UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ CENTRO DE …Matrizes cimentícias utilizando Resíduos da...

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA

URBANA

WILLIAN DE OLIVEIRA

UTILIZAÇÃO DE AGREGADO GRAÚDO RECICLADO DE CONCRETO PARA PRODUÇÃO DE CONCRETOS

ESTRUTURAIS: Análise de sua influência nas propriedades mecânicas

MARINGÁ 2019

Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP) (Biblioteca Central - UEM, Maringá – PR., Brasil)

Oliveira, Willian de O48u Utilização de agregado graúdo reciclado de

concreto para produção de concretos estruturais: análise de sua influência nas propriedades mecânicas/ Willian de Oliveira. –- Maringá, 2019.

114 f., il., color., figs., tabs. Orientador: Prof. Dr. Carlos Humberto Martins. Dissertação (mestrado) – Universidade Estadual de

Maringá, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia Urbana, 2019.

1. Concreto sustentável. 2. Materiais de

construção sustentável. 3. Agregado reciclado. 4. Resíduos de construção civil. I. Martins, Carlos Humberto, orient. II. Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana. III. Título.

CDD 22. ED. 620.139

Jane Lessa Monção CRB9/1173

3

RESUMO

A busca por materiais de construção sustentáveis tem duas vantagens principais, a

reutilização dos resíduos que seriam descartados na natureza e a diminuição da

extração de matéria prima não renovável. Matrizes cimentícias utilizando Resíduos da

Construção Civil (RCC) em sua composição vêm sendo desenvolvidas na busca por

diminuir os impactos causados pela construção civil no ecossistema global e gerar um

negócio rentável na cadeia industrial da construção. O objetivo deste trabalho consiste

em avaliar as propriedades mecânicas no estado fresco e endurecido de concretos

produzidos com substituição de agregado graúdo natural por resíduo da construção

civil reciclado, em teores de 0% (referência), 25%, 50%, 75% e 100%, em duas

avaliações, a primeira, mantendo a relação água/cimento dos traços produzidos e a

segunda aumentando a relação água/cimento de acordo com a quantidade de água

absorvida pelo resíduo. A metodologia utilizada é dividida em três grandes ações.

Primeiramente, o conhecimento dos materiais que foram utilizados, ou seja, seleção

do agregado reciclado, e dos agregados graúdo e miúdo naturais e os ensaios para

determinação de suas características. A segunda ação é a produção do concreto, o

ensaio no estado plástico, para obter os resultados de abatimento e no estado

endurecido, para obter características mecânicas como: resistência a compressão;

módulo de elasticidade estático e dinâmico; absorção de água e índice de vazios. Por

fim, o tratamento dos dados obtidos, a primeira parte dos resultados são as

características dos agregados, como absorção de água e granulometria. Os

resultados demonstram que para os concretos sem variação da relação a/c, quando

se aumenta o teor de agregado reciclado, há uma diminuição do valor do abatimento,

aumento da resistência a compressão e da rigidez. Quando feito a correção da relação

a/c, os valores de abatimento, resistência a compressão e rigidez são mantidos.

Concluindo que a utilização de agregado reciclado de concreto altera as

características do concreto produzido, porém, controlando essas alterações em busca

de melhor desempenho do material torna-se possível a utilização deste resíduo para

concretos com fins estruturais sem perdas significativas de suas propriedades.

Palavras-chave: Agregado Reciclado, Concretos Sustentáveis, Resíduos da

Construção Civil.

4

ABSTRACT

The research for sustainable construction materials has two main advantages, the

reuse of waste materials that would be thrown out in nature and reducing the extraction

of raw material non renewable. The research for sustainable construction materials

has two main advantages, the reuse of waste materials that would be thrown out in

nature and reducing the extraction of raw material non renewable. The objective of this

Work consistnin evaluate the mechanical properties in fresh and rigid of concrete made

with substituting the regular aggregate by reclaimed civil construction waste, with these

contents 0%(reference), 25%, 50%,75%, and 100% using two different evaluations

first, maintaining the water/cement ratio of the traces produced and the second

increasing the water/cement ratio according to the amount of water absorbed by the

residue. The methodology used is divided into three major actions. Firstly, the

knowledge of the materials to be used, that is, the selection of the recycled aggregate,

and the natural aggregates, and the tests to determine their characteristics. The

second action is the production of the concrete, the test in the plastic state, to obtain

the results of abatement and in the hardened state, to obtain mechanical

characteristics such as: compressive strength; static and dynamic modulus of

elasticity; water absorption and void index. Finally, the treatment of the data obtained,

the first part of the results are the characteristics of the aggregates, such as water

absorption and granulometry. The results show that for concretes with no change in

the a/c ratio, when the recycled aggregate content is increased, there is a decrease in

the abatement value, increase in compressive strength and stiffness. When correction

of the a/c ratio is made, the values of abatement, compressive strength and stiffness

are maintained. In conclusion, the use of recycled aggregate of concrete changes the

characteristics of the concrete produced, but controlling these changes in search of

better performance of the material makes it possible to use this residue for concrete

with structural purposes without significant losses of its properties.

Keys-words: Recycled Aggregate, Sustainable Concretes, Civil Construction Waste.

5

SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................... 10

1.1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................................. 12

1.2 OBJETIVO .......................................................................................................................... 13

1.3 AÇÕES METODOLÓGICAS ........................................................................................... 13

2. AGREGADOS RECICLADOS DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL ..................... 15

2.1 GERAÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL .............................................. 16

2.2 DESTINAÇÃO DOS RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL ..................................... 18

2.3 RECICLAGEM DOS RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL .................................... 19

2.4 UTILIZAÇÃO DO RCC COMO AGREGADOS EM MATRIZES CIMENTÍCIAS ...... 22

2.5 TRABALHOS REALIZADOS COM CONCRETOS UTILIZANDO AGREGADOS

RECICLADOS ................................................................................................................................. 27

3. CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO NO ESTADO

FRESCO E ENDURECIDO .............................................................................................................. 32

3.1 TRABALHABILIDADE ...................................................................................................... 32

3.2 MASSA ESPECÍFICA ........................................................................................................ 34

3.3 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO .................................................................................. 35

3.4 MÓDULO DE ELASTICIDADE ........................................................................................ 36

3.5 ABSORÇÃO DE ÁGUA E ÍNDICE DE VAZIOS ........................................................... 38

4. MATERIAIS E MÉTODOS ....................................................................................................... 42

4.1 MATERIAIS ........................................................................................................................ 42

4.1.1 Agregado miúdo ........................................................................................................ 42

4.1.2 Agregado graúdo ....................................................................................................... 42

4.1.3 Água ............................................................................................................................ 42

4.1.4 Cimento Portland ....................................................................................................... 42

4.1.5 Resíduo da construção civil ..................................................................................... 43

4.2 MÉTODOS ......................................................................................................................... 43

4.2.1 Caracterização do agregado miúdo ....................................................................... 44

4.2.2 Caracterização do agregado graúdo ...................................................................... 44

4.2.3 Caracterização do RCC ............................................................................................ 44

4.2.4 Produção do concreto ............................................................................................... 45

4.2.5 Ensaios no estado endurecido ................................................................................ 47

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................................... 50

5.1 CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO ............................................................ 50

5.2 CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO ........................................................ 51

5.3 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL ................................ 52

6

5.4 DOSAGEM DOS CONCRETOS ...................................................................................... 54

5.5 ENSAIOS NO CONCRETO ENDURECIDO .................................................................. 58

5.5.1 Resistência a compressão .............................................................................................. 58

5.5.2 Modulo de elasticidade dinâmico ................................................................................... 61

5.5.3 Modulo de elasticidade estático ..................................................................................... 65

5.5.4 Absorção de água, índice de vazios e massa específica dos concretos ................ 68

5.5.5 Microscopia Eletrônica de Varredura ............................................................................ 70

6. CONCLUSÃO ................................................................................................................................. 79

6.1 TRABALHOS FUTUROS .................................................................................................. 81

REFERÊNCIAS .................................................................................................................................. 82

APÊNDICE A – Absorção do agregado reciclado. .................................................................. 102

APÊNDICE B – Resultados do ensaio de resistência à compressão. ................................. 103

APÊNDICE C – Resultados do ensaio de módulo de elasticidade longitudinal utilizando o

software Sonelastic. ..................................................................................................................... 107

APÊNDICE D – Resultados do ensaio de módulo de elasticidade estático. ...................... 111

7

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Fluxograma resumido ....................................................................................................... 14

Figura 2: Módulo de elasticidade em função da relação a/c diferentes taxas de substituição

de agregado natural por agregado reciclado de concreto. .......................................................... 38

Figura 3: Britagem do concreto reciclado na usina localizada em Maringá - PR. .................... 43

Figura 4: Limites de granulometria do agregado miúdo. .............................................................. 50

Figura 5: Limites granulométricos do agregado graúdo. .............................................................. 51

Figura 6: Limites granulométricos do agregado reciclado. .......................................................... 52

Figura 7: Curva de absorção do agregado reciclado.................................................................... 53

Figura 8: Ensaio de abatimento de tronco de cone. ..................................................................... 56

Figura 9: Moldagem dos corpos de prova. ..................................................................................... 57

Figura 10: Corpos de prova, moldados e identificados. ............................................................... 57

Figura 11: Prensa hidráulica utilizada para compressão diametral. ........................................... 58

Figura 12: Gráfico de resistência a compressão do concreto com a/c constante. .................. 60

Figura 13: Gráfico de resistência a compressão do concreto com a/c variável. ...................... 60

Figura 14: Tela de análise de propagação da onda no software Sonelastic. ........................... 61

Figura 15: Tela de inserção de dados no software Sonelastic. .................................................. 62

Figura 16: Módulo de elasticidade dinâmico de concreto com a/c constante. ......................... 63

Figura 17: Módulo de elasticidade dinâmico de concreto com a/c variável. ............................. 64

Figura 18: Ensaio do módulo de elasticidade estático. ................................................................ 65

Figura 19: Resultado do módulo de elasticidade estático para concreto com a/c constante. 67

Figura 20: Resultado do módulo de elasticidade estático para concreto com a/c variável. ... 67

Figura 21: Resultado do ensaio de absorção de água do concreto para concreto com fator

água/cimento constante. ................................................................................................................... 69

Figura 22: Resultado do ensaio de absorção de água do concreto para concreto com fator

água/cimento variável. ....................................................................................................................... 70

Figura 23: Amostra 75%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, no concreto

com a/c constante. ............................................................................................................................. 71

Figura 24: Amostra 100%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, no concreto

com a/c constante. ............................................................................................................................. 72

Figura 25: Amostra de referência (0%), zona de transição entre agregado natural e pasta do

concreto com a/c constante. ............................................................................................................. 73

Figura 26: Amostra de 50%, zona de transição entre agregado natural e pasta do concreto

com a/c variável. ................................................................................................................................. 74

Figura 27: Amostra de 50%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, do

concreto com a/c variável. ................................................................................................................ 75

Figura 28: Amostra 75%, zona de transição entre agregado natural e pasta, do concreto com

a/c variável. ......................................................................................................................................... 76

Figura 29: Amostra 100%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, do concreto

com a/c variável. ................................................................................................................................. 77

Figura 30: Amostra de referência (0%) zona de transição entre agregado natural e pasta, do

concreto com a/c variável. ................................................................................................................ 78

8

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Produção de RCC no Brasil. ........................................................................................... 17

Tabela 2: Produção de RCC no Sudeste. ...................................................................................... 17

Tabela 3: Produção de RCC no Seul. ............................................................................................. 17

Tabela 4: Geração e reciclagem de RCC ....................................................................................... 20

Tabela 5: Parâmetro de dosagens dos concretos. ....................................................................... 45

Tabela 6: Traço do concreto produzido sem correção do fator a/c. ........................................... 46

Tabela 7: Traço do concreto com correção do fator a/c. ............................................................. 46

Tabela 8: Separação das amostras por ensaio. ............................................................................ 48

Tabela 9: Caracterização da areia. .................................................................................................. 50

Tabela 10: Caracterização da brita. ................................................................................................ 51

Tabela 11: Caracterização do agregado reciclado. ...................................................................... 52

Tabela 12: Traço unitário produzido, com fator água/cimento constante. ................................ 54

Tabela 13: Quantidade de materiais utilizados. considerando perda de 15% e o abatimento

medido em cada substituição. .......................................................................................................... 55

Tabela 14: Traço unitário produzido, com fator água cimento variável. .................................... 55

Tabela 15: Quantidade de materiais utilizados, considerando perda de 15% e o abatimento

medido em cada substituição. .......................................................................................................... 56

Tabela 16: Resultado de resistência a compressão do concreto com a/c constante. ............ 59

Tabela 17: Resultado de resistência a compressão do concreto com a/c variável. ................ 59

Tabela 18: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico de concretos com a/c constante.

............................................................................................................................................................... 62

Tabela 19: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico de concretos com a/c variável. . 63

Tabela 20: Resultado de módulo de elasticidade estático para concretos produzidos com a/c

constante. ............................................................................................................................................ 66

Tabela 21: Resultado de módulo de elasticidade estático para concretos produzidos com a/c

variável. ................................................................................................................................................ 66

Tabela 22: Resultado do ensaio de absorção, índice de vazios e massa específica para o

concreto com fator água/cimento constante. ................................................................................. 68

Tabela 23: Resultado do ensaio de absorção, índice de vazios e massa específica para o

concreto com fator água/cimento variável. ..................................................................................... 69

Tabela 24: Ensaio de absorção de água. ..................................................................................... 102

Tabela 25: Resultado de resistência a compressão (25%). ...................................................... 103



Tabela 28: Resultado de resistência a compressão (100%). .................................................... 104

Tabela 29: Resultado de resistência a compressão (REF). ...................................................... 104

Tabela 30: Resultado de resistência a compressão (25%).: ..................................................... 105



Tabela 33: Resultado de resistência a compressão (100%). .................................................... 106

Tabela 34: Resultado de resistência a compressão (REF). ...................................................... 106

Tabela 35: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (25%). ......................................... 107



Tabela 38: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (100%). ....................................... 108

9

Tabela 39: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (REF). ......................................... 108




Tabela 43: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (100%). ....................................... 110

Tabela 44: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (REF). ......................................... 110

Tabela 45: Resultado de módulo de elasticidade estático (25%). ............................................ 111



Tabela 48: Resultado de módulo de elasticidade estático (100%). ......................................... 112

Tabela 49: Resultado de módulo de elasticidade estático (REF). ............................................ 112




Tabela 53: Resultado de módulo de elasticidade estático (100%). ......................................... 114

Tabela 54: Resultado de módulo de elasticidade estático (REF). ............................................ 114

10

1. INTRODUÇÃO

A busca por materiais de construção sustentáveis tem duas vantagens

principais, a reutilização dos resíduos que seriam descartados na natureza e a

diminuição da extração de matéria prima não renovável. Matrizes cimentícias

utilizando Resíduos da Construção Civil (RCC) em sua composição vêm sendo

amplamente estudados a fim da diminuição de impactos causados pela construção

civil no ecossistema global.

A construção de edificações consome até 75% dos recursos extraídos da

natureza, com o agravante de que a maior parte destes não é renovável (MARTINS

et al, 2016).

As áreas degradadas com extração de materiais, por definição, não possuem

mais capacidade de repor as perdas de matéria orgânica do solo (nutrientes,

biomassa e estoque de propágulos) que fica com as características biológicas, físicas

e químicas alteradas, a ponto de tornar o solo estéril (MARTINS e CASTRO. 2016).

A indústria da construção civil é responsável por altos índices de geração de

resíduo, segundo a Agenda 21. Os RCC são considerados como os maiores

causadores de degradação ambiental, tal fato é justificado tanto pelo volume gerado

quanto pelo tratamento e disposição final inadequados.

O boletim da ABRELPE (2015) de resíduos sólidos brasileiros, mostra que os

municípios coletaram cerca de 45 milhões de toneladas de RCC em 2015, o que

configura um aumento de 1,2% em relação a 2014. Esta situação, também observada

em anos anteriores, exige atenção especial, visto que a quantidade total desses

resíduos é ainda maior, uma vez que os municípios, via de regra, coletam apenas os

resíduos lançados ou abandonados nos logradouros públicos. Ou seja, os enviados

para aterros controlados ou reciclagem não foram contabilizados.

Em relação ao processamento ou reciclagem dos RCC, de acordo com a

Pesquisa Nacional Saneamento Básico (IBGE, 2010), dos 5.564 municípios

brasileiros, 4.031 municípios (72,44%) apresentam serviços de manejo dos RCC, que

podem se caracterizar apenas como destinação correta. Contudo, apenas 392

municípios (9,7%) possuem alguma forma de processamento dos RCC, como

reciclagem ou reutilização e Maringá (PR) faz parte deste cenário, contendo uma

recicladora de resíduo da construção civil.

11

Algumas alterativas existentes para conter a utilização de produtos naturais na

construção civil é aprimorar o uso destes produtos para concretos estruturais. Na

questão da utilização de materiais alternativos, uma possível ação para a mitigação

dos impactos ambientais é a utilização de materiais reciclados a partir do resíduo de

construção civil (RCC). Estes resíduos podem ser reciclados e utilizados na própria

obra, ou também podem ser encaminhados a usinas de reciclagem para tornar os

materiais com granulometrias adequadas para a utilização em concretos (nº 307/2002

CONAMA).

Os agregados são um importante material a ser produzido a partir da

reciclagem do RCC, por ser um dos materiais mais consumidos pelo setor da

construção civil. Além de contribuir com a preservação do meio ambiente, o agregado

proveniente de RCC demanda menor custo de capital, de energia e, potencialmente,

de transporte, por serem produzidos até mesmo no canteiro da obra que gera o

resíduo (ARAUJO et al, 2016).

Segundo a resolução nº 307/2002 do CONAMA os Resíduos da Construção

Civil (RCC) são os 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, e outros.

A falta de locais específicos para a destinação do RCC faz com que este

resíduo seja lançado clandestinamente no meio ambiente urbano, como ruas, fundo

de vales, encostas, o que tem causado vários impactos ambientais, comprometendo

a paisagem e obstruindo a drenagem urbana. Os municípios tendem a gastar grande

parte dos recursos públicos com a coleta do RCC de locais inadequados e com o

aterramento desses resíduos, na falta de empresas e incentivos que possam

promover a sua reciclagem, o que onera as administrações municipais e esgota os

aterros sanitários (SOUZA, 2012).

A produção de agregados no Brasil segundo relatório da ANEPAC (2015) é de

741 milhões de toneladas anuais, todo esse agregado extraído da natureza em

minerações de pedreiras, que degradam o local e no fim de sua utilização gera

grandes quantidade de resíduos que sem a sua reutilização gera dois problemas

notórios, extração agressiva e geração de resíduos.

12

Os concretos produzidos com a substituição de brita natural por RCC reciclado

tem algumas características mecânicas que merecem atenção, como, aumento do

consumo de água devido a absorção do agregado reciclado de concreto ser maior que

o das britas naturais, com isso para manter a resistência é necessário aumentar o

consumo de cimento, ou seja, mantendo o mesmo traço naturalmente haverá uma

redução de resistência, assim como módulo de elasticidade do material, aumento da

absorção de água, entre outras características inerentes aos agregados.

Segundo Leite (2001), o agregado reciclado apresenta características

intrínsecas que afetam o desempenho dos concretos com ele produzidos. O formato

irregular desse material, a menor massa específica e a maior porosidade influenciam

diretamente nas propriedades dos concretos tanto no estado fresco, quanto no

endurecido.

1.1 JUSTIFICATIVA

A geração de resíduos é uma característica comum a todos os processos

produtivos e os processos produtivos inerentes à existência humana, logo a busca

para reduzir, reutilizar e reciclar os resíduos é cada vez mais importante para o

desenvolvimento sustentável.

Sem dúvidas, é improvável a existência uma sociedade sem processos de

industrialização, porém, quando o foco está somente em consumir, é improvável que

o meio ambiente suporte. Atualmente, este cenário se depara com a concepção do

consumo sustentável, que visa à preservação dos recursos naturais, tendo como

alternativa primordial a minimização dos danos causados ao ambiente e ao mesmo

tempo a garantia da continuidade da produção através da reciclagem e da utilização

de outros materiais, na tentativa de garantir a gerações futuras condições de

desenvolvimento (CASTRO, 2016).

A utilização de resíduos sólidos como matéria prima industrial vem sendo

estudado em diversos setores industriais e um destes que merece destaque devido

ao seu alto potencial de danificação do meio ambiente é a indústria da construção

civil. A utilização de resíduos da construção civil (RCC) está em processo de

aprimoramento com mais pesquisas relacionadas ao seu benefício, pois é necessária

13

a busca por disposição menos impactante deste resíduo que é gerado em quantidades

cada vez maiores.

A utilização de RCC em matrizes cimentícias tem inúmeras vantagens, porém

duas são principais e diretas: reaproveitamento dos resíduos e a diminuição da

extração de matéria prima não renovável da natureza. Nota-se que o aproveitamento

de resíduos pode em diversos casos trazer melhorias técnicas, além da redução de

custos e de impacto ambiental.

1.2 OBJETIVO

Avaliar as propriedades mecânicas no estado fresco e endurecido de concretos

produzidos com substituição de agregado graúdo natural por resíduo da construção

civil reciclado, em teores de 0 (referência), 25, 50, 75 e 100%.

1.3 AÇÕES METODOLÓGICAS

Este trabalho, de maior parte constituído em experimentos, se divide em três

grandes etapas metodológicas oriundas do objetivo, a primeira é a caracterização dos

materiais que foram utilizados na confecção dos concretos, ou seja, determinação da

granulometria, massa específica, massa unitária, e absorção de água para os

agregados miúdos e graúdos.

A segunda grande ação é a produção dos concretos, ou seja, a partir da

determinação das características dos materiais pode-se desenvolver os traços, com

as proporções de agregado graúdo reciclado nos teores de 0 (referencia), 25, 50, 75

e 100% com dois tipos de avaliação, o primeiro sem variação da quantidade de água

do concreto e o segundo variando a quantidade de água conforme a adição de

agregado reciclado corrigindo sua absorção. Na fabricação do concreto foi realizado

o ensaio de abatimento por tronco de cone visando verificar a trabalhabilidade e logo

após a moldagem dos corpos de prova. Passando o período de cura, 28 dias, serão

realizados os ensaios no estado endurecido, resistência à compressão, absorção de

água e os módulos de elasticidade, dinâmico e estático.

A terceira grande ação é o tratamento dos dados, com a finalidade de obter

todas as relações das consequências da utilização de agregado reciclado no concreto,

14

como variação das características, das quais: resistências a compressão, absorção

de água e o módulo de elasticidade.

A seguir é exposto um fluxograma com um resumo das principais etapas

metodológicas necessárias para o desenvolvimento da pesquisa.

Figura 1: Fluxograma resumido

Caracterização

dos materiais

ÍnicioDeterminação

do traço -

Literatura

Produção dos

traços

Ensaios no

estado fresco e

moldagem

Ensaios no

estado

Endurecido

Tratamento dos

dados

Fim

Etapa 1. Etapa 2.Etapa 3.

Fonte: Autor (2018).

15

2. AGREGADOS RECICLADOS DE RESÍDUOS DA

CONSTRUÇÃO CIVIL

Segundo a ABNT NBR 15114:2004, os resíduos da construção civil são

definidos como: “Resíduos provenientes de construções, reformas, reparos e

demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da

escavação de terrenos, tais como tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos,

rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa,

gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc.,

comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha”. Os resíduos da

construção civil são classificados em quatro classes: A, B, C e D, sendo que:

Classe A: resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados de construção,

demolição, reformas e reparos de pavimentação, obras de infraestrutura, solos

provenientes de terraplenagem, edificações (tijolos, argamassa, concreto, cerâmica),

etc.

Classe B: resíduos recicláveis para outras destinações, como: plástico, papel,

papelão, metais, vidros, madeiras, gesso, etc.

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

aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/recuperação.

Classe D: resíduos perigosos oriundos do processo de construção, como:

tintas, solventes, óleos, e também resíduos 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.

Os RCC são classificados como inertes pela ABNT NBR 10004:2004, mas,

segundo John & Agopyan (2001), alguns RCC analisados, apresentaram

contaminações, tais contaminações podem vir a afetar a qualidade do produto

composto pelo resíduo e também podem apresentar riscos ambientais, ou seja, nem

sempre o RCC pode ser classificado como um resíduo inerte.

A preocupação com os resíduos da construção civil iniciou-se no ano de 2002

após a instituição da resolução CONAMA 307 (2002); tal resolução estabelece

diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão sustentável dos RCC instituindo

ações necessárias para minimizar os impactos ambientais causados nas cidades. De

16

acordo com esta resolução os geradores deverão priorizar a não geração, a redução,

a reutilização, a reciclagem e a destinação final dos resíduos.

Seguem algumas diretrizes, sobre geração, destinação, tratamento e

reciclagem do RCC, que são balizados pela Associação Brasileira de Normas

Técnicas.

ABNT NBR 15112:2004: Resíduos sólidos da construção civil e resíduos

volumosos – Áreas de transbordo e triagem – Diretrizes para projeto, implantação e

operação.

ABNT NBR 15113:2004: Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes

– Aterros – Diretrizes para projeto, implantação e operação.

ABNT NBR 15114:2004: Resíduos sólidos da construção civil – Áreas de

reciclagem – Diretrizes para projeto, implantação e operação.

ABNT NBR 15115:2004: Agregados reciclados de resíduos sólidos da

construção civil – Execução de camadas de pavimentação – Procedimentos.

ABNT NBR 15116:2004: Agregados reciclados de resíduos sólidos da

construção civil – Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função

estrutural – Requisitos.

2.1 GERAÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

A geração dos Resíduos de Construção e Civil é proveniente das atividades da

Construção Civil, apresentando uma alta quantidade de resíduos descartados

oriundos de um planejamento falho para a execução das obras, Assim, a atividade da

construção civil caracteriza-se como altamente impactante ao ambiente, tanto pela

exploração desordenada dos recursos naturais como pelos altos índices de resíduos

gerados (CORNELI, 2009).

Segundo últimos dados da ABRELPE (2015) os municípios coletaram cerca de

45 milhões de toneladas de RCC em 2015, o que configura um aumento de 1,2% em

relação a 2014. Esta situação, também observada em anos anteriores, exige atenção

especial, visto que a quantidade total desses resíduos é ainda maior, uma vez que os

municípios, via de regra, coletam apenas os resíduos lançados ou abandonados nos

logradouros públicos, ou seja, os que não estão nestes dados, são oriundos de

depósito ilegal de RCC em fundos de vale, aterros, etc.

17

Tabela 1: Produção de RCC no Brasil.

Região

2014 2015

RCD Coletado (t/dia) / Índice (kg/hab/dia

RCD Coletado (t/dia)

Índice (kg/hab/dia)

Brasil 122.626/0,603 123.721 0,605

Fonte: ABRELPE 2015. Adaptado pelo autor.

Nas regiões sul e sudeste, os valores da geração de resíduos correspondem a

maior parte do total, como segue a coleta da região Sudeste na Tabela 2 e do Sul na

Tabela 3.

Tabela 2: Produção de RCC no Sudeste.

Região

2014 2015




Sudeste 63.469/0,746 64.097 0,748


Tabela 3: Produção de RCC no Seul.

Região

2014 2015




Sul 16.513/0,569 16.662 0,57


A quantidade de resíduos gerados é um fato grave a ser observado e necessita

que sejam tomadas algumas alternativas para primeiramente reduzir a geração de

RCC na fonte, ou seja, otimizando projetos, execuções, construções mais

sustentáveis que geram menos resíduos. Caso não seja possível a não geração a

segunda opção é a reutilização dos resíduos na obra, com isso reduzindo a disposição

inadequada do resíduo. Ainda se não for possível a reutilização outra saída importante

é a reciclagem do RCC na obra. E se ainda não for possível deverá ser depositado

18

para reciclagem em outro local, porém o papel da gestão da obra na geração do

resíduo é fundamental buscando minimizar a emissão.

2.2 DESTINAÇÃO DOS RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

As primeiras usinas de reciclagem do Brasil foram instaladas pelas Prefeituras

de São Paulo, SP (1991), de Londrina, PR (1993) e de Belo Horizonte, MG (1994).

Em 1999, foi confirmada por Pinto (1999) a relevância do tema, apontando que o RCC

pode corresponder a mais de 50% da massa dos resíduos sólidos municipais. Entre

1999 e 2005, ante os benefícios econômicos e ambientais obtidos pela Prefeitura de

Belo Horizonte, algumas prefeituras do Estado de São Paulo, como Piracicaba, Santo

André e Campinas, também implantaram planos de gerenciamento de RCC

(OLIVEIRA, 2014).

Até meados do último século as questões relativas ao desenvolvimento

industrial sobrepunham-se àquelas correlatas ao meio ambiente sem que fosse dada

a devida importância aos reflexos da interação entre o homem, suas atividades e o

meio no qual estão inseridos, sendo os assuntos decorrentes da interação entre o

homem e seu habitat apenas objeto de estudo de pesquisadores que divulgavam suas

observações sem nenhum respaldo por parte das empresas e do governo

(FERREIRA; NOSCHANG; FERREIRA, 2009).

Atualmente, quando avaliadas as exigências sociais e legais propostas ao setor

da construção civil, as atividades correlatas ao beneficiamento e posterior utilização

dos resíduos de construção civil têm sido vistas como um dos meios para o

fechamento de seu ciclo produtivo. Esta atividade tem-se apresentado viável quando

demonstrados os benefícios ambientais oriundos da incorporação destes rejeitos em

novos produtos ou pelo seu emprego direto como material substituto aos agregados

naturais (CARMO, et al. 2012).

A utilização destes materiais reciclados traz ainda como vantagens a redução

de custos com deposições irregulares e como consequência minimiza o abandono de

rejeitos perto das zonas urbanas. Em seu trabalho, Inyang (2003) expõe que o

desenvolvimento de infraestrutura física para operações civis e industriais oferece

oportunidades significativas para o emprego de material reciclado em grandes

quantidades.

19

Ainda como justificativa para a reutilização dos RCC, é exposto por Peixoto et

al., (2009) que a indústria da construção seja responsável pelo uso de 15 a 50% do

montante de todo o recurso natural consumido pela sociedade. Peixoto et al. (2009)

relatam ainda que o consumo de agregados naturais no Brasil varia entre 1 a 8 tone-

ladas/per capita ao ano e que o uso deste insumo para a produção de concreto atinge

índices de 220 milhões de toneladas por ano.

Sendo assim, como forma de minimizar o emprego indiscriminado de materiais

virgens, a degradação ambiental dada pela grande extração de recursos naturais e a

deposição de rejeitos em aterros ou locais não regulamentados, a reciclagem e

reutilização dos resíduos de construção civil firma-se como uma alternativa a

considerar quando avaliados os requisitos de sustentabilidade (CARMO, et al. 2012).

Contudo, um dos maiores problemas quanto ao emprego dos agregados

reciclados reside no fato de sua variabilidade, propriedade intrínseca, que reduz a

gama de utilização destes insumos nas atividades inerentes à construção civil. Porém,

quando adotadas ações de controle desta propriedade é possível ampliar seu

emprego, o que ocasiona um incremento no beneficiamento dos RCC além de

proporcionar ganhos ambientais por meio da redução da extração de materiais

virgens, redução da poluição e ganhos econômicos quando avaliada a redução de

custos atingida pela minimização de gastos com materiais em obras, por exemplo.

Mas para que se promova uma expansão do uso dos agregados reciclados é

necessário que se demonstre que a sua utilização não implica em riscos, sejam eles

ambientais, de segurança ou de qualquer espécie. Desta forma, o material produzido

a partir dos RCC deve apresentar um desempenho equivalente ou superior àqueles

que visa substituir.

2.3 RECICLAGEM DOS RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

Conseguir que materiais considerados como entulhos (lixo, resíduos), como é

o caso do concreto demolido, sejam reutilizados na elaboração de novas misturas de

concreto, resolve entre outros objetivos: (A) reutilização de resíduos sólidos,

reduzindo a quantidade de resíduos ou entulhos que agridem o meio ambiente e

consequentemente os seres humanos, como por exemplo, o problema dos liquídos

lixiviados; (B) projeto, inovação e elaboração de novos materiais de construção

ecoeficientes; (C) conservação de matérias-primas e suas jazidas, resultando na não

20

exploração e na preservação do habitat natural da flora e fauna nativa, conservação

da arquitetura da paisagem, geoparques. Os recursos minerais não são renováveis;

(D) diminuição da contaminação atmosférica, dando um novo uso a um material que

durante sua produção emitiu CO e CO2 (MARTÍNEZ-MOLINA, 2015).

Tabela 4: Geração e reciclagem de RCC

Países RCC (Mt) RCC

Reciclado (Mt)

% RCC Reciclado

Austrália 14 8 57

Bélgica 14 12 86

Inglaterra 90 46 50

França 309 195 63

Alemanha 201 179 89

Irlanda 17 13 80

Japão 77 62 80

Holanda 26 25 95

Portugal 4 0 0

Espanha 39 4 10

Taiwan 63 58 91

Fonte: WBCSD (2015)

A reciclagem dos RCC são a melhor opção e neste trabalho em especial a

reciclagem de concreto, pois o concreto quando britado pode produzir um material

com características suficientes para substituir o agregado natural, porém no processo

de reciclagem dever ser tomados algumas precauções como exposto a seguir por

Melo (2011).

Os RCC enviados a usina de reciclagem devem ser inspecionadas na

recepção e, se aceitos, são armazenados em local plano próximo ao

alimentador. Esse procedimento ocorre no pátio de recepção (entrada),

devendo haver área suficiente para observação e pré-seleção, bem

como circulação de veículos e funcionários.

A área de armazenagem também é o local de espera transitória do RCC,

além de área destinada a serviços de apoio, pré-seleção (para eventual

reuso) ou triagem. Nela a disposição deve ser dar mediante prévia

inspeção que indique a disposição separada pela predominância de

resíduos de concreto ou de argamassas, blocos cerâmicos e de

21

concreto. Essa atividade é essencial para a redução da contaminação

do agregado reciclado e controle de qualidade operacional.

Os RCC armazenados (classificados conforme citação anterior) são

encaminhados a áreas distintas para triagem das madeiras, plásticos,

metais, matéria orgânica e outras “impurezas” que devem ser separadas

manualmente e estocados provisoriamente na área de rejeitos. Os

resíduos classificados e isentos das impurezas são transferidos por pá

carregadeira para a mesa do alimentador vibratório que proporciona a

pré-limpeza de “finos” pela grelha no fundo da mesa. Os materiais mais

grossos seguem para o britador. Os finos separados na pré-limpeza são

direcionados por um transportador de correia para armazenagem em

pilha. Esse material é conhecido como bica corrida, podendo apresentar

grandes quantidades de solos.

O material que segue para o núcleo de britagem é reduzido e despejado

em um transportador de correia fixa que movimenta e eleva o agregado

reciclado em relação ao solo. Durante a saída do britador, é feita a

separação magnética antes da segunda etapa de elevação, que se dá

pela queda do agregado no transportador móvel, que tem três funções:

a) empilhar o material em leira semi-circular; b) aumentar a estocagem

vertical das pilhas; c) alimentar as peneiras vibratória quando necessária

a separação por granulometria. Nesse caso, os agregados reciclados

devem ser dos RCC de concreto por terem condição de melhor

aproveitamento.

As peneiras mais comuns são as de diâmetro inferior a 4,8 mm; diâmetro

de 4,8 mm < Ø < 9,5 mm; diâmetro de 9,5 mm < Ø < 25,4 mm; e superior

a 25,4 mm. Algumas usinas podem ter uma peneira logo após o

transportador fixo. Nesse caso, o agregado retido volta ao núcleo de

redução para re-britagem. Essa opção é utilizada sempre que se produz

só um tipo de agregado reciclado.

22

2.4 UTILIZAÇÃO DO RCC COMO AGREGADOS EM MATRIZES CIMENTÍCIAS

Devido à poluição ambiental e às alterações climáticas, torna-se importante

iniciar a formação de uma consciência coletiva em países menos desenvolvidos a fim

de reduzir a extração de materiais pétreos de ambientes naturais, reduzindo assim o

esgotamento acelerado das reservas dos agregados provenientes tanto dos leitos de

rios como das pedreiras (RAKSHVIR, BARAI, 2006; MONTOYA et al., 2005). A

demanda por recursos naturais e a escassez de matérias-primas é importante;

portanto, a necessidade de preservar e proteger o meio ambiente de uma crise

ecológica faz com que a técnica do concreto reciclado seja uma atividade de grande

importância na construção (AGUILAR et al., 2005).

Pesquisas anteriores mostraram que as propriedades físicas e mecânicas dos

concretos reciclados, composto por adições de agregados reciclados em sua matriz,

podem garantir a sua resistência e desempenho mecânico (TOPCU, 1997; TOPCU,

SENGEL, 2004; TOPCU, GUNCAN, 1995). Estudos derivados de aplicações

específicas em obras civis mostram que muitas vezes o resíduo de concreto não é

suficiente e nem utilizado de forma eficiente. Este resíduo de concreto pode também

ser usado para produzir elementos de concreto pré-fabricados, como blocos, materiais

de isolamento, materiais leves e painéis.

Segundo Mheta e Monteiro (2008) para concretos de baixas resistências, ou

seja com alta relação cimento, a carga que o corpo de prova resiste a compressão

está relacionado a interface do agregado com a pasta, e não ao tipo de agregado ou

a sua resistência. Com isso os estudos relacionados a melhoria do aspecto dos

agregados são importantes para a incorporação do agregado nos concretos

estruturais.

O agregado reciclado pode ter em sua composição materiais que reagem de

forma negativa com os álcalis do cimento, logo o ideal seria realizar um tratamento no

agregado para controlar estes problemas (SHI, et al. 2015).

A primeira parte dos estudos apontados são a respeito da retirada da

argamassa aderida ao antigo agregado na reciclagem do concreto, alguns processos

são mecânicos, trituração mecânica ou pré-imersão dentro de água ou ácido são os

métodos mais comuns para remover a argamassa aderida. Trituração mecânica

também poder ser um tratamento popular por causa do procedimento simples para

23

produzir RCC com baixo teor de argamassa aderida (SUN e XIAO, 2004). No entanto,

trituração mecânica pode facilmente danificar RCC através da introdução de

microfissuras no material, principalmente quando utilizado como agregado graúdo.

A argamassa aderida pode ser separada quando possível a partir do agregado

natural usando britagem e moagem com esferas, a qual também pode melhorar a

forma de agregados, devido à colisão e seus efeitos. A principal função da moagem

tradicional é conseguida através dos efeitos de vibração do rolamento de uma

engrenagem excêntrica rotativa de alta velocidade em um moinho. A argamassa

aderida seria polida por esta ação. Ela pode ser modificada adicionalmente,

melhorando a engrenagem excêntrica para obter uma velocidade maior, e assim

aumentar a eficiência de descascar das argamassas e a qualidade do RCC.

Montgomery (1998) removeu a argamassa aderida do agregado virgem por moagem

de bolas e investigou as influências do conteúdo de argamassa aderida nas

propriedades do RCC, como ensaios de presença de sulfatos e cloretos.

Bru et al. (2014) fez um estudo da influência do calor na retirada da argamassa

aderida, em seu trabalho utiliza micro-ondas de calor para aquecer o agregado e

enfraquecer a zona de transição originais entre o agregado virgem e a argamassa

aderida. Em seguida, a moagem mecânica pode efetivamente remover a argamassa

aderida para obter o RCC de alta qualidade. Geralmente, quanto maior a temperatura

de aquecimento, mais fácil a argamassa pode ser removida. No entanto, quando a

temperatura é superior a 500°C, as propriedades do RCC podem ser degradadas.

Pré-imersão em água pode separar impurezas e obter RCC de maior qualidade.

Katz (2004) adotou a limpeza de água em jatos repetidos para remover a argamassa

aderente fraca até a água estar limpa. Ele descobriu que foi eficaz na remoção da

argamassa aderida e aumentou a resistência a compressão do concreto com

agregado reciclado, o aumento de força foi de cerca de 7% aos 28 dias. Embora este

método possa efetivamente lavar a argamassa aderente solta e fraca, a argamassa

mais forte não pode ser removida.

Os produtos de hidratação do cimento em pasta endurecida podem ser

dissolvidos em solução ácida. Assim, a solução ácida pode ser usada para remover

eficazmente a argamassa aderida e aumentar a qualidade do RCC. Tam et al. (2007)

usaram três tipos de ácido em concentrações de 0,1 mol, que foram: ácido clorídrico

(HCl), ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido fosfórico (H3PO4) o agregado foi embebido

24

durante 24 h para remover a argamassa aderida do RCC. Uma vez que todos os

produtos da reação de HCl podem ser dissolvidos em água, alguns produtos de reação

de H2SO4 tendem a cristalizar e os produtos de H3PO4 foram instáveis e o HCl foi o

ácido mais eficaz. Pode-se ver que a absorção de água da RCC diminuiu

significativamente após a pré-imersão e os teores de cloreto e sulfato aumentaram,

mas ainda sob os limites estipulados para os agregados. Além disso, os valores de

pH caíram ligeiramente, mas a solução de poros ainda estava em condições alcalinas.

O processo aumenta o custo de produção concreto, o que é o obstáculo para a

implementação desta abordagem.

Ao invés de retirar a argamassa aderida há também a intenção de fortalecer a

existente, para melhorar a zona de transição e diminuir a absorção de água do

agregado, alguns estudos no sentido de melhorar a argamassa são expostos a seguir

(SHI, et al. 2015).

Nos estudos de Katz (2004) soluções de materiais pozolânicos foram usadas

para tratar RCC e fortalecer a argamassa aderida. Além disso, disposição de calcário

em pó e carbonato de cálcio pode preencher os microporos dentro da argamassa

aderida. Alguns materiais de tratamento podem formar um revestimento à prova de

água na superfície do RCC. O preenchimento das áreas fracas e o desenvolvimento

de zonas transições mais fortes no RCC são os principais objetivos (SHI, et al. 2015).

As emulsões de polímeros possuem propriedades adesivas e podem solidificar

em um curto período de tempo. A emulsão de álcool polivinílico (PVA) e os polímeros

a base de silano são repelentes a água e podem ser utilizados para reduzir a absorção

de água por materiais porosos. Vários polímeros foram aplicados em materiais de

cimento (BÜTTNER, RAUPACH, 2008; SCHUEREMANS et al., 2008; KIM et al.,

1999). Se o RCC foi imerso em uma emulsão de polímero, as moléculas de polímero

podem preencher os poros da argamassa aderida e selar as superfícies do agregado

de RCC. Kou e Poon (2010) em seus estudos mostraram que das propriedades físicas

e mecânicas dos agregados de RCC foram melhoradas pelo tratamento com 6, 8, 10

e 12% de solução de PVA, em relação a massa do agregado. Os resultados

mostraram que a absorção de água dos RCC diminui à medida que a concentração

de PVA aumenta. A solução de 12% de PVA deu resultados ligeiramente melhores do

que 10% de solução de PVA. Portanto, a solução de 10% de PVA foi a concentração

recomendada para a impregnação no agregado. A impregnação de PVA também

25

poderia aumentar a força de ligação entre a pasta de cimento e o agregado e a

redução do fator água cimento (MANSUR et al., 2007). A resistência a compressão e

o encolhimento de concreto feito com agregado reciclado de RCC imersos. Além

disso, Wan et al. (2004) adotaram uma solução de PVA comercialmente disponível

para tratar o RCC e descobriu que a capacidade de trabalho e a resistência a

compressão do concreto feito com o RCC tratado foram aprimoradas.

Tsujino et al. (2007) em seu trabalho, adotaram um material à base de parafina

para tratar o RCC através de ciclos repetidos de pulverização e secagem. A parafina

pode reagir com hidróxido de cálcio na argamassa aderida para produzir sais de metal

alcalino e álcool. Os sais de metal alcalino são sais de ácidos carboxílicos rígidos que

são insolúveis e podem formar uma película repelente de água na superfície do

agregado reciclado. A absorção de água de RCC foi reduzida com o número de ciclos

de pulverização e secagem. Qiu (2003) aplicou 1% de superplastificante de PVA e

naftalina para tratar o RCC, respectivamente. Os resultados mostraram que ambos

reuziram a absorção de água do RCC. O tratamento com superplastificantes poderia

melhorar a força de ligação entre o agregado e a matriz de cimento em comparação

com PVA.

O efeito negativo do uso de RCC sobre as propriedades de durabilidade das

misturas também é um problema, o que pode ser diminuído pela incorporação de uma

certa quantidade de aditivos minerais, como cinzas volantes e cinzas vulcânicas

(KOU, POON, 2012). Se o RCC for pulverizado ou imerso em uma pasta de material

pozolânico, oriundo de cinzas, especialmente aqueles que contêm sílica amorfa,

podem preencher os poros e vazios dentro das argamassas aderidas, devido a sua

finura, e depois reagir com hidróxido de cálcio para formar o C-S-H, principal

componente do cimento Portlland responsável pela resistência dos concretos e defesa

ao ataque químico. Outro estudo que pode ser citado com o tratamento de agregado

com cinza volante foi o de Moretti (2014) que demonstrou que a utilização de cinza

pesada do bagaço de cana, em substituição da areia em 30% da massa associada

com substituição do agregado graúdo por concreto reciclado na proporção de 50%,

mostrou um ganho nas propriedades de durabilidade, ou seja, comparado com o

concreto de referência ouve um avanço apesar do agregado graúdo reciclado de

concreto ter um teor de vazios maior, consequentemente com maior permeabilidade,

porém a cinza atuando no sentido de tampar os poros, reagindo com hidróxido de

26

cálcio, para gerar C-S-H, melhorando a zona de transição, manteve a durabilidade

constante.

Tam et al. (2005) propuseram uma abordagem de mistura de dois estágios para

tratar RCC. Em seu método o agregado reciclado juntamente com o cimento e os

materiais pozolânicos (cinzas) e metade da água necessária foram pré-misturados,

ou seja, proporcionando o fechamento dos poros e a melhora da zona de transição.

Com isso produziria uma fina camada de pasta de cimento nas superfícies do

agregado reciclado e melhorou a qualidade da argamassa aderida. Portanto, as zonas

de transições entre o agregado e nova argamassa foram significativamente

reforçadas.

Em outra pesquisa sobre substituição no cimento para melhorar os agregados,

Tam e Tam (2008) substituíram 2% do cimento necessário por sílica ativa no

procedimento de pré-mistura, ou seja, somente em mistura prévia com agregado

graúdo reciclado e água. A reação pozolânica e o efeito de enchimento de vazios

causado pela sílica, foi possível devido à alta área de superfície especifica

(SHANNAG, 2000). Assim, a microestrutura do agregado reciclado era muito mais

densa e as zonas de transições obviamente foram melhoradas pela adição de sílica

ativa (mircrossilica).

Kong et al. (2010) propuseram um novo método de mistura tripla baseado nos

processos de pré-misturas. Em comparação com a utilização de somente cinzas

volantes ou sílica ativa, a abordagem de mistura tripla poderia melhorar ainda mais as

propriedades do RCC, a microestrutura das zonas de transições e o concreto de

agregado reciclado, e realmente o estudo mostrou um grande avanço na durabilidade

do concreto produzido.

Du et al. (2002) utilizaram pasta de cimento com cinzas volantes, pasta de

cimento com aditivo em pó impermeável para tratar os agregados de RCC. Eles

descobriram que o tratamento com cimento contendo pó impermeável melhorou as

propriedades do agregado, melhor do que as pastas de cinzas volantes. A eficiência

do tratamento de pasta de pozolâna é oriundo do tamanho das partículas, do teor de

hidróxido de cálcio na argamassa aderida, da alcalinidade da solução porosa e a

reatividade dos materiais pozolânicos. Assim, a sílica ativa foi eficiente na melhoria

das propriedades do RCC devido ao pequeno tamanho e alta reatividade (SINGH et

al., 2013).

27

2.5 TRABALHOS REALIZADOS COM CONCRETOS UTILIZANDO AGREGADOS RECICLADOS

Tam et al. (2007) examinaram dez amostras coletadas em locais de demolição

com a finalidade de estudar a formação dos agregados, e os resultados mostram uma

forte correlação entre o concreto produzido, com o concreto que gerou o agregado

reciclado, com isso, demonstrou a importância da separação dos resíduos na geração.

Etxeberria et al. (2007) produzem quatro traços de concretos utilizando

agregados graúdos reciclados de RCC, nas proporções de, 0%, 25%, 50% e 100%

em substituição do agregado natural, os agregados reciclados foram utilizados em

condições úmidas, mas não saturados. Os resultados apresentaram queda de

resistência a compressão com o aumento da proporção de agregado.

Werle et al. (2011) fazem uma análise da influência da substituição de agregado

natural por agregado reciclado na carbonatação do concreto produzido a partir de

análise visual da frente de carbonatação de exemplares aspergidos por fenolftaleína,

e alterações na profundidade da frente de carbonatação nas regiões ocupadas por

agregados reciclados.

Rao et al. (2011) produziram concretos a partir de agregados reciclados de uma

estrutura conhecida com 15 anos de vida, as proporções de substituições foram. 0,

25, 50 e 100%, foram estudados módulo de elasticidade, tração por compressão

diametral e compressão, observa-se que a compressão sofre influência com a

substituição.

Pereira et al. (2012) fazem uma aplicação do método AHP em concretos

produzidos com agregados reciclados, para analisar sua durabilidade, para isso foram

incluídos no estudo treze traços de concreto para cada um dos três níveis de

resistência, e as proporções foram utilizando 8 parâmetros e o emprego da AHP teve

o objetivo de proporcionar uma avaliação global dos casos estudados.

Marie e Quiasrawi (2012) fazem um estudo sobre o ciclo fechado de

reciclagem, onde analisou concretos produzidos com agregado reciclado de concreto

demolidos (primeira geração), concretos produzidos com agregados reciclados de

concretos que já foram produzidos com agregados reciclados (segunda geração).

Demonstra que a reciclagem em circuito fechado é possível tecnicamente além de

inúmeras vantagens sustentáveis.

28

Lu et al. (2013) expõe em seu trabalho a validade do método ultrassônico para

determinar o módulo dinâmico de elasticidade do concreto. Verificou-se que a

velocidade da onda obtida usando o método ultrassônico em espécimes padrão

corresponde bem à velocidade teórica da onda unidimensional. Recomenda-se que

as estimativas do módulo de elasticidade não se baseiem apenas no módulo estático.

Medina et al. (2014) produziram concretos com a utilização de agregados

graúdos reciclados de concreto, nas proporções de 25 e 50%, para o autor não houve

problemas de perda de trabalhabilidade no concreto fresco, porém a maioria das

propriedades físicas e mecânicas do concreto endurecido (resistência, densidade,

módulo de elasticidade e absorção de água) diminuiu com o aumento das proporções

de substituição.

PAVÓN et al. (2014) fizeram um estudo sobre a produção de RCC em CUBA

de 1999 a 2010, a disposição, e analise da reciclagem para utilização como

agregados, concluíram, através de experimentos que todas as argamassas

produzidas com agregados finos reciclados obtiveram uma resistência a compressão

suficiente para a norma local.

Malta et al. (2014) fazem uma análise de métodos de tratamento do agregado

miúdo como pré-saturação e utilizando agregados secos em estufa, com objetivo de

avaliar a influência desses métodos nas características das argamassas produzidas,

tanto no estado fresco, quanto endurecido. Seus resultados mostram que a pré-

saturação influencia positivamente as propriedades da argamassa produzida.

Rodrigues et al. (2014) produziram concreto com agregado miúdo reciclado

coletado Região Metropolitana do Recife, PE, na fase de estrutura, constituído por

cerca de 70% de concreto. Os teores foram 0%, 50% e 100% de substituição do

agregado miúdo natural pelo reciclado, em massa. Houve a diminuição do módulo de

elasticidade, o que não causou grandes prejuízos à resistência a compressão do

concreto reciclado, sendo o teor de 50% em massa o teor de substituição mais

adequado.

Martínes-Molina et al. (2015) fazem uma revisão de literatura dos avanços

internacionais sobre a produção de concretos utilizando agregado reciclado de

resíduos da construção civil, apresentando os estudos sobre, traços otimizados,

tratamentos dos agregados, adições, aditivos, entre outros.

29

Silva et al. (2015) produziram concreto seco utilizando RCC, com finalidade de

produção de blocos de vedação, utilizou substituição total do agregado natural por

agregado reciclado misto produzido pelo método do jigagem (sepração por

densidade), e resistências a trações comparadas ao concreto de referência.

Shi et al. (2015) fazem uma revisão de literatura sobre tratamentos feitos nos

agregados para melhorar suas características, como retirar a argamassa aderida ou

fortalece-la, proporcionando menor absorção de água, melhora da zona de transição.

Concluindo que o melhor resultado é carbonatação da argamassa aderida, por

consumir CO2 da atmosfera e não ter o problema de gerar subprodutos com a retirada

da argamassa aderida.

Almeida et al. (2015), fizeram uma análise de processos que não são

padronizados ou que a norma é pouco precisa e analisou resistências de traços com

diversos tipos de areia e duas marcas diferentes de cimentos do tipo CPV-ARI, porém

demonstrou que a resistência a tração do cimento Portland não houve diferença

devido a mudança dos fabricantes.

Bedoya e Dzul (2015) fazem um trabalho onde mostram alguns aspectos, tais

como: resistência a compressão em 3, 7, 14, 28, 56 e 91 dias; porosidade, propagação

de ondas mecânicas e carbonatação; custos econômicos comparados a um concreto

convencional; e uma revisão das políticas públicas sobre construção sustentável e uso

de RCC, na cidade de Medellín, na Colômbia.

Fabro et al. (2016) avaliam o formato dos grãos de agregado miúdo por meio

de diferentes parâmetros, analisando as diferenças entre as formas dos agregados, e

suas consequências nas propriedades das argamassas e concretos confeccionados

com estes materiais. Verificou-se que o formato dos grãos dos agregados tem

influência direta sobre a consistência das argamassas e concretos, porém não

apresentou influência nos resultados de resistência a compressão.

Andal et al. (2016) fizeram uma comparação entre os resultados obtidos em

concretos utilizando agregados reciclados comercialmente disponíveis com

agregados reciclados de concretos em que a qualidade seria preservada, variando em

frações de 30 a 100%, os resultados comprovaram que os agregados com qualidade

preservada apresentam um desempenho significantemente melhor do que o

comercial.

30

Santos et al. (2017) avaliaram o módulo de elasticidade de classes distintas de

concreto, produzidas com dois tipos de rochas, basalto e dolomita do Triângulo

Mineiro, os valores do módulo de elasticidade obtidos foram comparados entre si e

com formulações propostas em 4 normas: ABNT NBR 6118:2014, ACI 318.

EUROCODE 2 e FIB MODEL CODE, essas comparações indicam que a morfologia

do agregado tem pouca influência no módulo de elasticidade.

Zhou e Chen (2017) analisaram o agregado reciclado de concreto produzidos

a partir de resíduos de concretos com diferentes agregados graúdos, com rocha

britada e com seixo rolado. Concluindo que agregados reciclados de concreto que

foram produzidos de rochas britadas apresenta uma menor resistência e módulo de

elasticidade do que os concretos produzidos com seixo.

Cordeiro et al. (2017) avaliaram a eficiência do processo de mistura e do tipo

de misturador ante a fragilidade do desempenho de concretos com agregados

graúdos reciclados de concreto e verificar a influência do misturador na resistência a

compressão. Os resultados mostraram que não há diferença significativa entre os

concretos produzidos a partir de diferentes ordens de misturas, ambas promoveram

resultados satisfatórios de resistência a compressão na idade de 28 dias

Gujel et al. (2017) fazem uma análise da metodologia descrita no Anexo “A”

(item A.4) da Norma ABNT NBR 8522: 2008 para a determinação do diagrama tensão-

deformação específica em corpos-de-prova cilíndricos de concreto apresentando

considerações sobre possíveis adequações de seu uso para concretos com

agregados reciclados e com equipamentos automatizados. A metodologia

especificada na norma apresenta restrições metodológicas que geram distorções na

obtenção do diagrama tensão-deformação, tais como o uso de número muito limitado

de pontos de leitura e a inclusão, no comportamento elástico do material, de

fenômenos diferidos como microfissuração e fluência ocorridos durante os patamares

de estabilização de carga.

Frotte et al. (2017) produziram concretos com agregados reciclados em

proporção de 0, 25, 50% de substituição do agregado miúdo natural, verificou-se que

o aumento do teor de substituição de agregado natural por agregado reciclado reduziu

a trabalhabilidade, a massa específica seca e saturada do concreto e o módulo de

elasticidade, bem como aumentou a absorção e o índice de vazios. A tração se

manteve constante quando substituído 25% do agregado.

31

Bernardino (2018) produziu concreto com agregados reciclados em proporção

de 30% juntamente com o cinza leve em substituição ao cimento, na proporção de 7,5

e 10%, comparados com o traço de referência. Os ensaios mecânicos no concreto

endurecido, trouxeram resultados satisfatórios quando comparados com o traço usual

(cimento, areia, brita e água) de concretos. O traço com substituição parcial, em

massa, de 7,5% do cimento por cinza leve e 30% de brita por RCC (7,5CL 30RCC) foi

o que teve os resultados mais próximos do traço de referência.

32

3. CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO COM AGREGADO

RECICLADO NO ESTADO FRESCO E ENDURECIDO

Quando se inserem agregados provenientes de resíduos em uma nova matriz

de concreto, modificam-se as características do produto tanto no estado fresco quanto

no endurecido. Nos itens que seguem são tratadas as principais propriedades

afetadas pelas características dos agregados reciclados de concreto.

3.1 TRABALHABILIDADE

Mehta e Monteiro (2008) definem trabalhabilidade como a propriedade que

determina o esforço necessário para manipular uma quantidade de concreto fresco,

com perda mínima de homogeneidade, sendo que, o termo manipular inclui todas as

operações das primeiras idades tais como lançamento, adensamento e acabamento

do material. Ainda segundo os autores, um concreto difícil de lançar e adensar, não

só causará o aumento do custo de manipulação, como também terá as suas

propriedades mecânicas e de durabilidade afetadas.

Segundo Tattersal (1991) apud Castro e Libório (2005) a uniformidade do

concreto está associada ao misturador empregado, o método e a sequência de

incorporação dos materiais constituintes. Porém, mesmo com todo cuidado poderá

haver uma variabilidade da trabalhabilidade dentro do lote considerado. Nota-se que

mesmo para concretos com agregados naturais essa característica é bastante

suscetível a variabilidade, pois depende da interação adequada de diversos fatores.

É um consenso que a presença de agregados reciclados em concreto afeta

diretamente a trabalhabilidade. Os fatores principais que influenciam nessa variação

são a forma irregular, a textura áspera e superfície porosa por conta da argamassa

aderida. Concretos com agregados reciclados, geralmente, apresentam misturas mais

secas que as que utilizam agregados naturais, com a mesma relação água/cimento

(CORDEIRO, 2013).

Padmini et al (2009) em sua pesquisa observaram que o tamanho do agregado

influencia diretamente na trabalhabilidade do concreto, segundo os autores quanto

maior a dimensão máxima do agregado, menor a absorção de água e melhor a

trabalhabilidade.

33

Verificou que é possível manter a trabalhabilidade do concreto com agregado

reciclado semelhante a do concreto com agregado natural, realizando para isso a pré-

molhagem e/ou a compensação de água. Leite (2001), Carrijo (2005) e Malesev et al

(2010) compartilham da mesma opinião.

López-Gayarre et al. (2009) comentaram que devido a absorção dos agregados

reciclados de concretos ser maior que a do natural, realizar produções de concreto

mantendo fixo a relação a/c e os abatimentos constantes só é possível com o uso de

aditivos.

Nealen e Ruhl (1997) realizaram um estudo no qual compararam a evolução,

ao longo do tempo, da trabalhabilidade de um concreto com agregado graúdo natural

e com um agregado graúdo reciclado de concreto, ambos com a mesma relação a/c

e a mesma distribuição granulométrica inicial, avaliando o índice de consistência.

Através dos resultados apresentados por Nealen e Ruhl (1997) percebeu-se

que os concretos produzidos com agregados reciclados apresentaram uma

consistência inferior que a dos concretos com agregado natural. Verificou-se também

que nos 10 minutos iniciais de mistura ocorreu uma acentuada perda de

trabalhabilidade nos concretos com resíduo. Este comportamento pode ser atribuído

a elevada absorção inicial dos resíduos e a alteração da distribuição granulométrica

dos agregados reciclados causada pela mistura em betoneiras. Vale ressaltar que os

autores não consideraram a absorção dos agregados reciclados que ocorre durante o

processo de amassamento, por isso os resultados divergem dos descritos

anteriormente.

Já Hasen (1992) em sua pesquisa observou que o abatimento dos concretos

com agregados reciclados, com uma mesma relação a/c, são maiores do que concreto

com agregado natural. Eles atribuem essa situação a quantidade de água que fica

adsorvida nos agregados, e produz um aumento na consistência. Porém, os autores

não citam sob que condições de temperatura esse material foi feito.

Pandova (2013) verificou a influência de diferentes teores de pré-molhagem de

AGRC (Agregado Reciclado de Concreto) nas propriedades de novos concretos, com

e sem aditivo. A autora observou que a pré-molhagem em diferentes teores influencia

na trabalhabilidade. Segundo a autora, as maiores perdas de trabalhabilidade ocorrem

para os níveis de saturação de 40 e 100%. Trata-se de perdas significativas, em

termos estatísticos, para os fatores analisados. Porém, essas variações são inferiores

34

a 10 mm, valor que de acordo com NM 67 (ABNT, 1998) está dentro do limite de

ensaio tolerado.

Ainda segundo Pandovan (2013) os concretos produzidos com AGRC sem

aditivo demandam até 10% mais água para que o abatimento estabelecido fosse

atingido, comparados aos concretos com aditivo, e os seus concretos referência.

Ferreira (2007) verificou a trabalhabilidade de concretos produzidos com

agregados reciclados pré-saturados, os resultados mostraram que a trabalhabilidade

das misturas nem sempre foi coerente aos valores obtidos pelo ensaio de abatimento.

O autor comenta que o ensaio não foi sensível ao método de compensação de água

dos agregados reciclados. Conclui-se com essas informações que nem sempre o

ensaio de abatimento é suficiente para avaliar a trabalhabilidade.

Nealen e Rühl (1997) estudaram o efeito do uso de superplastificante na

consistência do concreto com agregado reciclado através de dois métodos, fixando a

curva granulométrica dos agregados. No primeiro método o aditivo superplastificante

foi colocado no instante zero, durante a mistura. O resultado foi trabalhabilidade

semelhante à do concreto convencional. No segundo método o aditivo

superplastificante foi adicionado 30 minutos depois da mistura pronta. Os autores

admitiram este tempo como o adequado para o agregado reciclado absorver a água

necessária para saturação.

Percebe-se pelos resultados de Nealen e Rühl (1997) que o uso de aditivo

superplastificante em concreto com agregado reciclado é viável, uma vez que o

mesmo permite a melhora da consistência do concreto sem que para isto seja

necessário acrescentar mais água. O custo adicional que se tem com a adição deste

material, foi compensado pelo ganho de consistência obtido no concreto com resíduo.

3.2 MASSA ESPECÍFICA

A massa específica do concreto no estado fresco é o reflexo da massa

específica dos seus componentes, em especial dos agregados, bem como do grau de

compactação (existência de ar no interior do concreto) dos mesmos (FERREIRA,

2007; FONSECA, 2008). Para Mehta e Monteiro (2008), a massa específica do

concreto no estado fresco depende, além da massa do agregado e da sua porosidade,

da sua textura e tamanho.

35

Carrijo (2005) quantificou a variação da massa especifica do concreto fresco

em função da relação a/c e da massa específica do agregado utilizado, onde se

observa que à medida que se se reduz a massa especifica do agregado e aumenta a

relação a/c, reduz a massa específica do concreto.

A maior porosidade intrínseca ao agregado reciclado é uma das maiores

causas para que esta redução ocorra. A pasta aderida ao agregado natural é uma das

grandes responsáveis pela alta porosidade dos agregados reciclados, e à medida que

a massa específica dos agregados reduz, a porosidade dos agregados aumenta

devido à presença de uma maior quantidade de pasta aderida (CORDEIRO, 2013).

3.3 RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO

Diversos pesquisadores (GÓMEZ-SOBERÓN, 2002; TOPÇU e SENGEL,

2004; XIAO et al., 2005; RAHAL, 2007; XIAO e FALKNER, 2007) estudaram o

desempenho do concreto, em termos mecânicos, com agregados reciclados. Em geral

os pesquisadores observaram que a resistência a compressão de concretos

produzidos com agregados reciclados é menor do que a de concretos produzidos com

agregados naturais, para um mesmo consumo de cimento. Este fato pode estar

associado a fatores tais como: menor resistência do agregado reciclado; porosidade

do resíduo de concreto decorrente da quantidade de argamassa aderida ao agregado

natural; entre outros (SANCHEZ, 2004). É também de esperar que, quanto maior a

taxa de substituição de agregado graúdo natural por agregado graúdo reciclado de

concreto, menor será a resistência a compressão do concreto.

Hansen e Narud (1983) notaram que a relação água/cimento do concreto de

origem influência nos resultados de resistência a compressão. Nesse estudo todos os

outros fatores foram controlados e notou-se que os concretos produzidos com

agregados originários de concretos com baixa relação água/cimento são capazes de

produzir novos concretos com resistências iguais ou superiores a sua resistência de

origem.

Ajdukiewicz e Kliszczewicz (2002) ao avaliarem as propriedades mecânicas de

concretos de alta resistência (40 a 70 MPa) produzidos com agregados reciclados de

concretos, perceberam que a propriedade do concreto de origem afeta

significativamente nas propriedades dos novos concretos produzidos.

36

Katz (2002) avaliou as propriedades do concreto produzido com agregado

reciclado de concreto parcialmente hidratado, e notou que a idade de hidratação não

afeta nas características dos agregados reciclados, os valores de massa específica,

massa unitária e absorção dos agregados britados nas diferentes idades foram

similares.

A porosidade dos agregados reciclados de concreto encontra-se na matriz

cimentícia, na zona de transição pasta-agregado (FERREIRA, 2007). Sanchez (2004)

ressalta que enquanto o concreto com agregado natural apresenta uma zona de

transição, nos concretos com agregados reciclados de concreto encontram-se duas

zonas de transição, uma referente ao concreto antigo, e outra gerada pelo novo

concreto.

Brito (2005) observou que a substituição de agregados graúdos de uma mesma

composição granulométrica, em concretos com a mesma trabalhabilidade, conduz a

valores de resistência a compressão muito semelhante aos obtidos em concreto de

referência com as mesmas características.

Hansen (1992), em sua pesquisa, verificou que a resistência dos concretos com

agregados reciclados de concreto está associada à qualidade e classe de resistência

do concreto que lhe deu origem. Contudo, Santos et al. (2002), ao compararem

concretos com resíduos de diferentes classes de resistência, verificaram que a classe

de resistência tem pouca influência sobre esta resistência. O que se verifica é que o

agregado reciclado só influenciará na resistência do concreto, quando a matriz do

novo concreto for mais resistente que a do agregado reciclado, uma vez que

possivelmente o concreto romperá no agregado. Se a matriz de concreto for menos

resistente que o próprio reciclado, este último não exercerá grande influência na

resistência mecânica, uma vez que a matriz será o elo mais fraco (SANTOS et al.

2002; CABRAL, 2007).

3.4 MÓDULO DE ELASTICIDADE

As características de elasticidade de um material são importantes, pois medem

sua capacidade de rigidez. Para Mehta e Monteiro (2008), a importância do limite de

elasticidade em um projeto estrutural deve-se ao fato do mesmo representar a

deformação máxima permitida antes de o material adquirir deformação permanente.

37

O módulo de elasticidade do concreto depende da porosidade de suas fases

(pasta, agregado e zona de transição). No agregado graúdo as características que

podem influenciar na elasticidade são dimensão máxima, forma, textura superficial e

composição mineralógica. Quando se trata de agregados reciclados tem-se ainda sua

maior porosidade quando comparados com os materiais naturais. A porosidade do

agregado determina sua rigidez, que por sua vez controla a capacidade do agregado

em restringir deformações da matriz.

Hansen (1992) menciona que concretos com agregados reciclados,

apresentam, em geral, uma redução entre 15% a 40% do módulo de elasticidade em

relação aos concretos com agregados naturais. E mostra que a diferença entre o

módulo de elasticidade dos concretos reciclados e convencionais aumenta à medida

que crescem os valores da resistência a compressão.

Vários autores apontam que os concretos produzidos com agregados

reciclados de concreto apresentam um módulo de deformação menor que o dos

concretos convencionais. Etxeberria (2007) teve reduções de 15% e Casuccio (2008)

chegou a valores de módulo de 13% a 18%. Evangelista (2007) encontrou valores de

módulo da ordem de 4% a 19% quando substituiu respectivamente 30% e 100% de

agregados miúdos.

Levy (1997) atribui este fato à camada de argamassa antiga aderida à

superfície do agregado reciclado de concreto e a maior porosidade dos materiais que

compõem o resíduo.

Alaejos el al. (2006) encontraram valores de módulo de elasticidade de

concreto com resíduo 10% menores para taxas de substituição de agregado natural

por resíduos de 50%. E para situações onde a substituição foi de 100% o módulo teve

uma redução de 20% se comparado com o do concreto sem resíduo.

Arias (2012) observou em sua pesquisa que o agregado reciclado de concreto,

usado em substituição do agregado graúdo natural numa taxa de 20%, não apresenta

influência significativa no módulo de elasticidade se comparado com concretos

convencionais. O autor afirma que o uso do método de dosagem adequado, em

concretos com agregados reciclados permite que se alcance concretos com

características similares, e com condições estruturais similares aos dos

convencionais.

38

Gomes (2007) obteve reduções de apenas 10% quando substituiu 50% do

agregado natural por agregado graúdo reciclado de concreto. E reduções de 30% para

situações onde a substituição foi total.

Sanchez (2004) verificou, em sua pesquisa, que quando maior a taxa de

substituição de agregados graúdos naturais por agregados graúdos reciclados de

concreto, menor os valores de módulo (Figura 5).

Figura 2: Módulo de elasticidade em função da relação a/c diferentes taxas de

substituição de agregado natural por agregado reciclado de concreto.

Fonte: SANCHEZ, 2004

3.5 ABSORÇÃO DE ÁGUA E ÍNDICE DE VAZIOS

A hidratação do cimento gera, genericamente, silicatos de cálcio hidratado (C-

S-H), que conferem resistência ao material, e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), principal

responsável pela geração de um ambiente alcalino (pH próximo de 13). No concreto

armado, a elevada alcalinidade gera uma camada passivante ao longo das barras de

aço, que as protegem do fenômeno da corrosão (WERLE, 2011).

A carbonatação, que ocorre naturalmente em estruturas de concreto, é um

fenômeno físico-químico que resulta em mudanças na microestrutura e na diminuição

do pH do concreto. Esse fenômeno pode despassivar o aço utilizado nas estruturas

de concreto armado, permitindo a corrosão das armaduras, e por esse motivo são

39

realizados diversos estudos sobre o tema (PAPADAKIS et al. 1991; LEVY, 2001;

KULAKOWSKI, 2002; KIRCHHEIM, 2003; KATZ, 2003; MASCE et al. 2003;

PAULETTI, 2004, 2009; HUI-SHENG et al 2009). O fenômeno da carbonatação pode

ser ocasionado pelas reações químicas provenientes da interação entre os principais

constituintes presentes na atmosfera, como o CO2 (gás carbônico) com os produtos

da hidratação do cimento, que se encontram no líquido intersticial dos poros (CUNHA

e HELENE, 2001). Segundo Bary e Sellier (2004), a reação ocorre, principalmente,

com os íons cálcio, contidos na solução aquosa dos poros, em equilíbrio com os

produtos de hidratação do cimento.

A reação básica de carbonatação consiste na combinação do CO2, que se

encontra dissociado em meio aquoso, dentro dos poros do concreto, com o Ca(OH) 2,

que também está dissociado neste mesmo ambiente. Essa interação entre os

elementos resulta na formação de CaCO3 (carbonato de cálcio) e H2O (água), de

acordo com a reação expressa na equação a seguir.

Ca(OH) 2 (s) + CO2 (g) ↔ CaCO3(s) + H2O(l)

A reação simplificada do fenômeno da carbonatação é utilizada pela maioria

dos autores que abordam o tema (PAPADAKIS et al., 1991; THIERY et al., 2007;

PETER et al., 2008). Além do Ca(OH)2, há evidências de que as reações de

carbonatação não ocorrem somente entre o CO2 e o Ca(OH) 2, mas sim com todos os

demais compostos hidratados do cimento, como o C-S-H (silicato de cálcio hidratado),

sulfato tri-hidratado (etringita), monossulfato hidratado, C2S (silicato tricálcico) e C2S

(silicato dicálcico) (PAPADAKIS et al., 1991; PETER et al., 2008; WANG; LEE, 2009).

Segundo Peter et al. (2008), outros álcalis presentes na pasta de cimento, em

pequena quantidade, como KOH (hidróxido de potássio), NaOH (hidróxido de sódio)

e Mg(OH)2 (hidróxido de magnésio), além das fases dos aluminatos, também estão

suscetíveis à carbonatação.

A reação básica refere-se à combinação do CO2 com Ca(OH) 2 em função da

rapidez com que tais reações ocorrem em relação aos demais elementos

carbonatáveis. O CO2 reage com o Ca(OH) 2 três vezes mais rápido do que reage com

C-S-H, vinte vezes mais rápido do que a reação com C2S e cinquenta vezes mais

rápido do que a reação com o C3S (PETER et al., 2008), alterando substancialmente

40

o pH do concreto. O consumo do Ca(OH) 2 faz com que o pH do concreto diminua a

níveis entre 9 e 8, o que extingue a camada passivante do aço (ANDRADE, 1992).

Conforme Bauer, Nepomuceno e Pozzan (2001), Bary e Sellier (2004), Puertas,

Palacios e Vásquez (2006), Song e Kwon (2007), Meier et al. (2007), Hui-Sheng, Bi-

Wan e Xiao-Chen (2009), Lo et al. (2009), entre outros, o fenômeno da carbonatação

é um exemplo clássico de despassivação da armadura. Como resultado da corrosão

da armadura, os produtos expansivos geram tensões internas, fissurando o concreto,

facilitando a entrada de agentes deletérios. Em estágios mais avançados do

fenômeno, pode acarretar o colapso da estrutura.

Entre os fatores que influenciam o comportamento da carbonatação no

concreto, o tipo de agregado utilizado na mistura do concreto é tratado como um fator

com menor importância para o fenômeno, pois os agregados são considerados inertes

em relação à carbonatação. Ao comparar a carbonatação entre concretos e

argamassas, Papadakiset et al (1991) ressaltam que a presença do agregado não

afeta sensivelmente a difusão do CO2, pois a presença da interface pasta/agregado

parece compensar a “falta” de porosidade do agregado natural.

No entanto, quando confeccionados concretos que incorporam agregados

reciclados de concreto (ARC), observa-se consenso entre os pesquisadores em

relação à alteração da porosidade do concreto. As consequências do uso desses

materiais são discutidas a seguir (WERLE, 2011).

Diversos pesquisadores afirmam que a substituição de agregados naturais por

agregados reciclados resulta em um concreto com maior porosidade que o concreto

de referência (BAZUCO, 1999; LEVY, 2001; LEITE, 2001; BUTtLER, 2003; CABRAL,

2007). Desse modo, como consequência da maior porosidade, pode-se estimar que a

velocidade de carbonatação nos concretos com agregado reciclado seja maior. Tal

afirmação, entretanto, ainda não é consenso.

Cabral (2007) determinou as propriedades mecânicas e a durabilidade de

concretos produzidos com agregados reciclados, verificando que, independentemente

do tipo de agregado reciclado inserido em uma nova matriz de concreto, esse concreto

aumentará o volume de poros total. O autor também afirma que a velocidade de

carbonatação é determinada pela relação a/c da nova pasta. Em contraposição a

Cabral (2007), Levy (2001) constatou que, para agregados provenientes de concretos

de 20 e 30 MPa, inseridos em uma nova matriz de 40 MPa, a profundidade de

41

carbonatação é menor que a do concreto de referência (de 40 MPa), sugerindo a

formação de uma barreira, localizada na interface pasta/ARC, que minimiza a

carbonatação. Esse fenômeno deve ocorrer, segundo ele, em função da existência de

microfissuras e da existência de material cimentante anidro no agregado reciclado. O

mesmo autor, entretanto, afirma que, em teores de substituição superiores a 20%,

poderá haver perda de durabilidade.

Segundo estudos de Cordinaldesi e Moriconi (2009), quanto menor a relação

a/c, menor a profundidade de carbonatação, independentemente da quantidade de

ARC inserido no concreto, devido a uma reorganização dos poros da pasta. Os

autores apontam para o fato de os agregados reciclados possuírem compostos

alcalinos, que, somados à alcalinidade da pasta nova, protegem o concreto contra a

carbonatação, podendo preservar a integridade da armadura por mais tempo do que

um concreto convencional.

De acordo com Gomes e Brito (2009), em concretos com adição de agregados

reciclados, não há aumento expressivo na profundidade de carbonatação em relação

a um concreto convencional. Porém, uma substituição acima de 50% de agregado

natural por reciclado resulta em acréscimos na ordem de 10% na profundidade de

carbonatação. A afirmação feita por esses autores pode ser considerada como uma

tendência, porém o máximo teor de substituição de agregados naturais por agregados

reciclados sem alteração significativa da durabilidade será função das especificidades

do novo concreto e das características do resíduo utilizado.

42

4. MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 MATERIAIS

Os materiais utilizados foram: cimento, areia, brita, água, e resíduo da

construção civil, que é composto por concreto britado. A seguir têm-se os detalhes de

cada material.

4.1.1 Agregado miúdo

O agregado miúdo que foi utilizado é areia média quartzosa proveniente de

fornecedores da região de Maringá – PR.

4.1.2 Agregado graúdo

O agregado graúdo que foi utilizado é basalto britado com diâmetro entre 4,8 e

12,5 mm, com diâmetro máximo característico de 12,5mm, proveniente de

fornecedores da região de Maringá – PR.

4.1.3 Água

A água adicionada a mistura de concreto foi água potável proveniente do

abastecimento de água da cidade de Maringá, fornecida pela Companhia de

Abastecimento de Água do Paraná – SANEPAR.

4.1.4 Cimento Portland

O cimento que foi utilizado na moldagem dos corpos de prova foi o CP V-ARI,

já que este cimento não possui adições em sua composição. Os demais cimentos (CP

II-E, CP II-Z, CP II-F, CP III e CP IV) poderiam ser utilizados se não fosse a

variabilidade na quantidade de escória, pozolana e filer calcário presente em sua

mistura, onde tal oscilação poderia alterar os resultados. Por exemplo, o CP II-E tem

uma variação de escória entre 6 e 34% em sua composição, onde uma possível

43

discrepância de resistência nos ensaios poderia ser decorrente da diversidade no teor

de escória no cimento, e não na quantidade de resíduos adicionados ao concreto.

4.1.5 Resíduo da construção civil

O agregado graúdo natural foi substituído parcialmente por RCC classe A,

oriundo de uma indústria de artefatos de concreto, os artefatos produzidos que

apresentam algum defeito, são demolidos e descartados E este descarte foi britado

em uma usina de reciclagem localizada no município de Maringá – PR, com um

triturador de mandíbulas, para produzir o agregado reciclado. Neste agregado não foi

feito nenhum tratamento para melhorar suas características.

Figura 3: Britagem do concreto reciclado na usina localizada em Maringá - PR.

Fonte: Autor (2018)

4.2 MÉTODOS

A seguir serão apresentados os métodos utilizados para se cumprir os objetivos

específicos.

44

4.2.1 Caracterização do agregado miúdo

A caracterização da areia foi feita seguindo as normas:

ABNT NBR NM 248:2003: Agregados – Determinação da composição

granulométrica;

ABNT NBR NM 45:2006: Agregados – Determinação da massa unitária

e do volume de vazios;

ABNT NBR NM 52:2009 – Agregado miúdo – Determinação da massa

específica e massa específica aparente.

4.2.2 Caracterização do agregado graúdo

Para a caracterização da brita foram executados ensaios seguindo as normas:


granulométrica;



ABNT NBR NM 53:2009 – Agregado graúdo – determinação da massa

específica, massa específica aparente e absorção de água.

4.2.3 Caracterização do RCC

Foram descartadas as partículas finas (passantes na peneira de malha 4,75

mm), por serem prejudiciais ao concreto, pois absorvem grande quantidade de água,

e as partículas com dimensões superiores a 19 mm para manter a granulometria

próxima da brita. Esta seleção foi feita por meio de peneiramento.

Em seguida, foram feitos ensaios descritos nas normas:


granulométrica;



ABNT NBR NM 53:2003 – Agregado graúdo – determinação da massa

específica, massa específica aparente e absorção de água.

45

Já a absorção do RCC foi determinada de acordo com o método desenvolvido

por Leite (2001), o qual consiste em acompanhar o ganho de massa do RCC imerso

em água num período de 60min e após 24h.

4.2.4 Produção do concreto

Foram estabelecidos os seguintes parâmetros iniciais de dosagem:

Resistência a compressão acima de 25 MPa, necessário para concreto

exposto à classe de agressividade II (ABNT NBR 6118:2014);

Desvio padrão de 4 MPa, condição de preparo A: os materiais são

medidos em massa (ABNT NBR 12655:2006).

Foi desenvolvido o concreto com os teores de substituição que segue:

Tabela 5: Parâmetro de dosagens dos concretos.

Traços Teor de RCC

Referência (REF) 0%

25RCC 25%

50RCC 50%

75RCC 75%

100RCC 100%

Fonte: Autor (2018)

Esses parâmetros foram utilizados em um concreto com consumo normal de

cimento com um traço em massa desenvolvido por Nunes (2009) e utilizado por Hojo

(2014) e Bernardino (2018), (1,000 : 2,060 : 2,940 : 0,56) – (cimento : areia : brita :

água) com consumo de cimento de 367,5 kg/m³ e resistência nominal de 30 MPa e

outro que foi produzido, com o mesmo traço porém alterado o fator de água/cimento

para cada teor de substituição, visto que o agregado reciclado tem um teor de

absorção de água maior que a brita natural, e isso alterou a plasticidade do concreto

fresco, portanto, para manter o real fator água/cimento foi adicionado a água que o

RCC absorve durante o preparo do concreto.

O traço unitário do concreto produzido para cada teor de substituição é

detalhado na tabela 6.

46

Tabela 6: Traço do concreto produzido sem correção do fator a/c.

Fonte: Autor (2018)

Com a correção que foi realizada na água, utilizando uma absorção do RCC de

50% (quantidade de água absorvida em 10 minutos de imersão) da absorção total ou

seja 3,9% da massa do resíduo de absorção de água, os traços unitários são

ilustrados na tabela 7.

Tabela 7: Traço do concreto com correção do fator a/c.

Fonte: Autor (2018)

Onde a/c* corresponde ao fator água-cimento aparente.

Para cada teor de substituição tanto no concreto com o fator água/cimento

constante quanto no concreto com água/cimento variável serão produzidos 16 corpos

de prova, ou seja, 80 cps para o concreto com a/c constante e 80 para o concreto com

variação do a/c, todos os corpos de prova com diâmetro de 10cm e altura de 20cm.

Nos traços que contém RCC, foram realizados a compensação do volume de

material, já que a massa específica do RCC é inferior à massa específica da brita.

Sendo assim, se não for feita a compensação e substituísse apenas a quantidade em

massa, haveria um volume maior de RCC e, devido ao alto teor de absorção de água

do RCC, haveria maior perda de trabalhabilidade. Esta metodologia de compensação

Descrição Cimento Areia Brita a/c RCC

Referência 1 2,06 2,94 0,56 0,00

25RCC 1 2,06 2,21 0,56 0,62

50RCC 1 2,06 1,47 0,56 1,25

75RCC 1 2,06 0,74 0,56 1,87

100RCC 1 2,06 0,00 0,56 2,49

Descrição Cimento Areia Brita a/c Adição a/c* RCC

Referência 1 2,06 2,94 0,56 0,00 0,56 0,00

25RCC 1 2,06 2,21 0,56 0,02 0,58 0,62

50RCC 1 2,06 1,47 0,56 0,05 0,60 1,25

75RCC 1 2,06 0,74 0,56 0,07 0,63 1,87

100RCC 1 2,06 0,00 0,56 0,10 0,65 2,49

47

foi adotada por outros pesquisadores (LEITE, 2001; MORETTI, 2014; BERNARDINO

2018). Assim, utilizou-se a equação a seguir para fazer a correta substituição.

𝑀𝑟𝑐𝑐 = 𝑀𝐵𝑟𝑖𝑡𝑎 ∗γ𝑅𝐶𝐶

γ𝐵𝑟𝑖𝑡𝑎

Onde:

MRCC = massa do RCC (kg);

MBrita = massa da brita (kg);

γRCC = massa específica do RCC (kg/dm³);

γBrita = massa específica da brita (kg/dm³).

Foi realizado a pré-molhagem do RCC para evitar que o agregado reciclado

absorva parte da água de amassamento da mistura durante a cura, o que

comprometeria a resistência do concreto. Tal procedimento também foi realizado por

outros pesquisadores (MORETTI, 2014; XIAO et al, 2013; LEITE, 2001; CABRAL,

2007; BUTTLER e MACHADO, 2003; VIEIRA et al, 2003; BERNARDINO, 2018). O

tempo de pré-molhagem é o tempo que corresponde à absorção de cerca de 50%.

Para realizar a pré-molhagem, os agregados reciclados de RCC foram

colocados em um recipiente com cerca de 80% da água da mistura por 10 minutos

(tempo equivalente a absorção de 50%) antes do início da moldagem.

Os materiais foram misturados em betoneira com capacidade de 320 litros. Os

primeiros materiais que foram adicionados a betoneira foram os agregados graúdos,

cimento e água, e, por fim, agregado miúdo.

Para cada um dos dez traços foram determinados seus respectivos

abatimentos, utilizando a ABNT NBR NM 67:1998, em seguida foram moldados os

corpos de prova.

4.2.5 Ensaios no estado endurecido

Os corpos de prova foram retificados quando submetidos aos ensaios de

resistência a compressão e módulo de elasticidade, para regularizar a superfície de

contato, com o objetivo de distribuir uniformemente a carga aplicada pela prensa.

48

Na tabela 8 pode-se verificar o resumo dos ensaios que foram realizados no

concreto com água constante e os que serão utilizados no concreto de água variável

e a quantidade de corpos de provas destinado a cada, aos 28 dias.

Tabela 8: Separação das amostras por ensaio.

Traços Resistência a Compressão

Absorção de água

Módulo de elasticidade Reserva Total

REF 4 4 4 4 16

25% 4 4 4 4 16

50% 4 4 4 4 16

75% 4 4 4 4 16

100% 4 4 4 4 16

TOTAL 80

Fonte: Autor (2018)

Os ensaios de resistência a compressão foram realizados segundo a ABNT

NBR 5739:2018, em uma prensa hidráulica de capacidade de carga de 100 toneladas,

para os concretos na idade de 28 dias.

O ensaio de módulo de elasticidade foi realizado com o uso do software

Sonelastic 3.0 por meio da técnica de excitação por impulso. Trata-se de um ensaio

não destrutivo para determinar os módulos elásticos de materiais através das

frequências naturais de vibração do corpo de prova. Esta técnica é descrita pela norma

ASTM E1876 e correlatas. Para isto, foram utilizados os corpos de prova de cada

traço, que posteriormente seriam utilizados no ensaio de determinação do módulo de

elasticidade estático.

O corpo de prova emite uma onda sonora ao sofrer um leve impacto mecânico.

Esta onda depende de suas dimensões, massa e propriedades elásticas. A atenuação

e as frequências presentes nesta resposta acústica permitem a determinação precisa

dos módulos elásticos (ATCP, 2016).

Escolheu-se este método para obtenção do módulo de elasticidade por ser não

destrutivo e preciso. Estima-se o módulo de elasticidade estático a partir do módulo

de elasticidade dinâmico, obtido com a Técnica de Excitação por Impulso (TEI).

Usualmente, os projetistas estruturais estimam o módulo de elasticidade estático dos

concretos empregando modelos que correlacionam esta propriedade com a

resistência a compressão. Ao contrário da resistência a compressão, o módulo de

49

elasticidade dinâmico é caracterizado com precisão e alta reprodutibilidade utilizando

a TEI.

O módulo de elasticidade estático é obtido de acordo com a ABNT NBR

8522:2017, onde é aplicado o carregamento de forma particular com determinados

patamares de carga e feito a medida do deslocamento do deflectômetro acoplado ao

corpo de prova, obtendo assim então um gráfico de tensão por deformação, onde se

aferi deste gráfico o módulo de elasticidade do material.

Foi realizado também, aos 28 dias, ensaios para determinar a absorção de

água, índice de vazios e massa específica dos concretos, com base na ABNT NBR

9778:2009.

A Microscopia Eletrônica de Varredura foi realizada com a utilização de

microscópio eletrônico de varredura, com amostras metalizadas com ouro sob alto

vácuo, realizadas na Universidade Estadual de Maringá.

50

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados dos ensaios de caracterização dos materiais (areia, brita, cinza

leve e RCC) e os ensaios no concreto fresco e endurecido serão apresentados a

seguir. Em anexo encontram-se os dados detalhados dos ensaios realizados.

5.1 CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO

A tabela 9 apresenta os resultados dos ensaios de caracterização da areia. Já

a figura 4 mostra a curva de distribuição granulométrica juntamente com os limites

inferior e superior da zona utilizável. Valores estes presentes na ABNT NBR

7211:2009.

Tabela 9: Caracterização da areia.

Características Unidade Valor

Massa Específica g/cm³ 2,66

Massa Unitária kg/m³ 1490,00

Dimensão Máxima mm 1,18

Módulo de finura - 1,66

Origem Mineralógica - Quartzo

Fonte: Autor (2018)

Figura 4: Limites de granulometria do agregado miúdo.

Fonte: Autor (2018)

- 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00

100,00

6,3 4,75 2,36 1,18 600 µm 300 µm 150 µm Fundos

Po

rce

nta

gem

do

mat

eri

al r

eti

do

e

acu

mu

lad

o (

%)

Abertura das peneiras (mm)

Curva Granulométrica

Agregado Miúdo Limite Superior Limite Inferior

51

Pode-se verificar que a areia utilizada como agregado miúdo está dentro dos

limites propostos pela norma, porém sua granulometria está muito próxima do limite

inferior, portanto se trata de um material com grande quantidade de finos.

5.2 CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO

A tabela 10 apresenta os resultados dos ensaios de caracterização. Já a figura

5 mostra a curva de distribuição granulométrica, com base nos limites inferiores e

superiores propostos na ABNT 7211:2009.

Tabela 10: Caracterização da brita.




Absorção de água % 4,04



Origem Mineralógica - Basalto

Fonte: Autor (2018)

Figura 5: Limites granulométricos do agregado graúdo.

Fonte: Autor (2018)

- 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00

100,00

19 12 9,5 6,3 4,75 Fundo

Po

rce

nta

gem

de

mat

eri

al r

eti

do

e

acu

mu

lad

o (

%)



Agregado graúdo Limite superior Limite inferior

52

Com o ensaio é possível verificar que a brita utilizada como agregado graúdo

está dentro dos limites propostos pela norma, para a brita e o RCC foi retirado todo

material retido na peneira de 19mm, e assim poder manter a curva granulométrica dos

dois materiais mais próxima

5.3 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CONSTRUÇÃO CIVIL

A tabela 11 apresenta os resultados dos ensaios de caracterização. Já a figura

6 mostra a curva de distribuição granulométrica, com base nos limites inferiores e

superiores propostos na ABNT 7211:2009.

Tabela 11: Caracterização do agregado reciclado.




Absorção de água % 7,83



Fonte: Autor (2018)

Figura 6: Limites granulométricos do agregado reciclado.

Fonte: Autor (2018)

- 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00

100,00

19 12 9,5 6,3 4,75 Fundo

Po

rce

nta

gem

do

mat

eri

al r

eti

do

e

acu

mu

lad

o (

%)



Agregado graúdo Limite superior Limite inferior

53

Pode-se analisar que o módulo de finura do RCC é 1,87 e da brita natural 1,82,

e o diâmetro máximo característico de ambos é 12,5mm, ou seja, tem-se que as

granulometrias dos dois agregados estão muito próximas, certificando que as

mudanças que ocorreram na matriz não são causadas pela diferença de

granulometria.

Leite (2001) especifica que o ensaio de absorção deve ser feito com duas

amostras de RCC e que a perda em massa não deve ser maior ou igual a 5%.

Realizou-se o ensaio com duas amostras distintas e obtiveram-se dois gráficos de

absorção x tempo. A média dos valores de absorção em função do tempo (ver figura

7) indicou que o RCC atingiu cerca de 50% da sua absorção nos 7 primeiros minutos.

Definiu-se então 10 minutos como tempo de pré-molhagem do RCC. Em ambas

amostras o percentual de perda de materiais foi em torno de 0,40 %.

Figura 7: Curva de absorção do agregado reciclado.

Fonte: Autor (2018)

A taxa de absorção do material seco e taxa de absorção do material submerso

foi calculado com o auxílio das equações a seguir.

𝐴𝑠𝑒𝑐𝑎(%) =𝑀𝑠𝑢𝑏−𝑓−𝑀𝑠𝑢𝑏−0

𝑀𝑠𝑒𝑐𝑎

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ab

sorç

ão (

%)

Tempo (min)

Absorção de água (%)

54

𝐴𝑠𝑢𝑏(%) =𝑀𝑠𝑢𝑏−𝑓−𝑀𝑠𝑢𝑏−0

𝑀𝑠𝑢𝑏−0

Onde:

Aseca (%) = Taxa de absorção do material seco;

Asub (%) = Taxa de absorção do material submerso;

Msub-f = massa do material submerso no instante final, em g;

Msub-0 = massa do material submerso no instante inicial, em g;

Mseca = massa do material seco em estufa, em g.

A taxa de absorção final dos agregados é a média entre os resultados da taxa

de absorção do material seco e a taxa de absorção do material submerso (LEITE,

2001). Sendo assim, a taxa de absorção final foi de 7,83%. Valor próximo ao de outros

autores como Leite (2001), Xiao et al (2013) e Bernardino (2018).

5.4 DOSAGEM DOS CONCRETOS

É exposto na tabela 12 a dosagem dos concretos em laboratório, utilizando o

traço unitário desenvolvido por Nunes (2009) (1,000 : 2,060 : 2,940 : 0,56) – (cimento

: areia : brita : água). Já a tabela 13 apresenta a quantidade de materiais utilizados

em cada traço, para fator a/c constante, considerando uma perda de 15% de materiais

e o abatimento obtido em cada traço.

Tabela 12: Traço unitário produzido, com fator água/cimento constante.

Traço.. Descrição Teor de

RCC Teor de

Brita Cimento. Areia. Brita. a/c.. RCC.

1 Referência 0% 100% 1 2,06 2,94 0,56 0,00

2 25RCC 25% 75% 1 2,06 2,21 0,56 0,62

3 50RCC 50% 50% 1 2,06 1,47 0,56 1,25

4 75RCC 75% 25% 1 2,06 0,74 0,56 1,87

5 100RCC 100% 0% 1 2,06 0,00 0,56 2,49

Fonte: Autor (2018)

55

Tabela 13: Quantidade de materiais utilizados. considerando perda de 15% e o abatimento medido em cada substituição.

Traço. Descrição Cimento

(kg) Areia (kg)

Brita (kg) a/c .

RCC (kg)

SLUMP (cm)

1 Referência 10,62 21,88 31,23 0,56 0,00 6,00

2 25RCC 10,62 21,88 23,42 0,56 6,63 6,00

3 50RCC 10,62 21,88 15,62 0,56 13,25 5,50

4 75RCC 10,62 21,88 7,81 0,56 19,88 3,50

5 100RCC 10,62 21,88 0,00 0,56 26,50 3,50

Fonte: Autor (2018)

Observa-se que neste primeiro caso, não foi alterado a quantidade de água da

mistura e nem utilizados aditivos plastificantes, havendo uma diminuição da

trabalhabilidade do concreto produzido, essa diminuição deve-se a absorção de água

do agregado ser maior do que o agregado natural, retirando água da mistura e

conduzindo-a ao interior do agregado.

Na tabela 14 é exposto o traço unitário do concreto produzido com correção do

fator água/cimento e na tabela 15 é exposto o a quantidade de cada material para

moldar os 16 corpos de prova para cada traço, considerando uma perda de 15%, e

também o abatimento obtido em cada traço.

Tabela 14: Traço unitário produzido, com fator água cimento variável.

Traço Descrição Teor de

RCC Teor de

Brita Cimento Areia Brita a/c* RCC

1 Referência 0% 100% 1 2,06 2,94 0,56 0,00

2 25RCC 25% 75% 1 2,06 2,21 0,58 0,62

3 50RCC 50% 50% 1 2,06 1,47 0,60 1,25

4 75RCC 75% 25% 1 2,06 0,74 0,63 1,87

5 100RCC 100% 0% 1 2,06 0,00 0,65 2,49

Fonte: Autor (2018)

56

Tabela 15: Quantidade de materiais utilizados, considerando perda de 15% e o abatimento medido em cada substituição.

Traço. Descrição. Cimento

(kg) Areia (kg)

Brita (kg) a/c.

RCC (kg)

SLUMP (cm)

1 Referência 10,62 21,88 31,23 0,56 0,00 7,00

2 25RCC 10,62 21,88 23,42 0,58 6,63 7,00

3 50RCC 10,62 21,88 15,62 0,60 13,25 8,00

4 75RCC 10,62 21,88 7,81 0,63 19,88 8,50

5 100RCC 10,62 21,88 0,00 0,65 26,50 8,50

Fonte: Autor (2018)

Neste segundo caso, devido a correção do fator água cimento observa-se que

não houve a diminuição do abatimento, pois a quantidade de água adicional, substitui

na mistura a água que foi absorvida pelo agregado reciclado. Na figura 8 é ilustrado a

execução do ensaio de abatimento de tronco de cone.

Figura 8: Ensaio de abatimento de tronco de cone.

Fonte: Autor (2018)

Moldagem dos corpos de provas segundo a ABNT NBR 5738:2003, onde é

descrito o preenchimento em duas camadas de material com doze golpes de haste

para adensamento em cada camada, ilustrado na figura 9.

57

Figura 9: Moldagem dos corpos de prova.

Fonte: Autor (2018)

Na figura 10, pode-se visualizar os corpos de prova moldados sobre a cama de

areia, devidamente identificados com o teor de adição e a data da moldagem.

Figura 10: Corpos de prova, moldados e identificados.

Fonte: Autor (2018)

58

5.5 ENSAIOS NO CONCRETO ENDURECIDO

Os ensaios realizados no concreto endurecido foram: resistência a

compressão, módulo de elasticidade estático e dinâmico, absorção de água, índice de

vazios e massa específica dos concretos.

5.5.1 Resistência a compressão

O ensaio de resistência a compressão foi realizado em laboratório com uso de

prensa hidráulica (figura 11) com capacidade de 100 toneladas.

Figura 11: Prensa hidráulica utilizada para compressão diametral.

Fonte: Autor (2018)

59

Os valores obtidos nos ensaios de resistência a compressão axial são

apresentados na tabela 16 e 17.

Tabela 16: Resultado de resistência a compressão do concreto com a/c constante.

Resistência a compressão aos 28 dias (MPa)

Traço Média Desvio Padrão

REF 29,98 0,73

25% 34,75 0,80

50% 35,83 0,98

75% 33,23 1,18

100% 34,00 1,10

Fonte: Autor (2018)

Tabela 17: Resultado de resistência a compressão do concreto com a/c variável.

Resistência a compressão aos 28 dias (Mpa)


REF 28,80 0,90

25% 29,35 0,55

50% 28,48 1,28

75% 28,10 0,85

100% 29,38 0,74

Fonte: Autor (2018)

A figura 12 ilustra a representação gráfica das resistências a compressão aos

28 dias dos concretos com a/c constante.

60

Figura 12: Gráfico de resistência a compressão do concreto com a/c constante.

Fonte: Autor (2018)

A figura 13 ilustra a representação gráfica das resistências a compressão aos

28 dias dos concretos com a/c variável.

Figura 13: Gráfico de resistência a compressão do concreto com a/c variável.

Fonte: Autor (2018)

É verificado um aumento da resistência a compressão no concreto com a/c constante

com a substituição parcial do agregado natural por agregado reciclado, esse fato pode

ser atribuído a diminuição do real fator água/cimento, quanto menor o fator

29,98

34,75 35,8333,23 34,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

REF 25% 50% 75% 100%

Re

sist

ên

cia

a co

mp

ress

ão a

os

28

dia

s ((

MP

a)

Teor de substitução do RCC

28,80 29,35 28,48 28,1029,38

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

REF 25% 50% 75% 100%

Re

sist

ên

cia

a co

mp

ress

ão a

os

28

dia

s (M

Pa)

Teor de substitução do RCC

61

água/cimento maior a resistência para concretos com mesmo consumo de cimento

(METHA E MONTEIRO, 2008). No segundo caso, com a correção feita, aumentando

o fator água/cimento nominal, mas mantendo o real não houve alteração da

resistência a compressão dos espécimes, demonstrando que o agregado não

interferiu na resistência do concreto produzido.

5.5.2 Modulo de elasticidade dinâmico

Ao fazer a excitação do corpo de prova, o software gera um spectrum de

amplitude por frequência, exemplificado na figura 14. A partir dessa representação

gráfica podemos verificar qual é a maior amplitude atingida, a qual o software utiliza

para calcular o módulo de elasticidade longitudinal.

Figura 14: Tela de análise de propagação da onda no software Sonelastic.

Fonte: Autor (2018)

Na figura 15 são inseridas as características do corpo de prova, como, peso e

dimensões, assim também como parâmetros utilizados como tempo de aquisição e

filtro de detecção.

62

Figura 15: Tela de inserção de dados no software Sonelastic.

Fonte: Autor (2018)

Resultados do módulo dinâmico para concretos com a/c constante são apresentados

na tabela 18 e na tabela 19 os resultados dos concretos com a/c variável.

Tabela 18: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico de concretos com a/c constante.

Módulo de elasticidade dinâmico (GPa)


REF 36,46 0,71

25% 36,12 0,42

50% 37,58 0,46

75% 37,36 0,41

100% 34,97 0,40

Fonte: Autor (2018)

63

Tabela 19: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico de concretos com a/c variável.

Módulo de elasticidade dinâmico (GPa)


REF 35,58 0,43

25% 34,05 0,42

50% 33,02 0,46

75% 32,57 0,41

100% 31,75 0,40

Fonte: Autor (2018)

A ilustração gráfica do concreto com a/c constante e variável são apresentados na

figura 16 e 17 respectivamente.

Figura 16: Módulo de elasticidade dinâmico de concreto com a/c constante.

Fonte: Autor (2018)

36,46 36,1237,58 37,36

34,97

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

REF 25% 50% 75% 100%

Mó

du

llo d

e e

last

icid

ade

(G

Pa)

Teores de substituição

64

Figura 17: Módulo de elasticidade dinâmico de concreto com a/c variável.

Fonte: Autor (2018)

É verificado que não houve uma curva contínua no módulo de elasticidade

dinâmico para concretos com o fator água/cimento constante, como o apresentado no

próximo item com o módulo estático, e essa divergência é discutida por diversos

autores. Ao referir-se a tal assunto. Mehta e Monteiro (2008) relata que o módulo de

elasticidade dinâmico é relacionado a uma deformação instantânea muito pequena,

podendo vir a ser confundido com o módulo de elasticidade tangente inicial (Eci).

Entretanto os autores salientam que para valores absolutos os mesmos diferem, pois

geralmente o módulo dinâmico é superior aos módulos estáticos em 20%, 30% e 40%

para os concretos de alta, média e baixa resistência, respectivamente.

Ainda na mesma linha, Neville (2016), embasado nas propriedades da

microestrutura do material, explica o fenômeno da divergência entre os módulos

estático e dinâmico, já que conforme o autor, quando se trata do módulo dinâmico, há

ausência de tensão significativa, e assim, não é induzida nenhuma microfissura no

concreto, fazendo com que a deformação associada ao módulo seja quase que

puramente elástica. Assim, os trabalhos de Neville (2016) e Shehata (2005) vêm a

reforçar que os valores nem sempre apresentam fácil comparação, já que não há uma

lei física que correlacione de maneira exata os módulos estático e dinâmico.

O módulo de elasticidade é dependente do tipo de agregado, sua resistência,

e da zona de transição entre ele e a pasta. Neste experimento, o software Sonelastic,

utiliza para cálculo do módulo de elasticidade dinâmico a densidade do corpo de

35,5834,05 33,02 32,57 31,75

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

REF 25% 50% 75% 100%

Mó

du

llo d

e e

last

icid

ade

(G

pa)

Teores de substituição

65

prova, que para o concreto com a/c constante vão diminuindo conforme aumenta o

teor de resíduo (tabela 22) enquanto ao mesmo tempo há um aumento da resistência

do material (tabela 16). Este fenômeno provavelmente é o responsável por não haver

uma convergência do módulo de elasticidade dinâmico, que foi corrigido quando é

alterado o fator água/cimento dos concretos produzidos, pois manteve a resistência

(tabela 17) e diminuiu-se a densidade (tabela 23), tendo assim uma curva apresentado

na figura 17 que demonstra a diminuição do módulo de elasticidade dinâmico,

seguindo o estático que é apresentado no próximo item.

5.5.3 Modulo de elasticidade estático

O ensaio para determinação do módulo de elasticidade estático foi feito através

de deflectômetros acoplados ao corpo de prova como ilustra a figura 17, enquanto é

aplicado a carga como descrito na ABNT NBR 8522:2017.

Figura 18: Ensaio do módulo de elasticidade estático.

Fonte: Autor (2018)

Os resultados do ensaio para determinação do módulo de elasticidade estático

são apresentados na tabela 20 para fator agua/cimento constante e na tabela 21 são

apresentados os resultados para fator água/cimento variável. Enquanto a ilustração

66

gráfica de módulo de elasticidade, tanto do concreto com a/c constante como variável

é representada na figura 19 e 20, respectivamente.

Tabela 20: Resultado de módulo de elasticidade estático para concretos produzidos com a/c constante.

Módulo de elasticidade estático (GPa)


REF 28,43 1,30

25% 31,52 1,02

50% 32,96 0,54

75% 31,67 0,96

100% 33,07 0,95

Fonte: Autor (2018)

.

Tabela 21: Resultado de módulo de elasticidade estático para concretos produzidos com a/c variável.

Módulo de elasticidade estático (GPa)


REF 26,71 0,67

25% 28,98 0,80

50% 26,32 1,32

75% 27,19 0,80

100% 25,69 1,42

Fonte: Autor (2018)

67

Figura 19: Resultado do módulo de elasticidade estático para concreto com

a/c constante.

Fonte: Autor (2018)

Figura 20: Resultado do módulo de elasticidade estático para concreto com

a/c variável.

Fonte: Autor (2018)

SHEHATA (2005) relata que o módulo tangente é obtido através da inclinação

de uma reta tangente a qualquer ponto do diagrama de tensão-deformação.

Particularmente o módulo de elasticidade calculado na origem é denominado tangente

inicial, e convencionado como Eci. Cabe também a apresentação do que preconiza a

28,43

31,5232,96

31,6733,07

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

REF 25% 50% 75% 100%

Mó

du

lo d

e e

last

icid

ade

(G

Pa)

Teor de substituição do RCC

26,7128,98

26,3227,19

25,69

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

REF 25% 50% 75% 100%

Mó

du

lo d

e e

last

icid

ade

(G

Pa)


68

ABNT NBR 8522:2017, a qual foi utilizada para este ensaio, em que o módulo de

elasticidade tangente inicial é equivalente ao módulo de elasticidade secante a 30%

de fc ou o cordal entre 0,5 MPa e 30% de fc, sendo fc a tensão de ruptura a

compressão do concreto.

Foi verificado neste caso um aumento do módulo de elasticidade com a

substituição do agregado natural por agregado reciclado quando o fator água/cimento

foi constante, ou seja, no concreto produzido há uma menor deformação com aumento

da adição de RCC, e isso se deve aos fatores já discutido no aumento de resistência

a compressão. Metha e Monteiro (2008) atribuem as microfissuras ocorridas na zona

de transição a uma fluência e arranjo do material, aumentando assim a deformação e

diminuindo o módulo de elasticidade. Que foi corrigido com a correção do fator água

cimento, pois na figura 20 é notado que há uma manutenção do módulo mesmo com

adição do RCC estar aumentando, e isto demonstra que a substituição do agregado

não interferiu na deformação do espécime, o aumento do módulo na figura 19 pode

ser atribuído somente à diminuição do real fator água/cimento.

5.5.4 Absorção de água, índice de vazios e massa específica dos concretos

O ensaio de absorção foi feito aos 28 dias seguindo o que consta na ABNT

NBR 9778:2009. Os valores médios obtidos estão presentes na tabela 18 e

representados graficamente na figura 19.

Tabela 22: Resultado do ensaio de absorção, índice de vazios e massa específica para o concreto com fator água/cimento constante.

Fonte: Autor (2018)

REF 5,19 0,29 12,12 0,65 233,45 0,75 245,57 0,42 265,65 1,37

25% 5,42 0,06 12,44 0,12 229,59 0,86 242,03 0,77 262,21 0,71

50% 5,52 0,10 12,52 0,22 226,83 0,17 239,35 0,26 259,30 0,70

75% 6,22 0,29 13,79 0,56 222,02 1,38 235,81 0,82 257,54 0,34

100% 7,07 0,11 15,42 0,21 218,12 0,56 233,54 0,44 257,89 0,41

Massa específica da

amostra saturda

(g/cm³)

MédiaDesvio

Padrão


amostra seca

(g/cm³)

MédiaDesvio

Padrão


amostra saturda

(g/cm³)

MédiaDesvio

Padrão

Desvio

Padrão

Absorção (%)

Traço

Índice de vazios

(%)

MédiaDesvio

PadrãoMédia

69

Figura 21: Resultado do ensaio de absorção de água do concreto para

concreto com fator água/cimento constante.

Fonte: Autor (2018)

Tabela 23: Resultado do ensaio de absorção, índice de vazios e massa

específica para o concreto com fator água/cimento variável.

Fonte: Autor (2018)

5,19 5,42 5,52

6,22

7,07

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

REF 25% 50% 75% 100%

Ab

sorç

ão d

e á

gua

(%)


REF 5,64 0,06 13,28 0,12 235,49 0,22 248,77 0,14 271,55 0,19

25% 6,21 0,13 14,28 0,27 229,86 0,55 244,14 0,29 268,15 0,23

50% 6,42 0,23 14,51 0,47 226,19 0,86 240,70 0,40 264,60 0,45

75% 7,04 0,24 15,55 0,48 220,97 0,78 236,52 0,38 261,67 0,83

100% 7,20 0,22 15,67 0,45 217,68 0,44 233,35 0,35 258,13 1,05

Desvio

Padrão

Traço

Absorção (%)Índice de vazios

(%)


amostra seca

(g/cm³)


amostra saturda

(g/cm³)


amostra saturda

(g/cm³)

MédiaDesvio

PadrãoMédia

Desvio

PadrãoMédia

Desvio

PadrãoMédia

Desvio

PadrãoMédia

70

Figura 22: Resultado do ensaio de absorção de água do concreto para

concreto com fator água/cimento variável.

Fonte: Autor (2018)

A substituição do agregado natural pelo agregado reciclado causam alguns

efeitos que desfavorecem a durabilidade do concreto produzido, devido as

características do agregado reciclado como, maior absorção, maior índice de vazios

e menor massa específica, essas características são atribuídas também ao concreto

produzido, intensificando mais quanto maior o teor de substituição. Nos concretos com

manutenção e alteração do fator água/cimento as mudanças foram as mesmas,

oriundas somente do teor de substituição, ou seja, neste caso a relação a/c não alterou

estas características.

5.5.5 Microscopia Eletrônica de Varredura

A seguir é apresentado uma série de imagens obtidas através de Microscópio

Eletrônico de Varredura, o objetivo destas imagens é identificar zona de transição

entre o agregado natural e reciclado com a pasta, a fim de verificar suas

características, assim como alguns elementos da microestrutura do concreto. As

figuras 23, 24 e 25, são dos concretos produzidos com fator água/cimento constante,

e as figuras 26, 27, 28, 29, 30 são dos concretos produzidos com fator de

água/cimento variável. Na figura 23, pode-se visualizar a zona de transição entre o

5,646,21 6,42

7,04 7,20

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

REF 25% 50% 75% 100%

Ab

sorç

ão d

e á

gua

(%)


71

agregado reciclado e a pasta de cimento, verificando a formação de etringita, figura

esta referente a concreto produzidos sem alteração do fator água/cimento.

Figura 23: Amostra 75%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, no

concreto com a/c constante.

Fonte: Autor (2018)

Na figura 24 é possível visualizar a formação da zona de transição entre o

agregado reciclado e a pasta em concretos com 100% de substituição e sem alteração

do a/c, ou seja, onde se encontra o menor abatimento.

72

Figura 24: Amostra 100%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, no

concreto com a/c constante.

Fonte: Autor (2018)

A figura 25 é o oposto da figura 23, pois é apresentado a zona de transição

entre o agregado natural e a pasta, para o concreto sem adição de resíduo, onde para

este ensaio foi o que apresentou maior abatimento.

73

Figura 25: Amostra de referência (0%), zona de transição entre agregado natural e

pasta do concreto com a/c constante.

Fonte: Autor (2018)

A partir da figura 26, pode-se analisar a zona de transição dos concretos com

fator água/cimento variável, inclusive na mesma pode-se verificar a zona de transição

entre o agregado natural e a pasta e também a formação de etringita e a fissuração

do agregado.

74

Figura 26: Amostra de 50%, zona de transição entre agregado natural e pasta do

concreto com a/c variável.

Fonte: Autor (2018)

A figura 27, é feita no mesmo espécime da figura 26, porém a figura 26 é da

zona de transição entre o agregado natural e a pasta, enquanto a figura 27 é do

agregado reciclado e a pasta.

75

Figura 27: Amostra de 50%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, do


Fonte: Autor (2018)

A figura 28 apresenta a zona de transição também do concreto com a/c variável,

onde temos uma adição de 75% de agregado, logo, uma quantidade maior de água a

mistura.

76

Figura 28: Amostra 75%, zona de transição entre agregado natural e pasta, do


Fonte: Autor (2018)

Já a figura 29 apresenta o concreto onde tem-se a maior quantidade de água

de todos analisados, que é o concreto com o a/c variável e com 100% de adição de

resíduo, na figura pode-se verificar a zona de transição, entre o agregado reciclado e

a pasta.

77

Figura 29: Amostra 100%, zona de transição entre agregado reciclado e pasta, do


Fonte: Autor (2018)

A figura 30 é o oposto da 29, pois para os concretos com a/c variável está é a

amostra de controle, ou seja, que não contém nenhuma adição de resíduo, tendo o

menor abatimento dos concretos com a/c variável.

78

Figura 30: Amostra de referência (0%) zona de transição entre agregado natural e

pasta, do concreto com a/c variável.

Fonte: Autor (2018)

79

6. CONCLUSÃO

Os resultados obtidos nos ensaios foram mostrados e discutidos no presente

trabalho, descrevendo o comportamento do material quando é alterada a matriz a

partir de uma mistura controle (REF), com agregados naturais.

O material utilizado para substituição a brita na matriz, concreto britado,

apresenta alguns fatores que devem ser analisados, como, alta absorção de água,

maior índice de vazios, menor massa específica e menor resistência quando

comparado com o agregado natural. Porém proporcionou um melhor desempenho

mecânico nos concretos produzidos quando o fator água/cimento se manteve

constante. Essa melhora na zona de transição ocorreu devido a diminuição do fator

água/cimento real, pois o agregado reciclado absorveu a água que seria da mistura e

isso foi comprovado com a diminuição do abatimento de tronco de cone. Mehta e

Monteiro (2008) abordam que a zona de transição é o elo mais fraco do concreto,

considerada como fase limitante da resistência do material, rompendo num nível de

tensão mais baixo do que a resistência dos agregados, visto que não é necessário

níveis altos de energia para aumentar as fissuras já existentes na zona de transição,

fissuras essas causadas pela capilaridade da água existente no momento da

hidratação do cimento, ou seja, para maiores fatores agua/cimento mais água

adsorvida, capilar e interlamelar terá na matriz, aumentando os vazios, principalmente

na zona de transição. Com isso pode-se elucidar o aumento das resistências

mecânicas com o aumento do teor de substituição do agregado natural pelo agregado

reciclado, sem corrigir a quantidade água.

A influência no módulo de elasticidade mais significativa para Metha e Monteiro

(2008) é a relação água/cimento. Segundo o que é relatado, a lei de Abrams

estabelece que o fator água/cimento influencia diretamente a resistência do concreto,

e que por sua vez, tem íntima dependência com o módulo de elasticidade. Por

exemplo, os concretos com menor relação água/cimento tendem a ser mais

resistentes e rígidos, pois a diminuição da quantidade relativa de água na mistura

tende a diminuir a porosidade, e assim, tal diminuição da porosidade gera o aumento

da capacidade em restringir as deformações solicitantes. Por outro lado, considerando

os concretos com maior relação água/cimento, se observará a menor capacidade de

restrição às deformações impostas à matriz, graças ao aumento da porosidade.

80

Portanto, o aumento do fator água/cimento gera o progressivo enfraquecimento da

matriz, aumentando assim a porosidade e afetando diretamente a resistência e a

rigidez do concreto. Cabe também citar os trabalhos de Melo Neto e Helene (2002),

Bawa e Graft-Johnson (1969) e Lydon e Lacovou (1995). Melo Neto e Helene (2002)

apresentam os resultados experimentais de medidas do módulo de Elasticidade

Tangente Inicial (Eci) para variadas relações água/cimento e consistência fixa. Já

Bawa e Graft-Johnson (1969) e também Lydon e Lacovou (1995) utilizam

respectivamente a técnica de excitação por impulso e a técnica do ultrassom para

verificar a influência da relação água/cimento ao módulo de elasticidade dinâmico

(Ed). Assim, todos os resultados apontam que a diminuição no fator água/cimento é

acompanhada pelo aumento do Módulo de Elasticidade. Cabe também salientar que

uma vez a porosidade sendo causa e consequência da relação água/cimento, a

interdependência entre a porosidade e o módulo de elasticidade é descrita por

diversos autores. Isto exposto corrobora para o ganho de rigidez quando houve

manutenção do fator água/cimento (diminuindo o real fator a/c) e manutenção do

módulo quando houve variação do fator água/cimento (manutenção do real fator a/c),

concluindo que o agregado não teve influência no resultado de módulo de elasticidade

estático.

Porém no módulo de elasticidade dinâmico, quando variado o fator

água/cimento, houve uma diminuição do valor de resistência a compressão, pois a

propagação das ondas mecânicas no interior do corpo de prova, são impactadas pelo

material que o compõe, que neste caso não houve relação com o módulo de

elasticidade estático.

Segundo Gidrão (2015), não há uma curva universal que relacione o módulo de

elasticidade dinâmico ao estático. Assim, esta relação é condicionada à fatores como

a maturidade, tipo de agregados empregados na mistura, tipo de cimento, condições

de trabalhabilidade e cura dentre outros fatores que impactam de forma diferencial os

módulos estático e dinâmico.

Com os resultados obtidos, podemos chegar a conclusões significativas no

âmbito ambiental, pois a manutenção de resistência em concretos com 100% de

substituição de agregado natural por agregado reciclado de concreto, agregado este

oriundo de um material que é um problema ambiental. A destinação de resíduo sólido

81

da construção civil precisa encontrar fins sustentáveis, e neste ponto, este trabalho

teve grande contribuição. E há muito ainda a ser explorado.

6.1 TRABALHOS FUTUROS

Para estudos futuros, sugere-se:

Avaliar as substituições para classes de resistências diferentes, 20 MPa,

30 MPa, 40 MPa;

Avaliar melhorias nas características dos agregados, para diminuir sua

absorção de água e melhorar seu desempenho;

Criar uma curva de relação entre os módulos de elasticidade estático e

dinâmico;

Quantificar a redução da emissão de CO2 do concreto produzido com

resíduo quando comparado com o concreto produzido com agregado

natural;

Avaliar questões econômicas dos concretos produzidos com agregados

reciclados, quando comparados com agregados naturais.

.

82

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APÊNDICE A – Absorção do agregado reciclado.

A absorção do agregado reciclado foi obtida seguindo as recomendações de

Leite (2001). Os resultados estão presentes na tabela 18.

Tabela 24: Ensaio de absorção de água.

Tempo (min)

Massa submersa

1 (g)

Massa submersa

2 (g)

Absorção de água

1 (%)

Absorção água 2

(%)

Absorção média

(%)

Porcentagem da absorção total 1 (%)

Porcentagem da absorção total 2 (%)

Porcentagem da absorção total média

(%)

0 705 684,9 0 0 0 0 0 0

1 707,30 694,70 0,33 1,43 0,88 5,98 19,33 12,65

2 713,80 698,75 1,25 2,02 1,64 22,87 27,32 25,10

3 717,31 702,50 1,75 2,57 2,16 32,00 34,71 33,36

4 720,10 705,49 2,14 3,01 2,57 39,25 40,61 39,93

5 722,23 708,58 2,44 3,46 2,95 44,79 46,71 45,75

6 724,60 710,80 2,78 3,78 3,28 50,95 51,08 51,02

7 726,29 712,65 3,02 4,05 3,54 55,34 54,73 55,04

8 727,29 714,45 3,16 4,31 3,74 57,94 58,28 58,11

9 729,20 715,95 3,43 4,53 3,98 62,91 61,24 62,07

10 730,60 717,54 3,63 4,77 4,20 66,55 64,38 65,46

15 734,82 722,55 4,23 5,50 4,86 77,51 74,26 75,89

20 737,33 727,05 4,59 6,15 5,37 84,04 83,14 83,59

25 738,93 729,50 4,81 6,51 5,66 88,20 87,97 88,08

30 740,03 731,22 4,97 6,76 5,87 91,06 91,36 91,21

40 741,39 732,90 5,16 7,01 6,09 94,59 94,67 94,63

50 742,50 734,53 5,32 7,25 6,28 97,48 97,89 97,68

60 743,47 735,60 5,46 7,40 6,43 100,00 100,00 100,00

Fonte: Autor (2018)

103

APÊNDICE B – Resultados do ensaio de resistência à compressão.

Romperam-se seis corpos de prova de cada traço para cada idade. Em seguida

calcularam-se as medias e seus respectivos desvios padrão. Na tabela de 25 a 29

estão os valores de resistência a compressão dos corpos de provas produzidos com

concretos com fator água/cimento constante, e nas tabelas de 30 até a 34 os

concretos produzidos com fator água/cimento variável.

Tabela 25: Resultado de resistência a compressão (25%).

Descrição Valor Unidade Teor de RCC

CP1 33,50 MPa

25%

CP2 34,40 MPa

CP3 36,10 MPa

CP4 35,00 MPa

FCM 34,75 MPa

FCK 33,43 MPa

DESVIO PADRÃO 0,80 -

Fonte: Autor (2018)



CP1 37,10 MPa

50%

CP2 34,40 MPa

CP3 36,50 MPa

CP4 35,30 MPa

FCM 35,83 MPa

FCK 34,22 MPa


Fonte: Autor (2018)

104



CP1 34,40 MPa

75%

CP2 32,40 MPa

CP3 34,40 MPa

CP4 31,70 MPa

FCM 33,23 MPa

FCK 31,29 MPa


Fonte: Autor (2018)



CP1 36,20 MPa

100%

CP2 33,80 MPa

CP3 33,40 MPa

CP4 32,60 MPa

FCM 34,00 MPa

FCK 32,19 MPa


Fonte: Autor (2018)

Tabela 29: Resultado de resistência a compressão (REF).


CP1 29,50 MPa

REF

CP2 30,30 MPa

CP3 31,10 MPa

CP4 29,00 MPa

FCM 29,98 MPa

FCK 28,78 MPa


Fonte: Autor (2018)

105

Tabela 30: Resultado de resistência a compressão (25%).:


CP1 28,60 MPa

25%

CP2 29,00 MPa

CP3 29,80 MPa

CP4 29,99 MPa

FCM 29,35 MPa

FCK 28,44 MPa


Fonte: Autor (2018)



CP1 30,54 MPa

50%

CP2 28,97 MPa

CP3 27,50 MPa

CP4 26,90 MPa

FCM 28,48 MPa

FCK 26,37 MPa


Fonte: Autor (2018)



CP1 29,60 MPa

75%

CP2 27,30 MPa

CP3 28,30 MPa

CP4 27,20 MPa

FCM 28,10 MPa

FCK 26,70 MPa


Fonte: Autor (2018)

106



CP1 27,90 MPa

100%

CP2 29,90 MPa

CP3 30,10 MPa

CP4 29,60 MPa

FCM 29,38 MPa

FCK 28,16 MPa


Fonte: Autor (2018)

Tabela 34: Resultado de resistência a compressão (REF).


CP1 27,80 MPa

REF

CP2 28,10 MPa

CP3 30,60 MPa

CP4 28,70 MPa

FCM 28,80 MPa

FCK 27,32 MPa


Fonte: Autor (2018)

107

APÊNDICE C – Resultados do ensaio de módulo de elasticidade longitudinal utilizando o software Sonelastic.

Neste anexo encontram-se os resultados dos módulos de elasticidade dinâmico

longitudinal. Para cada corpo de prova fez-se três leituras. Em seguida, fizeram-se as

médias dos valores obtidos. Nas tabelas de 35 a 39 estão os valores de módulo de

elasticidade dos corpos de provas produzidos com concretos com fator água/cimento

constante, já da tabela 40 até a 44 os concretos produzidos com fator água/cimento

variável.

Tabela 35: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (25%).

Descrição Valor UN. Teor de

RCC

CP1 36,35 GPa

25%

CP2 35,70 GPa

CP3 35,42 GPa

CP4 36,56 GPa

CP5 36,00 GPa

CP6 36,71 GPa

MÓDULO LONGITUDINAL DINÂMICO 36,12 GPa

DESVIO PADRÃO 0,42

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 38,28 GPa

50%

CP2 36,55 GPa

CP3 37,85 GPa

CP4 37,24 GPa

CP5 37,83 GPa

CP6 37,75 GPa


DESVIO PADRÃO 0,46

Fonte: Autor (2018)

108



RCC

CP1 36,91 GPa

75%

CP2 36,55 GPa

CP3 37,85 GPa

CP4 37,24 GPa

CP5 37,83 GPa

CP6 37,75 GPa


DESVIO PADRÃO 0,41

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 35,06 GPa

100%

CP2 34,90 GPa

CP3 35,85 GPa

CP4 35,01 GPa

CP5 34,04 GPa


DESVIO PADRÃO 0,40

Fonte: Autor (2018)

Tabela 39: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (REF).


RCC

CP1 36,00 GPa

REF

CP2 36,17 GPa

CP3 37,70 GPa

CP4 37,01 GPa

CP5 35,44 GPa


DESVIO PADRÃO 0,71

Fonte: Autor (2018)

109



RCC

CP1 34,11 GPa

25%

CP2 34,44 GPa

CP3 33,15 GPa

CP4 34,49 GPa


DESVIO PADRÃO 0,42

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 33,23 GPa

50%

CP2 32,59 GPa

CP3 33,14 GPa

CP4 33,10 GPa


DESVIO PADRÃO 0,46

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 32,18 GPa

75%

CP2 33,11 GPa

CP3 32,28 GPa

CP4 32,70 GPa


DESVIO PADRÃO 0,41

Fonte: Autor (2018)

110



RCC

CP1 31,43 GPa

100%

CP2 32,33 GPa

CP3 31,01 GPa

CP4 32,23 GPa


DESVIO PADRÃO 0,53

Fonte: Autor (2018)

Tabela 44: Resultado de módulo de elasticidade dinâmico (REF).


RCC

CP1 36,04 GPa

REF

CP2 35,40 GPa

CP3 35,98 GPa

CP4 34,88 GPa


DESVIO PADRÃO 0,43

Fonte: Autor (2018)

111

APÊNDICE D – Resultados do ensaio de módulo de elasticidade estático.

Neste anexo encontram-se os resultados dos módulos de elasticidade estático

longitudinal. Para cada corpo de prova fez-se três leituras. Em seguida, fizeram-se as

médias dos valores obtidos. Nas tabelas de 45 a 49 estão os valores de módulo de

elasticidade dos corpos de provas produzidos com concretos com fator água/cimento

constante, já da tabela 50 até a 54 os concretos produzidos com fator água/cimento

variável.

Tabela 45: Resultado de módulo de elasticidade estático (25%).


RCC

CP1 29,94 GPa

25%

CP2 33,56 GPa

CP3 31,45 GPa

CP4 31,15 GPa

MÓDULO LONGITUDINAL ESTÁTICO 31,52 GPa

DESVIO PADRÃO 1,02

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 33,44 GPa

50%

CP2 32,57 GPa

CP3 32,26 GPa

CP4 33,56 GPa


DESVIO PADRÃO 0,54

Fonte: Autor (2018)

112



RCC

CP1 32,15 GPa

75%

CP2 31,45 GPa

CP3 30,30 GPa

CP4 32,79 GPa


DESVIO PADRÃO 0,80

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 32,89 GPa

100%

CP2 34,97 GPa

CP3 31,95 GPa

CP4 32,47 GPa


DESVIO PADRÃO 0,95

Fonte: Autor (2018)

Tabela 49: Resultado de módulo de elasticidade estático (REF).


RCC

CP1 26,90 GPa

REF

CP2 27,96 GPa

CP3 28,52 GPa

CP4 30,36 GPa


DESVIO PADRÃO 1,01

Fonte: Autor (2018)

113



RCC

CP1 30,58 GPa

25%

CP2 28,91 GPa

CP3 27,51 GPa

CP4 28,91 GPa


DESVIO PADRÃO 0,80

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 28,72 GPa

50%

CP2 26,56 GPa

CP3 25,45 GPa

CP4 24,57 GPa


DESVIO PADRÃO 1,32

Fonte: Autor (2018)



RCC

CP1 28,91 GPa

75%

CP2 26,98 GPa

CP3 25,60 GPa

CP4 27,24 GPa


DESVIO PADRÃO 0,89

Fonte: Autor (2018)

114



RCC

CP1 23,61 GPa

100%

CP2 26,73 GPa

CP3 27,51 GPa

CP4 24,93 GPa


DESVIO PADRÃO 1,42

Fonte: Autor (2018)

Tabela 54: Resultado de módulo de elasticidade estático (REF).


RCC

CP1 26,56 GPa

REF

CP2 26,90 GPa

CP3 27,87 GPa

CP4 25,53 GPa


DESVIO PADRÃO 0,67

Fonte: Autor (2018)

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