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TIJOLO DE SOLO-CIMENTO PRODUZIDO COM

RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL E DO

BENEFICIAMENTO DO CAULIM

Bryan Barbosa Martins (UEAP )

[email protected]

Lorenca Valente de Miranda Vale (UEAP )

[email protected]

Ronan Ferreira dos Santos (UEAP )

[email protected]

Aldenira Pereira Miranda (UEAP )

[email protected]

Felipe Fernando da Costa Tavares (UEAP )

[email protected]

O artigo tem como objetivo mostrar a produção de tijolos de Solo-cimento a

base de resíduos da construção civil e resíduos do beneficiamento do Caulim.

Os processos de produção do tijolo de solo-cimento tiveram como a

obtenção dos resíduos, teste de retração de solo, conformação de corpos-de-

prova segundo a norma NBR 10835 (1994), no total foram produzidos 5

corpos-de-prova da mistura de proporção 1:10 (1 de cimento para 10 de solo)

e 5 corpos-de-prova de proporção de 2:8, foram feitos os testes de absorção,

porosidade e resistência a compressão conforme normas 8491/84 e 8492/84.

Dos resultados obtidos pôde-se analisar que os tijolos tanto de proporção

1:10 e 2:8 obedeceram as restrições das normas empregadas neste projeto,

sendo que os tijolos de proporção 2:8 apresentaram uma excelente

resistência a compressão de 7,11Mpa que é acima da resistência a

compressão mínima conforme a norma 8492/84. Porem podemos

sugestionar o tijolo de proporção 1:10 que também se enquadra na norma

para comercialização, tendo em vista que o mesmo utiliza mais proporções

de resíduos, contribuindo para diminuição da poluição.

Palavras-chaves: Resíduos, Reciclagem, Solo-cimento e Economia verde

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO

Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10


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1. Introdução

De acordo com a Resolução CONAMA nº 313/2002, “Resíduo Sólido Industrial é todo

resíduo que resulte de atividades industriais e que se encontre nos estados sólido, semi-sólido,

gasoso - quando contido e líquido”.

A base da NBR 10.004/2004 diz que estes resíduos podem ser classificados como perigosos,

não-inertes e inertes ( RESOLUÇÃO CONAMA Nº 313/2002). Porém, o que é tratado como

resíduo por quem o descarta, pode apresentar serventia para outro, tornando-se matéria prima

para um novo produto, minimizando os danos ao meio ambiente.

Uma forma de gerenciar tais resíduos é prevista visando o desenvolvimento sustentável: o

Plano Nacional de Resíduos Sólidos. Este, abrange procedimentos e técnicas que garantem

que os resíduos sejam adequadamente classificados, coletados, manuseados, armazenados,

transportados e dispostos com o mínimo de riscos para os seres humanos e para o meio

ambiente.

Com isso, este trabalho tem como objetivo o estudo da reutilização do resíduo do

beneficiamento do caulim, cedido pela CADAM (Caulim da Amazônia), e do resíduo da

construção civil (entulho cerâmico), como matérias primas para a formulação de um tijolo de

solo-cimento, um material ecologicamente correto e viável.

2. Referencial teórico

2.1 Gestão ambiental

A preocupação com a conservação e preservação do meio ambiente não é nova, pois remonta

a meados da década de 1970, momento em que alguns países industrializados começaram a

formular e a implementar legislações sobre questões ambientais. Entretanto, a temática da

gestão ambiental, enquanto preocupação da academia, surgiu apenas no final da década de

1990 e nos primeiros anos do século XXI (NETO, ALEXANDRE et al.; 2009).

A Preocupação ambiental no meio empresarial ainda está muito restrita às grandes

organizações que adotam práticas ambientais socialmente responsáveis, motivadas pela

responsabilidade social e pelo marketing verde. Portanto, ainda poucas organizações que se

utilizam da gestão ambiental estão preocupadas com a repercussão que suas práticas



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administrativas possam causar ao meio ambiente. Para a sociedade e os Governos, a

preocupação ambiental surgiu pelo problema da escassez de recursos naturais, tais como: da

água, das florestas, dos rios e dos mares (NETO, ALEXANDRE et al.; 2009).

Nos dias de hoje, esta preocupação com a preservação e conservação do meio ambiente está

presente em todos os povos, entretanto, a grande diferença está no grau de aplicação das leis

por parte dos governos nacionais. Daí o direito ambiental tem como objetivo regulamentar o

desenvolvimento sustentável de modo a equilibrar a satisfação das necessidades humanas e a

conservação do meio ambiente (NETO, ALEXANDRE et al.; 2009)

2.2 Resíduo do beneficiamento do caulim

O termo Caulim é derivado da palavra chinesa Kauling, também conhecido como China Clay

e sua descoberta data-se de mais de 3000 anos na região montanhosa de Jauchou Fu, na

China. Trata-se de um Silicato Hidratado de Alumínio, cuja origem é a alteração do

Feldspato de uma rocha pegmatítica, formada há 500 milhões de anos e é constituído

essencialmente de caulinita (SILVA, 2007). Caulim é uma rocha constituída de material

argiloso, com baixo teor de ferro e cor branca ou quase branca.

Para Motta (2004) o caulim é um material branco (claro) e fino, com pouca contaminação de

outros minerais e sem matéria orgânica. Entre suas características cerâmicas mais comuns

destacam-se a cor branca de queima, refratariedade, plasticidade média a baixa e pouca

resistência mecânica a verde.

Os caulins apresentam juntamente com seu argilomineral constituinte, alguns minerais

acessórios, tais como o quartzo, a mica e os minerais de ferro. Porém, se o tipo de mineral

acessório e a proporção do mesmo variar entre uma região e outra da jazida, a matéria prima

fornecida ao processo produtivo ao longo do tempo irá apresentar variações em suas

características cerâmicas (MELCHIADES et al., 2002).

Segundo o Anuário Mineral Brasileiro (2006) existem no Brasil, grandes reservas de caulins,

sendo 99,0 % de sua oferta concentrada nos estados de Amapá, São Paulo, Pará, Rio Grande

do Sul e Minas Gerais. No ano de 2000, os Estados do Amapá e do Pará produziram sozinhos

84,0 % da oferta nacional. Já os Estados Paraná, Paraíba e Bahia também se apresentam como

produtores de caulim beneficiado em menor escala.



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Segundo Flôr (2004) o Caulim é uma matéria-prima muito utilizada em diversos segmentos

do setor produtivo, tais como: tintas, cerâmica, papel e outros, possuindo, portanto uma

demanda de milhões de toneladas por ano.

Apesar da grande utilidade do caulim nos diversos setores industriais, da grande

produtividade nacional e do seu alto valor econômico, a indústria de beneficiamento de

caulim acarreta problemas significativos à região onde estão instaladas devido à geração de

grande volume de resíduo contendo caulim, mica e quartzo (LEITE et al., 2007).

No processo de beneficiamento do caulim são gerados dois tipos de resíduos que são lançados

em lagos de sedimentação. O primeiro é constituído basicamente por quartzo, proveniente da

etapa de desareiamento, cujo volume gerado não é tão expressivo diante da extração do

minério proveniente da mina, cerca de 8%. Entretanto, o segundo resíduo, procedente das

etapas da centrifugação, separação magnética, branqueamento e filtragem, em razão da

quantidade resultante ser significativa, em torno de 26% da produção bruta, é que se configura

como um problema. Contudo, mais de ordem financeira do que ambiental, uma vez que o

resíduo em si não é tóxico. Todavia, sua deposição se torna onerosa porque é realizada em

lagoas de sedimentação que requerem obras de movimentação de terra e grandes áreas para

suas construções (BARATA et al, 2002).

Figura 1 – Deposição de resíduos cauliniticos em lagoa de sedimentação

Fonte: Barata et al (2002)

Baseado no exposto, e na potencialidade da industrialização do caulim no Brasil, observa-se a

constante necessidade de estudos que permitam um aproveitamento racional dos resíduos

provenientes das indústrias beneficiadoras de caulim (LIMA, 2005).

2.3 Resíduo da construção civil



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A construção civil é uma atividade geradora de grandes quantidades de resíduos, tendo como

consequência enormes desperdícios de materiais. Isso pode se tornar um sério problema

ambiental, sobretudo pelo fato de não ter locais adequados para a deposição deste grande

volume de materiais. Em alguns países, como Bélgica, Alemanha, Estados Unidos entre

outros, já existe políticas de conscientização da importância de se reciclar os resíduos de

construção (SANTOS, 2009).

De acordo com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT (1995),

eles constituem aquilo que genericamente é chamado de lixo: materiais sólidos considerados

sem utilidade, supérfluos ou perigosos, gerados pela atividade humana, e que devem ser

descartados ou eliminados. Os resíduos de construção civil são constituídos de restos de

argamassa e concreto, materiais cerâmicos, metais, plásticos, madeiras, papéis e vidros. A

argamassa, o concreto e os restos de materiais cerâmicos são normalmente encontrados em

maior volume e podem ser transformados para uso na produção do tijolo solo-cimento

(SOUZA et al, 2008).

Geralmente as obras de construção civil descartam seus resíduos em locais inapropriados, que

acabam tornando-se jazidas de matérias primas que não são aproveitadas. A questão dos

entulhos de construção civil pode ser uma alternativa interessante para as cidades que sofrem

com as transformações urbanas e que vivenciamos problemas de gerenciamento desses

rejeitos.

Segundo Camargo (1995), o entulho que sai dos canteiros de obra brasileiros é composto

basicamente por:

64% de argamassa;

30% de componentes de vedação (tijolos e blocos);

6% de outros materiais (concreto, pedra, areia, metálicos e plásticos).

Dessa forma, é possível triturar mais de 90% do entulho, para ser utilizado como agregado na

produção de componentes de construção e argamassas.

Para que um resíduo tenha destino adequado, é necessário que ele seja classificado de acordo

com as normas brasileiras. A Resolução CONAMA 307 de 5 de julho de 2002, classifica os



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resíduos da construção civil, e estabelecem diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão

dos resíduos da construção civil, os entulhos.

2.4 Tijolo de solo - cimento

O Tijolo de Solo-Cimento é constituído por uma mistura de solo com aglomerante (cimento),

provocando a estabilização do material e a melhora de suas propriedades (BAUER, 1994).

Esse material pode ser usado na construção civil e seu processamento aumenta a resistência

mecânica, durabilidade e resistência à ação da água. Esse tipo de tijolo se distingui do tijolo

convencional, por ser um material que não precisa passar pelo processo de queima, em razão

disso não será preciso cortar árvores para fazer a queima e consequentemente não será

emitido gases poluentes para atmosfera.

Santos e Penha (2012), mostram em seu trabalho, que através do método experimental, a

composição dos solos podem ser preparadas conforme:

Uma porção de solo deve ser peneirado e então é adicionado água até que o solo

comece a grudar na colher de pedreiro na consistência de uma pasta;

Dispor a pasta em uma caixa de madeira, lubrificada com óleo diesel ou similar sem

compactá-la;

Encher e alisar a caixa até a borda.

A caixa deve ser mantida por sete dias, ao abrigo do sol, chuva e temperatura ambiente, ao

final deste período, pode ser feita a leitura da retração nas extremidades e nas trincas, no

sentido do comprimento da caixa. A soma não deve ultrapassar 2cm para que o solo esteja

apto à ser utilizado, caso contrário, deve ser adicionado areia até se o solo se enquadre nos

padrões de retração (SANTOS; PENHA, 2012).

A mistura de solo-cimento é mais aplicada na construção civil de duas maneiras diferentes,

em paredes monolíticas e tijolo ou bloco vazado. Atualmente, o solo-cimento é mais

direcionado para a fabricação de tijolos com diversas normas que viabilizam o seu uso com

segurança e qualidade. Sendo uma nova opção na economia e de produtos ofertado pelo

mercado para a construção civil (SANTOS; PENHA, 2012).

3. Metodologia



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A primeira parte do trabalho consistiu na coleta de resíduos de construção civil (RCC) em

obras distribuídas pelo Município de Macapá. Após ser coletado, o material passou por uma

segregação manual, separando ferragens, matéria orgânica e outros resíduos desnecessários,

que influenciassem na qualidade do produto final. Já o resíduo do beneficiamento do caulim

foi doado pela empresa CADAM.

Após segregação o RCC sofreu britagem manual com o uso de uma marreta de aço e

posteriormente levado ao moinho de martelo (modelo SL34 e marca SOLAB) para moagem e

obtenção de uma areia. Na sequência, o material foi submetido a classificação analítica a seco,

com intuito de obter resultados precisos quanto a granulometria da areia ideal para a produção

do solo. Nessa prática foram utilizadas a peneiras (2mm (passante) e 150μm (retido)).

O segundo momento consistiu no preparo o resíduo do beneficiamento de caulim (RBC).

Inicialmente a amostra do material foi levada a estufa para secagem a 100°C, por 24 horas,

depois passado no moinho de martelo, finalizando com a classificação analítica a seco, para a

determinação da granulometria adequada para o processo de produção do tijolo. As peneiras

para classificação foram às mesmas adotadas para o RCC.

Antes da conformação dos corpos de prova, e diante da granulometria da areia

predeterminada, foi imprescindível a análise de retração do solo, formado da mistura de RCC

e RBC, visto que a composição determina os percentuais de argila e areia para a obtenção do

solo argiloso. Foram preparadas duas misturas para formulação de “solo artificial” (uma com

70% de RCC / 30% RBC e outra com 60% de RCC / 40% RBC), para verificação do melhor

solo (com retração inferior a 2 cm).

O solo foi homogeneizado com água até obter uma pasta, onde comprimindo a mesma com

uma colher de pedreiro esta ficava aderida. A caixa de teste de dimensões 60cm X 8,5cm X

3,5cm, foi lubrificada com óleo na parte interna, para evitar aderência do material com a

madeira.

Após o preparo, o material foi acondicionado na caixa, tendo cuidado de preencher todos os

espaços, e deixado para cura durante um período de sete dias, ao abrigo do sol, chuva e

temperatura ambiente. Ao final desse período, foi efetivada a leitura da retração nas

extremidades e nas trincas, no sentido do comprimento da caixa. A soma não deveria



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ultrapassar 2cm para que o solo pudesse ser considerado apto à ser utilizado, caso contrário,

deve-se adicionar areia até que o solo se enquadre nos padrões de retração.

O solo tipo argiloso ideal para produção do tijolo de solo cimento, foi obtido com a

homogeneização da areia de resíduos da construção civil, e resíduos do beneficiamento de

caulim, ambos devidamente preparados.

Obtendo-se o solo ideal, para a conformação do tijolo de solo-cimento foi misturado à areia

(RCC+RBC) na proporção de 70% e 30% respectivamente, o cimento Portland, e água em um

recipiente de alumínio. O procedimento foi realizado primeiramente num traço de 1:10, ou

seja, uma parte de cimento para dez de solo. Os componentes foram misturados e

homogeneizados ainda secos, até atingir uma coloração uniforme. E em seguida adicionada

água em quantidade suficiente, para atingir o ponto da umidade adequado.

Após a determinação da quantidade de água necessária para composição, obtida pelo teste

prático de umidade da mistura (a mistura úmida, ao ser comprimida pela mão, deve ficar no

“bolo” registradas as marcas dos dedos. E ao ser lançado ao chão a uma altura de mais ou

menos 1,50m, deve fragmentar-se em diversos pedaços), se passou para a conformação dos

CP’s.

Outro traço, de 2:8 (duas partes de cimento para oito de solo), foi preparado seguindo a

mesma metodologia de preparo e conformação 1:10.

De acordo com o que estabelece a NBR 10833/89, para moldagem dos corpos-de-prova, a

massa preparada foi transferida imediatamente para o molde e depois para prensagem. Foram

conformados cinco CP’s para o traço 1:10 e cinco CP’s para o traço 2:8 CP’s, em uma prensa

manual submetidos a uma carga de 3,0 MPa.

Após esse processo de moldagem os CP’s foram retirados da fôrma e reservados para cura em

temperatura ambiente, ao abrigo da luz. Durante sete dias foram mantidos umedecidos, sendo

irrigados 4 vezes ao dia, em atendimento a norma 10832/89.

Após o período de cura, o CP foi levado a máquina universal para ensaio. Inicialmente, foram

retiradas as medidas superiores do corpo de prova, para posterior cálculo da área. Foi aplicada

uma carga de 500N (50 kgf) de forma uniforme até a ruptura do corpo-de-prova. Os dados

foram anotados para a finalização e cálculo de resistência.



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Para caracterização física, o ensaio de absorção de água do tijolo de solo cimento, foram

utilizadas amostras de cada CP referente a cada traço de material executado, conforme a

norma 8491/84.

Os dados obtidos serviram para calcular a porosidade dos tijolos de solo cimento preparados.

4. Resultados

Com o emprego da metodologia proposta, que buscou a caracterização dos materiais e

determinação da resistência à compressão e as características físicas, a seguir é apresentados

resultados alcançados na pesquisa.

A tabela 1 apresenta os resultados obtidos com o ensaio de retração de solo, realizados de

acordo com os trabalhos de Santos e Penha (2012).

Tabela 1 - Análise de Retração do Solo

Teste RCC (%) RBC (%) RCC (g) RBC (g) Retração

(cm)

1 60 40 1.800 1.200 2,88

2 70 30 2.100 900 1,95

Fonte: Autoria própria (2014)

Nota-se que para a proporção de 60/40, o material retraiu com valor superior ao valor máximo

supracitado de 2cm. Já a proporção 70/30, demonstrou a composição adequada para o solo,

para a produção do tijolo de solo cimento, visto que apresentou, após sete dias 1,9 cm de

retração.

Com os ensaio de porosidade aparente foi possível chegar aos resultados observados na

Figura 2. O mesmo apresenta os valores médios da porosidade alcançados pelas amostras.



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Figura 2- Média da Porosidade Aparente


Não existem valores padrões da porosidade, estipulados por norma, para critério de qualidade.

Os valores médios obtidos nos ensaios de absorção de água realizada com as amostra dos

tijolos de solo cimento são expostos na Figura 3.

Figura 3 – Análise de Absorção de Água


Os valores se apresentaram dentro do estipulado pela norma 8491/84.

Já para o ensaio de resistência a compressão, os resultados podem ser observados no gráfico

3, onde estão valores individuais e médios dos testes de resistência à compressão, por cada

composição.



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Os valores médios na figura 4 demonstram que a resistência à compressão foi maior para a

composição com maior quantidade de cimento.

Figura 4 - Média da Resistência à Compressão


Com isso, observa-se que o percentual de poros reduz com o aumento da quantidade de

cimento, o que provocou menor adsorção de água e maior resistência mecânica à compressão.

Resultado consistente, pois o cimento ao reagir com a água forma microestruturas que

ocupam parte dos espaços vazios (poros), gerando os resultados acima mencionados.

Por fim, as duas formulações feitas com resíduos apresentaram resistência superior ao que

determina a norma, ou seja, maior que 2,0 MPa.

5. Considerações finais

Ao termino deste trabalho, deve-se considerar os diversos fatores relevantes, que

tornaram possível a produção do tijolo de solo cimento, reutilizando resíduo da construção

civil e resíduo do beneficiamento de caulim.

No preparo do material, foi necessário determinar a granulometria adequada ou aproximada a

da areia natural, visto que os resíduos utilizados possuíam granulometria superior, ao indicado

pela norma, para produção de tijolo de solo cimento.

Com relação ao ensaio de retração solo, observou-se que a melhor composição de solo para

produção do tijolo foi de 70% de resíduo da construção civil e 30% de resíduo do

beneficiamento de caulim, na qual se obteve uma retração de 1,9cm.



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No que diz respeito à análise de porosidade aparente verificou-se que a amostra 2:8

apresentou menor porosidade que a amostra 1:10, isso pode ser justificado em razão da

presença de maior quantidade de cimento na composição que proporciona maior compactação

entre as substâncias (RCC e RBC), resultando assim na menor quantidade de poros no

material.

Com base nos ensaio de absorção de água, observou-se que a amostra da composição 1:10

apresentou um valor de absorção superior a amostra da composição 2:8, no entanto, ambos

ficaram no valor de 20% estabelecido pela norma 8491/84.

Em relação ao ensaio de resistência a compressão ficou evidente que o material produzido a

partir dos resíduos da construção civil e do caulim, apresentou resistência superior a exigida

pela norma que é de 2 MPa. No entanto, vale ressaltar a diferença da resistência entre os dois

tipos de composições, visto que composição 2:8 apresentou melhor desempenho a

compressão, a qual seu valor foi de 7,11 MPa, em comparação, a composição 1:10, que

apresentou o valor de 4,31 MPa. Tal diferenciação pode ser explicada em razão da quantidade

de cimento utilizado nas composições, pois o cimento apresenta características de reforço e

dureza em um material e quanto maior for a sua quantidade em uma composição, maior será a

resistência do material, visto que, o cimento oferece maior rigidez à estrutura.

Diante dos resultados supramencionados pode se concluir que é viável tecnologicamente

produzir o tijolo de solo cimento reutilizando resíduo do beneficiamento do caulim e do

resíduo da construção civil.

Sob o enfoque ambiental sugere-se que o material a ser utilizado para o mercado é o da

composição 1:10, em razão desse material utilizar maior quantidade de resíduo e menor

quantidade de cimento.

Diante desta pesquisa podemos ver que o tijolo de solo-cimento é altamente sustentável, pois

ele tem como objetivo atender as necessidades e desejos da sociedade sem comprometer o

meio ambiente e as gerações futuras.

6. Referências

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Determinação da resistência á compressão e da absorção de água: Referências. Elaboração. Rio de Janeiro, RJ

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