo 8/16 mm 43%


Relação a/c 0,38 a 0,40

Incorporador de ar -

93

A ponte Arboga U955, utilizada como passarela de pedestres e bicicletas na

Sécia, foi feita com CAA (BERNABEU e LABORDE, 2000), cuja composição está

apresentada na TAB. 2.39.

TAB. 2.39 - Composição do CAA utilizado na ponte de Arboga, Suécia.

Cimento 400 kg/m3

Fíler 500 170 kg/m3

Agregado miúdo 0/8 mm 865 kg/m3


Água 150 kg/m3


Incorporador de ar 0,05%

Compilando as composições em uma única base de dados (TAB.s 2.40 e 2.41)

pode-se verificar a maior ou menor ocorrência de cada material no CAA.

TAB. 2.40 Dados compilados das composições de CAA de obras diversas (parte 1).

MATERIAL (kg/m3)

TRAÇOS DE AUTORES DIVERSOS

Mistura A, Collepardi

2001

Mistura B, Collepardi

2001

Chamarande, França

Bretonneau, França

Norrkoping, Suécia

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Cimento Portland 400 16,7 300 13,2 310 14,3 300 14,6 330 14,0

Cinza Volante 0,0 90 4,0 190 8,8 0,0 0,0

Fíler Calcáreo 0,0 0,0 0,0 0,0 125 5,3

Sílica Ativa 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Areia Fina (0,075 - 0,6 mm)

180 7,5 0,0 150 6,9 0,0 0,0

Areia Média (0 - 2 mm) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Areia Média (0 - 5 mm) 990 41,3 670 29,6 550 25,4 840 40,9 1029 43,6

Agregado (2 - 8 mm) 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Agregado (5 - 15 mm) 630 26,3 305 13,5 0,0 0,0 0,0

Agregado (8 - 16mm) 0,0 0,0 0,0 0,0 686 29,1

Agregado (10 - 20 mm) 0,0 710 31,3 0,0 0,0 0,0

Agregado (4 - 12 mm) 0,0 0,0 750 34,7 713 34,7 0,0

Água 190 7,9 187 8,3 200 9,2 198 9,6 182 7,7

Superplastificante 7 0,3 4 0,2 6,5 0,3 3,8 0,2 5,6 0,2

Incorporador de ar 0,0 0,0 0,0 0,67 0,0 0,0

VMA 0,0 0,0 7,5 0,3 0,0 0,0

Relação água/cimento 0,48 0,62 0,65 0,66 0,55

Relação água/aglomerante

0,48 0,48 0,40 0,66 0,40

94

TAB. 2.41 Dados compilados das composições de CAA de obras diversas (parte 2).

MATERIAL (kg/m3)

TRAÇOS DE AUTORES DIVERSOS

Oresund estrutura

"iglu" Lyon, França

Vierzon, França

Motala, Suécia

Arboga, Suécia

Qtd % em massa

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Qtd. % em massa

Qtd.

% em

massa

Cimento Portland 380 15,8 380 15,9 410 17,9 480 21,4 420 18,6 400 17,6

Cinza Volante 70 2,9 110 4,6 80 3,5 0,0 0,0 0,0

Fíler Calcáreo 0,0 0,0 0,0 0,0 160 7,1 170 7,5

Sílica Ativa 45 1,9 0,0 0,0 40 1,8 0,0 0,0

Areia Fina (0,075 - 0,6 mm)

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Areia Média (0 - 2 mm)

750 31,2 260 10,9 0,0 770 34,4 0,0 0,0

Areia Média (0 - 5 mm)

0,0 601 25,2 960 41,9 0,0 855 37,9 865 38,2

Agregado (2 - 8 mm)

290 12,1 0,0 0,0 700 31,3 0,0 0,0

Agregado (5 - 15 mm)

0,0 0,0 640 27,9 0,0 0,0 0,0

Agregado (8 - 16mm)

710 29,6 0,0 0,0 0,0 645 28,6 678 29,9


0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0


0,0 820 34,3 0,0 0,0 0,0 0,0

Água 143 6,0 210 8,8 200 8,7 234 10,5 170 7,5 150 6,6

Superplastificante 14 0,6 7,35 0,3 3 0,1 14,5 0,6 4,64 0,2 3,02 0,1

Incorporador de ar

0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,28 0,0

VMA 0,15 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Relação água/cimento

0,38 0,55 0,49 0,49 0,40 0,38

Relação água/aglomerante

0,29 0,43 0,41 0,45 0,29 0,26

Ao produzir CAA com substituição do agregado graúdo natural por agregado

graúdo reciclado proveniente de demolição de estruturas de concreto, MOREIRA

(2012) encontrou as seguintes resistências à compressão axial para os teores de

substituição dos agregados de 0%, 10%, 20% e 30%, conforme a figura 2.18,

utilizando as relações a/c de 0,35, 0,45 e 0,55.

95

FIG. 2.18 - Resistência à compressão de CAA com agregado graúdo reciclado.

Nota-se, em seu trabalho, que o teor de 20% de substituição dos agregados

graúdos proporcional maiores resistências à compressão.

Com base no que foi exposto neste capítulo e visando contribuir com as

pesquisas existentes sobre concretos reciclados, o próximo capítulo trará o

programa experimental utilizado neste trabalho, onde os RCD provenientes do

Elevado da Perimetral foram utilizados como agregados graúdo, miúdo e finos na

composição de CAA em teores de substituição de 0%, 10%, 20%, 30%, 40% e 50%

ao agregado de rocha natural, verificando, através de ensaios no concreto fresco e

endurecido, os parâmetros relacionados à viscosidade, trabalhabilidade e resistência

à compressão.

96

3 PROGRAMA EXPERIMENTAL

Neste trabalho, foram utilizados agregados graúdo e miúdo de dois tipos

diferentes em um concreto auto-adensável de resistência convencional. Um foi o

agregado convencional, originado a partir da britagem de rocha natural, e o outro foi

o de RCD, proveniente da demolição da estrutura de concreto do Elevado da

Perimetral, no Rio de Janeiro/RJ.

Tendo em vista que foram utilizados agregados graúdo e miúdo de RCD, e que

este tipo de material possui uma taxa de absorção de água elevada, foram feitas as

dosagens do CAA observando a influência deste material na trabalhabilidade e na

resistência à compressão do mesmo. Com isto, pôde ser observado qual é a

influência destes materiais nas características do CAA nos estados fresco e

endurecido.

As dosagens de CAA, com e sem agregados de RCD, os ensaios de

caracterização dos materiais, os ensaios no CAA fresco e os ensaios mecânicos nos

agregados e no CAA endurecido foram todos realizados no Laboratório de Materiais

de Construção e Concreto do IME.

3.1 MATERIAIS

3.1.1 CIMENTO

Como não há restrição estabelecida por norma para o tipo de cimento a ser

utilizado no CAA, foi utilizado o cimento Portland comum (CP II-F 32), por ser um

material de fácil obtenção, tendo em vista a sua ampla comercialização em todo o

território nacional.

3.1.2 AGREGADO MIÚDO

Utilizaram-se areias de dois tipos distintos: uma proveniente de rio, lavada, do

tipo gnaisse e outra proveniente de RCD.

Na realização das dosagens experimentais, foi adotada uma granulometria

específica, ou seja, as quantidades de grãos das peneiras #2,4mm, #1,18mm,

97

#0,6mm, #0,3mm e finos foram medidas uma a uma para que os parâmetros de

todas as dosagens pudessem ser o mais próximo possível uns dos outros.

As faixas granulométricas que foram utilizadas no experimento foram as de

areia média e areia fina, tanto para o agregado miúdo natural quanto para o

agregado miúdo de RCD.

3.1.3 AGREGADO GRAÚDO

Para o agregado graúdo recomenda-se que este possua formato angular,

superfície áspera e índice de forma (IF) próximo de 1. O agregado reciclado utilizado

nos experimentos apresentou IF igual a 2,3.

A forma dos grãos do RCD utilizado apresentou-se bastante irregular para

dimensões maiores ou iguais a 12,5 mm, por este motivo optou-se pela utilização de

grãos de agregado graúdo com dimensão máxima característica de 9,5 mm. Esta

ação visou a redução da influência das dimensões do agregado graúdo na

trabalhabilidade do concreto fresco.

A seguir estão os resultados dos ensaios de caracterização realizados:

a) Granulometria: Após realizada a coleta da amostra do material que compunha os

restos de demolição do elevado, foi feita a divisão por peneiras, tendo sido

encontrada a distribuição granulométrica conforme mostra a TAB. 3.1.

TAB. 3.1 - Distribuição granulométrica da amostra de RCD do experimento.

Distribuição utilizando todo o material passante na #19mm

Peneira

(mm)

Massa

retida (kg) % retida

% retida

acumulada

%

passante Série da peneira

19 0,0 0,00 0,00 100,00 série normal

12,5 85,1 27,60 27,60 72,40 série intermediária

9,5 27,8 9,01 36,62 63,38 série normal

6,3 27,7 8,98 45,59 54,41 série intermediária

4,8 24,5 7,96 53,56 46,44 série normal

FUNDO 143,2 46,44 100,00 0,00

TOTAL 308,3 100,00 --- --- ---

Para se obter a granulometria do agregado graúdo de RCD utilizado na

confecção do CAA, foi descartada toda a massa das peneiras inferiores 4,8

mm, o que gerou a distribuição granulométrica encontrada na TAB. 3.2.

98

TAB. 3.2 - Distribuição granulométrica do agregado graúdo reciclado.

Distribuição granulométrica do material passante na #19mm e retido na

#4,8mm

Peneira

(mm)

Massa

retida

(kg)

% retida % retida

acumulada

%

passante Série da peneira

19 0,0 0,00 0,00 100,00 série normal

12,5 85,1 51,54 51,54 48,46

série

intermediária

9,5 27,8 16,83 68,37 31,63 série normal

6,3 27,7 16,77 85,14 14,86

série

intermediária

4,8 24,5 14,86 100,00 0,00 série normal

2,4 0 0 100,00 0,00 série normal

1,2 0 0 100,00 0,00 série normal

0,6 0 0 100,00 0,00 série normal

0,3 0 0 100,00 0,00 série normal

0,15 0 0 100,00 0,00 série normal

TOTAL 165,1 100,00 --- --- ---

A dimensão máxima característica e o módulo de finura do agregado graúdo

reciclado foram iguais a 19 mm e 6,68, respectivamente.

De acordo com os dados indicados na TAB. 3.2, o agregado de RCD

utilizado encontrou-se próximo à faixa granulométrica relativa à brita 1,

conforme a norma ABNT NBR 7217 (1987).

A FIG. 3.1. mostra a granulometria do agregado de RCD em relação às

faixas estabelecidas pela norma citada.

99

FIG. 3.1 - Curva granulométrica do agregado graúdo reciclado.

b) Massa Específica e Absorção de Água: Para a realização do ensaio de massa

específica e absorção de água, retiraram-se amostras de agregados de

gnaisse e de RCD retidos na peneira #4,8mm. A TAB. 3.3 reúne os resultados

desses ensaios dos agregados utilizados neste trabalho.

TAB. 3.3 - Ensaios de massa específica e absorção nos agregados graúdos.

Ensaios Agregado Graúdo

Gnaisse RCD

Massa Específica (kg/m3) 2.600 2.160

Massa Específica Saturada Superfície Seca (kg/m3) 2.630 2.300

Massa Unitária (kg/m3) 1.510 1.120

Absorção de água (%) 0,7 5,6

Apesar do agregado reciclado de concreto ter apresentado um índice de

absorção de água superior ao de rocha natural, ainda assim apresenta

características que permitem o seu uso nos concretos auto-adensáveis.

100

c) Índice de Forma (IF) do agregado de RCD: Para o agregado graúdo reciclado,

com dimensão máxima característica de 19 mm, foi determinado o índice de

forma pelo método do paquímetro, segundo a norma ABNT NBR 7809 (2005).

Assim, após as medições e cálculos, conforme consta no Apêndice, o índice de

forma encontrado foi de 2,3.

d) Resistência ao esmagamento: Para determinação da resistência ao

esmagamento dos agregados graúdos compreendidos entre as peneiras

#12,5mm e #9,5mm, o ensaio de esmagamento foi realizado conforme a ABNT

NBR 9938 (1987), cujos resultados estão agrupados na TAB. 3.4.

TAB. 3.4 - Resultados dos ensaios de resistência ao esmagamento.

Agregado Graúdo Ensaios de Esmagamento

Amostra 1 Amostra 2 Resultado Médio

Gnaisse 30,49 % 30,81 % 30,65 %

Reciclado 26,45 % 26,19 % 26,32 %

O valor médio de resistência ao esmagamento expressa a percentagem de

agregado graúdo que apresentou dimensão menor que 2,4 mm após o ensaio

de esmagamento. Desta forma, quanto maior o percentual encontrado, mais

fissurada ficou a amostra de agregado graúdo ensaiada.

e) Ensaio de resistência à Abrasão "Los Angeles": Com este ensaio é possível

determinar a resistência à fragmentação causada pelo choque e pelo atrito

procedente do contato entre as partículas do agregado graúdo. Cabe ressaltar

que a norma ABNT NBR 6485 (1984) considera inadequado para uso em

concretos os agregados que apresentam índices de perda por abrasão

superiores a 50 % em massa. A TAB. 3.5 mostra os dados e os resultados do

ensaio de Abrasão "Los Angeles" dos agregados de gnaisse e de RCD.

101

TAB. 3.5 - Resultados do ensaio de Abrasão "Los Angeles".

Agregado

Graúdo

Massa da

amostra seca

Qtd de

esferas

Massa retida

na #1,7mm

Perda por

abrasão

Gnaisse 5,01 kg 11 2,74 kg 45,4 %

Reciclado 5,00 kg 11 2,89 kg 42,2 %

As resistências à abrasão "Los Angeles" e ao esmagamento dos resíduos de

demolição da Av. Perimetral tiveram resultados superiores aos da brita de rocha

natural. Isto pode ser explicado pela origem do agregado de RCD. O Elevado da

Perimetral era composto de estruturas robustas de concreto armado e vigas de aço

que foram projetadas para resistir a elevadas cargas e às intempéries características

da região de orla marítima. Desta forma, utilizou-se concreto de resistência superior

à do concreto deste trabalho, gerando assim resíduos de demolição com excelentes

resistências à compressão e à abrasão.

3.1.4 FINOS

A escolha dos materiais finos obedeceu a um princípio básico de

sustentabilidade, que é o reaproveitamento de resíduos de materiais. No caso, foram

reaproveitados os finos existentes no agregado reciclado oriundo do Elevado da

Perimetral (Rio de Janeiro/RJ), bem como os finos oriundos da amostra de agregado

miúdo de areia lavada (gnaisse).

Durante a separação do material, após o peneiramento do RCD, verificou-se a

presença de uma quantidade muito reduzida de finos passantes na peneira

#0,150mm. Como a utilização de finos no CAA é de fundamental importância, optou-

se neste estudo em utilizar toda a porção de finos passantes na peneira # 0,300mm.

Isso ocorreu pelo fato de que, como os agregados de RCD não passaram pelo

processo de lavagem, as partículas maiores continham grande quantidade de

partículas finas aglutinadas à sua superfície, mesmo após o peneiramento.

102

3.1.5 ADITIVOS

O aditivo necessário ao CAA é o superplastificante, que responde pelo aumento

da fluidez do concreto sem a necessidade de se elevar a relação a/agl. Os mais

aconselháveis para o CAA são os policarboxilatos (PC), pois permitem uma redução

de até 40 % na água da mistura, mantendo a trabalhabilidade necessária

(HARTMANN, 2002).

A caracterização dos agregados de RCD deste estudo mostrou que este

material possui um elevado poder de absorção de água, o que leva a necessidade

de adição de superplastificante à mistura do concreto, o que tornará o seu custo

mais elevado do que o concreto convencional sem aditivos.

No presente estudo, foi escolhido o superplastificante TEC-FLOW 7000, devido

às suas especificações técnicas, que o indicam para utilização em CAA.

3.2 DOSAGEM DO CAA

Para a realização da dosagem do CAA, o parâmetro variado foi o teor de

agregados graúdo e miúdo reciclados em relação ao de agregados graúdo e miúdo

de rocha natural.

As dosagens foram elaboradas de forma a se obter a mesma relação

água/cimento, quantidade de cimento e quantidade de superplastificante em todos

os CAA. Buscou-se, em cada traço realizado, atingir uma resistência média de

compressão de 30 MPa. Para se chegar o mais próximo possível desta resistência,

foi levado em consideração os traços de CAA já realizados por autores diversos e

reunidos na tabela 2.38.

Conforme foi verificada na revisão bibliográfica, a substituição dos agregados

por material reciclado tem boa aceitação quando são inseridos em até 30% em

massa.

Os estudos realizados por diversos autores, em sua maioria, levam em

consideração a utilização do agregado na condição saturado de superfície seca.

Neste trabalho os agregados foram lançados na sua forma natural, ou seja, sem

terem sido previamente lavados para retirada das partículas finas aderidas à

superfície e sem a saturação que normalmente se faz. Isto foi feito no intuito de se

103

verificar o comportamento deste material no CAA quando retirado diretamente da

estrutura demolida.

Conforme foi verificado nos ensaios de resistência à abrasão e resistência ao

esmagamento do agregado reciclado, sua resistência atingiu valores superiores aos

do agregado de rocha natural.

Conforme verificado nos ensaios de caracterização, a taxa de absorção de água

do agregado reciclado foi em média 5,63%, enquanto o agregado de rocha natural,

0,72%. Portanto, o agregado de RCD mostrou uma absorção superior ao da rocha

natural em 781%.

3.2.1 DETERMINAÇÃO DO ESQUELETO GRANULAR DOS AGREGADOS

Para a determinação da proporção ótima entre os diversos diâmetros dos

agregados graúdos e miúdos e finos nas dosagens, foi utilizado o procedimento de

obtenção do esqueleto granular, visando encontrar a melhor interação entre os

grãos, ou seja, a relação que proporcionasse o menor índice de vazios (TUTIKIAN,

2004).

Inicialmente foram determinados os valores de massa específica dos diversos

grãos, separados de acordo com o diâmetro, seguindo o estabelecido por norma. Os

resultados estão descritos na TAB. 3.6.

TAB. 3.6 - Massa específica dos grãos dos agregados.

Material Agregado

Peneira (mm)

Massa Seca (kg)

Volume (m3)

Massa Específica

(kg/m3)

Mat. A 9,50 2,337 9,45 x10-4 2473

Mat. B 6,30 2,005 8,30 x10-4 2416

Mat. C 4,80 2,002 8,35 x10-4 2397

Mat. D 2,40 0,500 2,06 x10-4 2427

Mat. E 1,18 0,500 2,15 x10-4 2326

Mat. F 0,600 0,500 2,20 x10-4 2273

Mat. G 0,300 0,500 2,10 x10-4 2381

Mat. H 0,150 0,500 2,13 x10-4 2347

Mat. I < 0,150 0,500 2,16 x10-4 2315

Primeiramente foi determinada a proporção entre os materiais A e B que tivesse

o menor índice de vazios. Esta relação foi determinada experimentalmente, onde

104

foram utilizadas quantidades de materiais A e B nas diversas proporções da

TAB.3.7, lançadas em um recipiente de volume conhecido (2 L). Dividindo-se a

massa da mistura pelo volume do recipiente foi encontrada a massa unitária

compacta (µuc).

A massa específica da mistura AB foi tomada conforme a EQ. 3.1:

(EQ. 3.1)

Na sequencia, foi encontrado o Índice de Vazios, conforme a EQ. 3.2:

(EQ. 3.2)

TAB. 3.7 - Determinação da proporção ótima entre os materiais A e B.

Mat. A Mat. B Massa da

mistura (kg) Vol. do

recipiente (m3) M. Unitária

(kg/m3) M. Esp. (kg/m3)

Índice de Vazios (%)

100% 0% 2,735 2,0 x10-3 1367,5 2473,86 44,7

90% 10% 2,734 2,0 x10-3 1366,8 2468,08 44,6

80% 20% 2,732 2,0 x10-3 1366,1 2462,29 44,5

70% 30% 2,845 2,0 x10-3 1422,5 2456,51 42,1

60% 40% 2,855 2,0 x10-3 1427,5 2450,73 41,8

50% 50% 2,825 2,0 x10-3 1412,5 2444,94 42,2

40% 60% 2,795 2,0 x10-3 1397,5 2439,16 42,7

Após determinar que a melhor relação entre A e B (60% de A e 40% de B), foi

feita uma mistura entre A e B (mistura AB), nestas proporções, e então foi

encontrada a melhor relação entre a mistura AB e o material C. Assim, foram

encontrados os resultados da TAB. 3.8.

TAB. 3.8 - Determinação da proporção ótima entre a mistura AB e o material C.

Mist. AB

Mat. C Massa da

mistura (kg) Vol. do

recipiente (m3) M. Unitária

(kg/m3) M. Esp. (kg/m3)


100% 0% 2,770 2,00 x10-3 1385,000 2450,73 43,49

90% 10% 2,865 2,00 x10-3 1432,500 2445,38 41,42

80% 20% 2,885 2,00 x10-3 1442,500 2440,03 40,88

70% 30% 2,890 2,00 x10-3 1445,000 2434,69 40,65

60% 40% 2,890 2,00 x10-3 1445,000 2429,34 40,52

50% 50% 2,860 2,00 x10-3 1430,000 2423,99 41,01

40% 60% 2,765 2,00 x10-3 1382,500 2418,65 42,84

Na sequência, foi determinada a melhor proporção entre a mistura ABC (60% de

AB e 40% de C) e o material D.

105

TAB. 3.9 - Determinação da proporção ótima entre a mistura ABC e o material D.

Mist. ABC

Mat. D

Massa da mistura (kg)

Vol. do recipiente (m3)

M. Unitária (kg/m3)

M. Esp. (kg/m3)


100% 0% 2,845 2,00 x10-3 1422,500 2429,00 41,44

90% 10% 2,940 2,00 x10-3 1470,000 2428,82 39,48

80% 20% 2,955 2,00 x10-3 1477,500 2428,64 39,16

70% 30% 2,980 2,00 x10-3 1490,000 2428,46 38,64

60% 40% 2,955 2,00 x10-3 1477,500 2428,27 39,15

50% 50% 2,895 2,00 x10-3 1447,500 2428,09 40,39

Seguindo de forma análoga, os resultados entre a mistura ABCD e o material E,

estão reunidos na TAB. 3.10, cuja proporção ótima foi de 70% de ABCD e 30% de E.

TAB. 3.10 - Determinação da proporção ótima entre a mistura ABCD e o material E

Mat. ABCD

(%)

Mat. E (%)

Massa da mistura (kg)

Vol. do recipiente

(dm3)

Massa Unitária Compacta

(kg/m3)

M. Esp. Mistura (kg/m3)


100% 0% 2,985 2,00 1492,500 2428,00 38,53

90% 10% 3,040 2,00 1520,000 2417,76 37,13

80% 20% 3,055 2,00 1527,500 2407,52 36,55

70% 30% 3,090 2,00 1545,000 2397,27 35,55

60% 40% 3,060 2,00 1530,000 2387,03 35,90

50% 50% 2,985 2,00 1492,500 2376,79 37,21

Por fim, a TAB. 3.11 mostra os percentuais em massa que conduzem a uma

proporção ótima entre os agregados para o CAA deste trabalho.

TAB. 3.11 - Proporção ótima entre os agregados (esqueleto granular)

Material A B C D E F G H

Dimensão (mm) 9,5 6,3 4,8 2,4 1,18 0,6 0,3 0,15

Proporção

ótima 7,90% 5,26% 8,78% 9,41% 13,45% 19,20% 16,00% 20,00%

106

3.2.2 DOSAGENS PROPOSTAS PARA O CAA

Para a análise da influência do agregado reciclado na composição do CAA, a

TAB. 3.12 apresenta os teores de substituição em peso em relação ao peso do

agregado de rocha natural, que foram utilizados nos experimentos deste trabalho.

TAB. 3.12 - Teores de substituição em peso dos agregados reciclados.

CAA Agregado graúdo (%) Agregado miúdo (%) Material fino (%)

RCD Natural RCD Natural RCD Natural

Referência 0 100 0 100 0 100

10% de RCD 10 90 10 90 10 90

20% de RCD 20 80 20 80 20 80

30% de RCD 30 70 30 70 30 70

40% de RCD 40 60 40 60 40 60

50% de RCD 50 50 50 50 50 50

Para se chegar à dosagem de referência foram realizadas composições

preliminares experimentais, onde a quantidade dos materiais da primeira

composição foi baseada no que se encontrou nos CAA estudados por MOURA

(2013), buscando-se uma resistência à compressão de 30 MPa.

Para cada dosagem de CAA, foram moldados 12 corpos de prova (CP)

cilíndricos, nas dimensões de 200 mm de altura e 100 mm de diâmetro, para se

obter a sua resistência à compressão.

Os corpos de prova foram ensaiados nas idades de 4 dias, 7 dias, 14 dias e 28

dias e, para cada idade, ensaiaram-se 3 (três) corpos de prova. As quantidades, em

massa, de CAA confeccionado em cada composição podem ser visualizadas na TAB

3.13, e a composição inicial da dosagem está apresentada na TAB. 3.14.

TAB. 3.13 - Massa total de CAA para cada dosagem.

TRAÇO do

CAA

Massa do CP

(kg)

Nº de CP

por idade

Quantidade

de Idades

Nº total de

CP

Massa total

(kg)

Referência 4 3 4 12 48

10% de RCD 4 3 4 12 48

20% de RCD 4 3 4 12 48

30% de RCD 4 3 4 12 48

40% de RCD 4 3 4 12 48

50% de RCD 4 3 4 12 48

107

TAB. 3.14 - Composição do CAA de referência inicial por m3 de concreto.

Massa em kg dos materiais

Cimento Agreg. graúdo Agreg. miúdo Finos Água Superplast. a/c

361 956 514 220 218 6,73 0,61

Para o cálculo da relação a/c, levou-se em consideração a composição do

superplastificante utilizado (60% de água e 40% de material em suspensão), assim,

a quantidade final de água da mistura ficou em 222 litros, resultando na relação

água/cimento de 0,61.

Utilizando as proporções encontradas para o esqueleto granular (ver TAB. 3.11),

determinaram-se as quantidades de cada material nos agregados graúdo e miúdo.

Assim, a composição inicial foi montada conforme a TAB. 3.15.

TAB. 3.15 - Quantidades de agregados no CAA de referência inicial, por m3 de CAA.

Cimento (kg) Agregado graúdo (kg) Agregado miúdo (kg)

CP-II #9,5mm #6,3mm #4,8mm #2,4mm #1,18mm #0,6mm #0,3mm

361 344 239 373 201 87 123 103

Após feita a betonada do CAA de referência inicial, foram realizados os ensaios

de trabalhabilidade do CAA fresco, e os resultados estão reunidos na TAB. 3.16.

A decisão de se utilizar um teor máximo de 50% para a substituição do agregado

natural pelo agregado reciclado foi baseada no trabalho desenvolvido por MOURA

(2013), que mostraram que a substituição máxima por RCD deve ser de, no máximo,

30%, para que os parâmetros de trabalhabilidade, fluidez e viscosidade não sejam

comprometido.

Em todas as dosagens experimentais das composições de CAA com ou sem

RCD foram substituídos os agregados graúdo, miúdo e finos nas mesmas

proporções (0%, 10%, 20%, 30%, 40% ou 50%), enquanto os quantitativos dos

demais materiais mantiveram-se constantes. Assim, as influências do RCD na

trabalhabilidade e na resistência do concreto puderam ser analisadas com melhor

precisão.

108

TAB. 3.16 - Resultados dos ensaios no traço inicial do CAA de referência inicial.

Ensaios Realizados Parâmetros Resultados

Mínimo Máximo Ensaio Aspecto visual

Viscosidade plástica

aparente sob fluxo

livre: t500

≤ 2s (VS1) > 2s (VS2) 2s Elevada segregação

Espalhamento (mm) 550 (SF1) 850 (SF3) 720

Segregação de agregado graúdo

no centro do círculo e

espalhamento excessivo da parte

líquida da mistura


aparente sob fluxo

confinado: Funil V (s)

≤ 8 (VF1) 9 a 25 (VF2) 11 Elevada segregação

Habilidade passante

Caixa L (H2/H1) 0,80 1,00 0,94

Segregação de grande parte do

agregado graúdo próximo das

barras e no fundo da caixa, na

região mais afastada da base da

caixa, com visualização de fase

líquida na parte superior do CAA

(ver FIG. 3.2)

FIG. 3.2 - Segregação de materiais e fase líquida visíveis no CAA REF inicial.

Além dos resultados visuais insatisfatórios nos ensaios de trabalhabilidade do

concreto fresco, o CAA confeccionado não teve adensabilidade suficiente para

preencher os corpos de prova cilíndricos, deixando grandes vazios no seu interior.

109

Assim, foram realizados ajustes na composição inicial visando a redução da

relação água/cimento, bem como uma pequena redução na razão entre os

agregados graúdo e miúdo. Também foram feitas correções nas quantidades de

cimento e finos, a fim de melhorar a coesão entre os materiais. Tais alterações

foram feitas, pois os resultados sugeriram a existência de fase líquida e agregado

graúdo em excessos. Desta forma, a composição inicial foi ajustada empiricamente,

chegando-se à composição final do CAA, conforme a TAB. 3.17.

TAB. 3.17 - Dosagem ajustada para a composição do CAA de REF final para 1m3.

Cim.

Agregado

graúdo

Agregado miúdo Adição Aditivo Água a/c

CP-II #9,5 #6,3 #4,8 #2,4 #1,18 #0,6 #0,3 Fino Sup.(L) (L)

Inicial 361 344 239 373 201 87 123 103 220 6,73 218 0,61

Ajuste +52 -33 - -36 +39 +168 +148 +65 +88 +1,57 +9 -0,05

Traço

final

413 311 239 337 240 255 271 168 308 8,30 227 0,56

Após a betonada da composição ajustada final, foram realizados os ensaios no

CAA no estado fresco, cujos resultados podem ser vistos na TAB. 3.18.

TAB. 3.18 - Resultados dos ensaios no traço ajustado do CAA de referência.

ENSAIOS

REALIZADOS

Parâmetros Resultados

Mínimo Máximo Ensaio Aspecto visual


aparente sob fluxo

livre: t500

≤ 2 s (VS1) > 2 s (VS2) 1,5 s Sem segregação

Espalhamento (mm) 550 (SF1) 850 (SF3) 735 Sem segregação.


aparente sob fluxo

confinado: Funil V (s)

≤ 8 s (VF1) 9s a 25s (VF2) 8 s Sem segregação

Habilidade passante

Caixa L (H2/H1) 0,80 1,00 0,94

Sem segregação.

Visualização de pequena

fase líquida na parte superior

do CAA na extremidade mais

afastada da base da caixa.

110

Com os resultados satisfatórios obtidos, definiu-se a composição final do CAA

de referência, de acordo com o indicado na TAB. 3.17.

Nas composições das dosagens com teores de substituição de agregados

graúdo e miúdo e finos pelo RCD proveniente da demolição do Elevado da

Perimetral, mantiveram-se constantes as quantidades em massa de cimento,

agregados, de acordo com seu tamanho, relação água/cimento e superplastificante.

A TAB. 3.19 reúne as quantidades dos materiais por m3 do CAA de referência

final e dos CAA com agregados reciclados (RCD) que foram confeccionados neste

trabalho.

TAB. 3.19 - Composições dos CAA utilizados no presente trabalho.

Materiais CAA com diferentes teores de substituição de agregados

Ref. 10%

RCD

20%

RCD

30%

RCD

40%

RCD

50%

RCD

Cimento CP II - F 32 (kg/m3) 413 413 413 413 413 413

Agregado

graúdo

(kg/m3)

9,5 mm Nat. 311 280 249 218 187 156

RCD. - 31 62 93 124 156

6,5 mm Nat. 239 215 191 167 143 120

RCD. - 24 48 72 96 120

4,8 mm Nat. 337 303 270 236 202 169

RCD. - 34 67 101 135 169

Agregado

miúdo

(kg/m3)

2,4 mm Nat. 240 216 192 168 144 120

RCD. - 24 48 72 96 120

1,18 mm Nat. 255 230 204 179 153 128

RCD. - 25 51 76 102 128

0,6 mm Nat. 271 244 217 190 163 136

RCD. - 27 54 81 108 136

0,3 mm Nat. 168 151 134 118 101 84

RCD. - 17 34 50 67 84

Finos (kg/m3) Nat. 308 277 246 216 185 154

RCD. - 31 62 92 123 154

Superpl. (L) 8,30 8,30 8,30 8,30 8,30 8,30

Água (L) 227 227 227 227 227 227

a/c 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56

111

4 RESULTADOS E ANÁLISES

Nos itens a seguir serão mostrados os resultados dos ensaios realizados nos

estados fresco e endurecido do CAA sem e com RCD, juntamente com suas

análises.

Os ensaios do CAA fresco realizados neste trabalho foram os do espalhamento

e do tempo de escoamento, segundo o método do cone de Abrams (ABNT NBR

15823-2, 2010), da habilidade passante com o uso do método da caixa "L" (ABNT

NBR 15823-4, 2010) e da viscosidade por meio do método do funil "V" (ABNT NBR

15823-5, 2010).

No estado endurecido foi realizado o ensaio de compressão uniaxial centrada

para a determinação da resistência do CAA à compressão para as idade de 4 dias, 7

dias, 14 dias e 28 dias.

4.1 RESULTADOS DO CAA NO ESTADO FRESCO

Os resultados dos ensaios de fluidez (SF), viscosidade plástica aparente sob

fluxo livre (VS), viscosidade plástica aparente sob fluxo confinado (VF) e habilidade

passante sob fluxo confinado (PL) dos CAA com ou sem RCD encontram-se na

TAB. 4.1.

TAB. 4.1 - Resultados dos ensaios no CAA fresco

CAA

Dosagem

Viscosidade plástica aparente (fluxo livre) t500 (s)

Espalhamento (mm) Habilidade passante

Caixa "L" (H2/H1)

Viscosidade

plástica aparente

(fluxo confinado)

Funil "V" (s) Ensaio Classif. Ensaio Classif. Ensaio Classif. Result. Classif.

Ref 1,5 VS1 735 SF2 0,94 PL2 8 VF1

10% RCD 2 VS1 700 SF2 0,83 PL2 7 VF1

20% RCD 4 VS2 65,5 SF2 0,82 PL2 8 VF1

30% RCD 7 VS2 64,5 SF1 0,81 PL2 15 VF2

40% RCD 8 VS2 64 SF1 0,60 N.A. * 40 N.A. *

50% RCD 8 VS2 63 SF1 0,55 N.A. * 23 VF2

* Não Atingiu o parâmetro mínimo para concretos auto-adensáveis.

112

FIG. 4.1 - Espalhamento, Habilidade passante e Escoamento no CAA Ref.




113



4.2 RESULTADOS DO CAA NO ESTADO ENDURECIDO

Realizaram-se ensaios destrutivos de compressão axial centrada de corpos-de-

prova (CP) cilíndricos de 100 mm de diâmetro por 200 mm de comprimento para

todas as dosagens do CAA. Os ensaios foram realizados nas idades de 4 dias, 7

dias, 14 dias e 28 dias.

Os resultados obtidos nos ensaios de compressão axial dos CP para as idades

de 4 dias, 7 dias, 14 dias e 28 dias encontram-se na TAB. 4.2. A TAB. 4.3., e estas

apresentam os valores médios dos três CP rompidos para cada idade.

114

TAB. 4.2 - Resultados dos ensaios de compressão axial nos CAA.

CAA

Compressão axial (MPa) dos CP por idade do CAA

4 dias 7 dias 14 dias 28 dias

CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3 CP1 CP2 CP3

Ref. 19,4 20,7 19,7 21,7 21,8 22,0 23,8 22,3 23,1 25,6 23,4 23,6

10%

RCD 18,4 16,4 16,6 21,4 23,6 21,5 26,4 25,4 23,7 28,0 26,4 31,8

20%

RCD 24,4 24,2 23,1 26,0 26,4 23,6 32,4 26,0 29,9 38,8 37,1 36,4

30%

RCD 20,5 20,1 21,0 23,6 19,2 22,9 24,1 29,2 27,3 33,4 36,7 35,6

40%

RCD 24,6 25,2 24,0 26,9 25,0 27,4 30,1 31,7 31,5 36,7 35,2 37,0

50%

RCD 22,0 *(1) *(1) 23,2 23,8 22,2 25,6 26,5 24,2 32,5 30,3 31,5

*(1) Ensaio descartado por problemas na execução do ensaio.

TAB. 4.3 - Resistência média à compressão dos CAA por idade de rompimento.

Dosagem Resistência à Compressão Média (MPa)

4 dias 7 dias 14 dias 28 dias

CAA de Ref. 19,9 21,8 23,1 24,2

CAA 10% RCD 17,1 22,2 25,2 28,7

CAA 20% RCD 23,9 25,3 29,4 37,4

CAA 30% RCD 20,5 21,9 26,9 35,2

CAA 40% RCD 24,6 26,4 31,1 36,3

CAA 50% RCD 22,0 23,1 25,4 31,4

FIG. 4.7 - Aspecto pós-ruptura do CP-02 do CAA Ref (28 dias).

115




116



4.3 ANÁLISE DOS RESULTADOS DO CAA NO ESTADO FRESCO

4.3.1 VISCOSIDADE PLÁSTICA APARENTE SOB FLUXO LIVRE (t500)

Em função dos resultados de tempo de escoamento (t500) expostos na TAB. 4.1,

pode-se verificar que, em relação ao valor do t500 do CAA Ref, estes valores

aumentaram em até 433% com a adição de agregados de RCD. A FIG. 4.15

apresenta, na forma de gráfico de barras verticais, os valores de t500 para todos os

concretos CAA.

117

FIG. 4.15 - Resultados do ensaio t500 no CAA fresco, com classificação.

As dosagens de Referência e com 10% de RCD apresentaram, segundo a

ABNT NBR 15.823-1, classe de viscosidade plástica aparente sob fluxo livre (t500) na

categoria VS1 e têm aplicação em estruturas com alta densidade de armadura, com

uso de agregado graúdo de pequenas dimensões (<12mm). Já as dosagens com

20%, 30%, 40% e 50% de RCD apresentaram classe de viscosidade VS2, que é

ideal para a maioria das aplicações correntes.

4.3.2 ESPALHAMENTO (SLUMP FLOW)

Da TAB. 4.1, constata-se que os valores de espalhamento dos CAA com

agregados de RCD diminuíram em até 14,3% com relação ao valor de espalhamento

do CAA Ref. Isto mostra que a adição de agregados de RCD leva ao decréscimo da

fluidez do CAA.

Pode-se observar na FIG. 4.16 os resultados de espalhamento de todos os CAA

ensaiados neste trabalho.

118

FIG. 4.16 - Resultados do ensaio de espalhamento nos CAA, com classificação.

Segundo a ABNT NBR 15.823-1, as dosagens de referência, 10% de RCD e

20% de RCD apresentaram classe de espalhamento SF2. Isto indica que podem ser

utilizados na maioria das aplicações correntes. Já os concretos com 30%, 40% e

50% de RCD classificaram-se em SF1, podendo ser aplicados em estruturas não

armadas ou com baixa taxa de armadura e embutidos, cuja concretagem seja

realizada a partir do ponto mais alto com deslocamento livre, curta distância de

espalhamento horizontal e podendo ser bombeados.

4.3.3 VISCOSIDADE PLÁSTICA APARENTE SOB FLUXO CONFINADO (Funil "V")

Conforme os valores da TAB. 4.1, nota-se que houve uma aumento de até 400%

no tempo de escoamento (t30seg) com a adição de agregados de RCD no CAA

estudado, em comparação ao do CAA Ref. Isto expressa que a viscosidade plástica

aparente sob fluxo confinado torna-se mais elevada quando se adiciona agregados

de RCD no CAA.

A FIG. 4.17 reúne os resultados de tempo de escoamento (t30seg) obtidos no

ensaio Funil "V" de todos os CAA no estado fresco.

119

FIG. 4.17 - Resultados do ensaio do Funil "V" no CAA fresco, com classificação.

Os concretos CAA de referência, 10% de RCD e 20% de RCD apresentaram

classe de viscosidade VF1, sendo adequado para elementos estruturais com alta

densidade de armadura e embutidos, mas com controle da exsudação e da

segregação, além da necessidade de serem concretados a partir de um ponto mais

alto com deslocamento livre, conforme indica a norma ABNT NBR 15.823-1 (2010).

O concreto com 30% de RCD foi classificado como VF2 e serve para a maioria das

aplicações correntes. Já os concretos CAA com 40% e 50% de RCD não atingiram o

parâmetro mínimo para serem aplicados como concreto auto-adensável.

4.3.4 HABILIDADE PASSANTE SOB FLUXO CONFINADO (CAIXA "L")

Os valores da razão entre as alturas da superfície do CAA nas extremidades da

câmara horizontal, denominada HP, encontram-se na TAB. 4.1.

Pode-se verificar que, com a adição dos agregados de RCD nos CAA, há a

diminuição da habilidade passante (HP). Para as taxas de 10% de RCD até 50% de

RCD, os valores HP ficaram entre 0,83 e 0,55, ou seja, uma redução de até 41,5%

quando comparado com o resultado no CAA Ref. Isto mostra que a habilidade

passante sob fluxo confinado (caixa "L" com três barras) é prejudicada com a adição

dos agregados de RCD nos CAA.

120

Os resultados de habilidade passante (HP) nos CAA ensaiados neste trabalho

podem ser visualizados no gráfico em barras verticais da FIG. 4.18.

FIG. 4.18 - Resultados do ensaio da caixa "L" no CAA fresco, com classificação.

As composições dos CAA de Referência, 10% de RCD, 20% de RCD e 30% de

RCD apresentaram a classificação PL2, enquanto os CAA com 40% e 50% de RCD

não atingiram o parâmetro mínimo exigido pela norma ABNT NBR 15.823-1 (2010)

para ser classificado como auto-adensável.

4.4 ANÁLISE DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DO CAA (fc)

Todos os CAA apresentaram um crescimento de sua resistência à compressão

ao longo das idades de 4 dias, 7 dias, 14 dias e 28 dias, como já era esperado, de

acordo com o que é mostrado na FIG. 4.19.

121

FIG. 4.19 - Gráfico do fc (MPa) dos CAA ensaiados em função da idade (dias).

Na idade de 28 dias, conforme mostra a FIG. 4.20, os CAA com teores de 20%,

30% e 40% de substituição do agregado natural por RCD apresentaram os maiores

valores de resistência à compressão entre os demais. O CAA com 20% de RCD foi o

que apresentou o maior valor de resistência à compressão (fc = 37,4 MPa), ainda

que acima do CAA Ref (fc = 24,2 MPa).

FIG. 4.20 - Resistência do CAA aos 28 dias para os diversos teores de RCD.

Os valores de fc do CAA de referência, ou seja, sem a adição de agregados de

RCD, não foram superiores aos dos concretos com teor de agregado reciclado. A

utilização de agregado de RCD um efeito de cura interna no concreto, pois a sua

122

elevada taxa de absorção (5,6 %) garante uma reserva de água dentro dos

agregados de RCD. Assim, uma parcela da água absorvida inicialmente pelos

agregados de RCD é, posteriormente, liberada para reagir com o cimento e

promover uma cura interna mais eficaz do concreto, gerando maiores resistências

com o passar do tempo.

Observando o gráfico da FIG. 4.20, nota-se uma maior variação entre as

resistências dos CAA com RCD e o CAA de referência com o aumento do tempo.

Isto se deve ao efeito de cura interna promovido pelos agregados de RCD na

composição do CAA. Verifica-se, ainda, que as maiores resistências ocorreram nos

CAA com teores de 20%, 30% e 40% de RCD, indicando que o alto teor de

agregado reciclado na composição de 50% de RCD reduziu a água necessária para

a reação com o cimento, ocasionando uma queda na resistência final do concreto.

4.5 ANÁLISE DE CUSTOS DOS CAA COM AGREGADOS DE RCD

Conforme mencionado no item 2.3.3, os custos unitários apresentados na TAB.

4.4 foram utilizados no cálculo dos custos relacionados ao CAA com e sem

agregados de RCD.

TAB. 4.4 - Custos unitários dos materiais empregados no CAA.

Material R$/m3 Fonte

Agregado Graúdo Natural (nº 0 e 1) R$ 89,14 SINAPI/RJ - jan/2015

Agregado Graúdo RCD R$ 36,72 TAB. 5.3

Agregado Miúdo + Fino Natural R$ 69,90 SINAPI/RJ - jan/2015

Agregado Miúdo + Fino RCD R$ 36,72 TAB. 5.3

Cimento CP II R$ 1.485,00 SINAPI/RJ - jan/2015

Superplastificante R$ 6.950,45 SINAPI/RJ - jan/2015

Com as composições já calculadas para os CAA de referência, 10% de RCD,

20% de RCD, 30% de RCD, 40% de RCD e 50% de RCD, chegou-se aos custos de

materiais para cada CAA, conforme indicado na TAB. 4.5.

123

TAB. 4.5 - Custos unitários dos traços de CAA com teor de RCD.

CAA

Custo de Material em cada traço (R$) Custo Total (R$)

Custo Unitário (R$/m3)

Cimento Agregado Graúdo Agregado Miúdo + Finos Superplast.

CP-II Natural RCD Natural RCD

REF 4,35 0,64 - 0,72 - 1,10 6,81 331,73

10% RCD 4,35 0,58 0,03 0,64 0,04 1,10 6,74 326,25

20% RCD 4,35 0,51 0,06 0,57 0,08 1,10 6,67 320,84

30% RCD 4,35 0,45 0,08 0,50 0,12 1,10 6,61 315,50

40% RCD 4,35 0,39 0,11 0,43 0,16 1,10 6,54 310,24

50% RCD 4,35 0,32 0,14 0,36 0,20 1,10 6,48 305,04

A FIG. 4.21 mostra a variação do custo unitário, em R$/m3, do CAA de acordo

com a variação do teor de RCD na composição. Percebe-se que a adição de

agregados de RCD no CAA, em substituição aos agregados de rocha natural,

promove um diminuição do custo total de até 15,6 % (para um teor de substituição

de 100% de RCD), em relação ao custo total do CAA Ref. Para o CAA com

substituição de 50% do agregado natural por 50% de agregado de RCD, a redução

no custo foi de 8% em relação ao CAA Ref.

FIG. 4.21 - Custo Unitário para diferentes teores de RCD.

124

5. CONCLUSÕES

Para a utilização de agregados reciclados de RCD em concretos deve-se

avaliar, a priori, a possibilidade de utilização de material proveniente de demolição

de estruturas de concreto, e não os que contenham materiais cerâmicos, vidros e

outros, pois estes possuem diversas características que prejudicam a

trabalhabilidade e a resistência final do concreto. O resíduo oriundo da demolição do

Elevado da Perimetral apresentou ótimas resistências à abrasão e ao esmagamento,

além de possuir um teor de absorção de água abaixo do encontrado nos resíduos

cerâmicos.

A decisão por se utilizar os agregados de RCD sem a lavagem mostrou-se uma

opção econômica e sustentável para a reciclagem, pois evitou o desperdício de

grande quantidade de água que seria destinada nesta fase do beneficiamento. Além

do mais, a eliminação da necessidade de lavagem simplificou e agilizou o processo

de utilização do RCD em novos concretos. Cabe ressaltar que os resíduos de

demolição do Elevado da Perimetral não apresentaram, em sua composição,

matéria orgânica. Entretanto, recomenda-se que, para a utilização do RCD de outras

fontes, deve ser verificada a presença ou não deste tipo de material.

Conforme os resultados de trabalhabilidade, fluidez e habilidade passante do

CAA no estado fresco, verificou-se que quanto maior o teor de RCD na dosagem,

menos fluido e mais viscoso tornou-se o concreto. Com os resultados, verificou-se

que substituindo o agregado de rocha natural pelo agregado reciclado até o teor de

30% de RCD, todos os parâmetros analisados atenderam às especificações da

ABNT NBR 15.823-1 (2010). Os CAA com teores de 40% e 50% de RCD não

atingiram os valores mínimos de norma para trabalhabilidade e viscosidade de CAA.

Neste sentido, conclui-se que o teor de substituição de agregados reciclados na

composição do CAA deve estar dentro do limite de 30%.

Foi observado que, após o ciclo de mistura dos materiais do CAA, os agregados

de RCD continuaram absorvendo a água da composição, causando uma redução

significativa na trabalhabilidade do concreto fresco ao longo dos 30 minutos

posteriores à betonada de cada composição de CAA. Isto se deve ao fato de que os

agregados de RCD não foram previamente saturados, como de costume. Sendo

125

assim, a alta porosidade destes materiais provocou uma absorção prolongada de

água na mistura.

A absorção de água dos agregados de RCD provocaram o efeito de cura interna

do concreto, proporcionando um aumento da resistência à compressão do concreto

para os teores de RCD variando de 0% a 20%, e uma manutenção aproximada da

resistência (acima dos 35 MPa) para os teores de 20%, 30% e 40% de RCD.

Devido às características negativas dos RCD, quanto ao formato dos grãos e à

taxa de absorção de água, os CAA com 50% de teor deste material apresentaram

uma queda mais expressiva na resistência à compressão.

Ressalta-se que, apesar dos concretos dosados com 40% e 50% de RCD não

terem atendido aos parâmetros de trabalhabilidade de CAA, estes podem ser

aplicados como concreto estrutural convencional, pois apresentaram resistência à

compressão acima dos 30 MPa, além de possuírem níveis de trabalhabilidade e

viscosidade dentro dos parâmetros dos concretos convencionais.

De acordo com os custos analisados, conclui-se que a utilização do RCD no teor

de 30% da composição do CAA reduziu o custo de materiais em aproximadamente

5% em relação ao concreto de referência.

Assim, o uso do RCD proveniente de estruturas de concreto representou uma

ótima possibilidade de reaproveitamento como agregado reciclado para CAA, tendo

proporcionado diminuição dos impactos ambientais gerados pelos RCD, redução de

custos de materiais e atingindo resistências que possibilitam a sua utilização em

estruturas de concreto.

Como sugestões para trabalhos futuros, a fim de se esclarecer os aspectos

pendentes, citam-se:

- estudo das características do material pulverulento encontrado na superfície

dos agregados de RCD oriundos de demolição de concreto, analisando a sua

influência, ao longo do tempo, nas resistências à compressão e à abrasão do CAA.

- estudo do comportamento dos CAA com agregados de RCD oriundos de

concreto demolido, quando aplicados em vigas e pilares de concreto armado,

analisando as possíveis reações degenerativas nas armaduras de aço.

- estudo do comportamento de concretos convencionais, executados com adição

de até 100% de agregados de RCD de concreto reciclado, sem a pré-lavagem

destes agregados.

126

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Setembro, 17.

140

7. APÊNDICE

7.1 MEDIDAS OBTIDAS PARA O CÁLCULO DO ÍNDICE DE FORMA DO

AGREGADO RECICLADO

Nº comprimento (cm) espessura (cm) c/e

# 9

,5m

m

1 2,20 0,90 2,44

2 1,30 0,95 1,37

3 1,40 0,75 1,87

4 2,00 0,85 2,35

5 1,85 0,80 2,31

6 1,90 0,95 2,00

7 1,80 0,75 2,40

8 2,20 0,95 2,32

9 2,15 0,70 3,07

10 2,05 0,85 2,41

11 1,80 0,75 2,40

12 2,00 0,55 3,64

13 1,55 0,90 1,72

14 1,80 0,90 2,00

15 1,30 0,85 1,53

16 1,75 0,80 2,19

17 1,40 0,85 1,65

18 2,55 0,95 2,68

19 1,55 0,85 1,82

20 2,10 0,75 2,80

21 2,00 0,60 3,33

22 1,90 0,75 2,53

23 2,15 0,85 2,53

24 1,55 0,65 2,38

25 1,80 0,85 2,12

26 2,25 0,95 2,37

27 1,95 0,70 2,79

28 1,75 0,75 2,33

29 1,80 0,75 2,40

30 2,10 0,80 2,63

31 1,65 0,70 2,36

32 2,00 0,70 2,86

33 1,90 0,70 2,71

141

34 1,45 0,95 1,53

35 1,90 0,80 2,38

36 1,65 0,95 1,74

37 2,10 0,65 3,23

38 1,90 0,95 2,00

39 1,60 0,95 1,68

40 2,05 0,75 2,73

41 1,35 0,70 1,93

42 1,65 0,95 1,74

43 1,50 0,60 2,50

44 1,90 0,75 2,53

45 2,00 0,80 2,50

46 2,30 0,90 2,56

47 1,75 0,80 2,19

48 1,90 0,90 2,11

49 1,90 0,55 3,45

50 2,25 0,70 3,21

# 1

2,5

mm

51 2,90 1,45 2,00

52 4,00 1,05 3,81

53 2,20 1,30 1,69

54 2,10 1,05 2,00

55 3,50 1,05 3,33

56 2,50 1,35 1,85

57 2,25 1,45 1,55

58 2,40 0,70 3,43

59 2,50 1,30 1,92

60 3,30 1,00 3,30

61 2,65 1,30 2,04

62 2,70 1,30 2,08

63 3,55 1,65 2,15

64 2,65 1,50 1,77

65 2,85 1,05 2,71

66 2,70 1,25 2,16

67 2,70 0,80 3,38

68 2,95 1,00 2,95

69 2,25 1,15 1,96

70 2,35 0,90 2,61

71 2,20 1,20 1,83

72 2,35 1,40 1,68

73 2,40 1,15 2,09

74 2,10 1,25 1,68

142

75 3,30 0,95 3,47

76 2,30 1,10 2,09

77 2,05 1,05 1,95

78 2,25 1,35 1,67

79 2,25 1,20 1,88

80 2,50 0,80 3,13

81 2,85 0,70 4,07

82 1,90 1,30 1,46

83 3,25 1,15 2,83

84 2,20 1,10 2,00

85 2,85 1,35 2,11

86 2,50 1,30 1,92

87 2,70 1,25 2,16

88 2,35 1,00 2,35

89 3,20 1,10 2,91

90 2,50 1,30 1,92

91 2,15 0,95 2,26

92 2,20 1,30 1,69

93 2,55 1,50 1,70

94 2,55 0,70 3,64

95 2,30 1,30 1,77

96 2,20 1,20 1,83

97 2,70 1,30 2,08

98 2,40 1,10 2,18

99 2,30 0,75 3,07

100 2,45 1,50 1,63

101 2,15 1,15 1,87

102 1,90 1,00 1,90

103 2,40 1,30 1,85

104 3,15 1,25 2,52

105 2,40 1,20 2,00

106 2,30 0,75 3,07

107 2,80 1,10 2,55

108 2,35 1,00 2,35

109 2,85 1,45 1,97

110 2,50 1,10 2,27

111 3,60 1,30 2,77

112 2,20 1,15 1,91

113 2,50 0,65 3,85

114 2,35 0,65 3,62

115 3,85 1,40 2,75

143

116 2,50 1,50 1,67

117 2,70 1,45 1,86

118 2,30 1,00 2,30

119 2,10 1,20 1,75

120 3,05 1,65 1,85

121 2,10 1,10 1,91

122 2,80 1,60 1,75

123 2,95 1,55 1,90

124 2,85 1,40 2,04

125 2,40 1,05 2,29

126 2,55 0,85 3,00

127 2,80 1,15 2,43

128 4,15 0,95 4,37

129 2,65 0,95 2,79

130 1,85 1,15 1,61

131 2,10 1,50 1,40

132 2,30 1,15 2,00

133 2,60 1,30 2,00

134 1,75 1,25 1,40

135 2,10 1,25 1,68

136 2,60 1,20 2,17

137 2,80 1,30 2,15

138 2,40 1,10 2,18

139 2,50 1,40 1,79

140 1,80 1,30 1,38

141 3,05 1,40 2,18

142 3,40 0,70 4,86

143 2,70 1,50 1,80

144 3,20 1,50 2,13

145 3,00 1,20 2,50

146 3,20 1,00 3,20

147 2,30 1,15 2,00

148 2,30 1,25 1,84

149 2,80 1,60 1,75

150 2,40 1,30 1,85

151 2,05 1,20 1,71

152 2,50 0,80 3,13

153 2,30 0,55 4,18

154 2,55 0,80 3,19

155 2,50 1,00 2,50

156 2,20 0,95 2,32

144

157 2,55 0,80 3,19

158 2,80 0,95 2,95

159 2,60 1,60 1,63

160 2,25 0,80 2,81

161 2,00 0,85 2,35

162 2,40 1,35 1,78

163 1,90 0,85 2,24

164 2,20 1,30 1,69

165 2,10 1,30 1,62

166 2,80 0,85 3,29

167 2,15 1,25 1,72

168 2,95 1,00 2,95

169 2,00 1,40 1,43

170 3,55 1,25 2,84

171 2,90 1,15 2,52

172 2,90 1,30 2,23

173 2,50 1,40 1,79

174 2,95 1,45 2,03

175 2,55 1,10 2,32

176 3,20 1,30 2,46

177 2,15 1,10 1,95

178 2,95 1,40 2,11

179 2,70 0,70 3,86

180 3,00 1,80 1,67

181 3,00 1,15 2,61

182 2,85 1,50 1,90

183 2,25 1,45 1,55

184 2,30 1,30 1,77

185 2,00 1,00 2,00

186 3,15 1,10 2,86

187 2,25 1,30 1,73

188 2,50 1,45 1,72

189 2,40 1,80 1,33

190 2,65 1,60 1,66

191 2,60 1,15 2,26

192 2,20 1,20 1,83

193 2,30 1,35 1,70

194 2,55 1,25 2,04

195 2,40 1,35 1,78

196 2,65 1,15 2,30

197 2,30 1,05 2,19

145

198 3,80 1,15 3,30

199 2,70 1,30 2,08

200 2,65 1,20 2,21

IF = 2,3

146

7.2 RELATÓRIOS DE SAÍDA DO PAVITEST (COMPRESSÃO DOS CP)

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