UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO Giovani Cózaro Vicensuto...
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1 UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO Giovani Cózaro Vicensuto Lucas da Cunha Pantarotto Mônica Travassos dos Santos RECICLAGEM NA COMPOSIÇÃO DO CONCRETO Itatiba 2010
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UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO
Giovani Cózaro Vicensuto
Lucas da Cunha Pantarotto
Mônica Travassos dos Santos
RECICLAGEM NA COMPOSIÇÃO DO CONCRETO
Itatiba
2010
2
Giovani Cózaro Vicensuto
Lucas da Cunha Pantarotto
Mônica Travassos dos Santos
RECICLAGEM NA COMPOSIÇÃO DO CONCRETO
Reciclagem na Composição do Concreto
Trabalho de Conclusão de Curso da
Universidade São Francisco, sob a
orientação do Prof. Nelson Rossi, como
requisito parcial para a aprovação na
disciplina.
Itatiba
2010
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Giovani Cózaro Vicensuto
Lucas da Cunha Pantarotto
Mônica Travassos dos Santos
RECICLAGEM NA COMPOSIÇÃO DO CONCRETO
Trabalho apresentado à disciplina Trabalho de Conclusão de Curso da Universidade
São Francisco, como requisito parcial para a aprovação na disciplina.
Aprovado com a nota: _________
Data de aprovação: ___/___/____
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________
Prof. Ms Nelson Rossi
Universidade São Francisco
____________________________________________________
Profa. Aline Giovannelli Ramos
Universidade São Francisco
____________________________________________________
Prof. Eduardo José Gava
Universidade São Francisco
4
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a Deus, aos nossos pais, aos professores da Universidade São
Francisco e as empresas JOFEGE Pavimentação e Construção Ltda. e
Masterligas S.A., pelo incentivo e colaboração na realização deste trabalho.
5
RESUMO
Este trabalho procura dar um destino a subprodutos da indústria siderúrgica
de reciclagem de alumínio. O material estudado e experimentado é conhecido como
sinter, que na verdade nada mais é que o Oxido de Alumínio. A destinação
encontrada para este material, foi a de substituir agregados miúdos (areia natural e
artificial) na composição de concreto convencional com 25MPa de resistência média.
Nesta pesquisa foi elaborado um concreto testemunho utilizando agregados e com
traço em massa 1:2,06:1,75:3,64:0,60. Respectivamente cimento, areia natural,
areia artificial, brita 1 e água. Este concreto serviu de comparação para o concreto
utilizando agregado de sinter em substituição as areias convencionais, contudo
mantendo as mesmas proporções e contido dentro das faixas granulométricas
originais, como forma de não descaracterizar a propriedade de compacidade dos
concretos, sabidamente importante na resistência mecânica desse material.
Com esse objetivo foi feita a transformação do traço para que se garantisse o
mesmo volume de agregado e o enquadramento do concreto de sinter na faixa
granulométrica do concreto convencional.
Após todos os experimentos concluídos, constatou-se que o concreto
manteve sua resistência em relação ao concreto testemunho após rompimento dos
corpos de prova para a idade de 28 dias, outro fato relevante no trabalho é que o
concreto se tornou mais pesado devido à maior massa especifica do material usado
na substituição das areias, fato que limita a utilização deste concreto apenas a
artefatos onde o peso próprio não influencia diretamente quanto ao resultado final da
obra. Outro fato relevante para a não utilização deste concreto em obras
convencionais é a trabalhabilidade do concreto, pois o adensamento da mistura fica
comprometido por se tratar de uma mistura muito seca (devido à característica de
alta porosidade das partículas de Sinter, o que promove uma absorção da água de
amassamento do concreto). Uma destinação ideal para este tipo de concreto seria
na fabricação de pisos intertravados, blocos em concreto para fechamento em
alvenaria, concreto para moldagem “in loco” de guias e sargetas, etc.
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ABSTRACT
This paper attempts to dispose of the steel industry by-products of aluminum
recycling. The material studied and experienced is known as sinter, which actually is
knowing as aluminum oxide. The destination for this material found was to replace
the fine aggregates (sand, natural and artificial) on the composition of 25MPa
concrete with medium resistance. This research was prepared using a concrete
witness trace aggregates with mass 1:2,06:1,75:3,64:0,60. Respectively cement,
natural sand, manufactured sand, gravel and water. This concrete was compared to
the concrete using aggregate sinter replacing the conventional sand, yet still
maintaining the same proportions and particle sizes contained within the original
granulometric zone, so as not to disfigure the property of compactness of the
concrete, known to be important in the mechanical strength of this material.
With this objective was the transformation of the trait to be guaranteed the
same amount of aggregate and concrete framework of the sinter in the range of
particle size of conventional concrete.
After all experiments completed, it was found that the concrete maintained its
strength in relation to the concrete testimony after breaking the specimens at the age
of 28 days, another fact is relevant in that the concrete work has become heavier due
to greater bulk density of the material used in the replacement of sand, which limits
the use of concrete artifacts where only the weight itself does not directly influence
on the outcome of the work. Another important fact for non-use of concrete in
conventional works is the workability of the concrete, because the density of the
mixture is compromised because it is a mixture too dry (due to the characteristic of
high porosity of the particles of sinter, which promotes absorption the mixing water of
concrete). An ideal destination for this type of concrete would be in the manufacture
of flooring, interlocking blocks of concrete in masonry blocks, for casting concrete on
site for curbs and culverts, etc.
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LISTA DE FIGURA
Figura 1 – Ilustração do óxido de alumínio Sinter......................................................26
Figura 2 – Ilustração do agregado miúdo - Areia natural...........................................34
Figura 3 – Ilustração do agregado miúdo - Areia artificial..........................................34
Figura 4 – Ilustração da secagem da areia natural em estufa ..................................35
Figura 5 – Ilustração do agregado graúdo – Brita......................................................36
Figura 6 – Ilustração do Agregado experimental Sinter Britado.................................37
Figura 7 – Ilustração da determinação de granulometria do agrego miúdo sinter....40
Figura 8 – Ilustração da determinação da massa específica em agregado miúdo
através do frasco de Chapman..................................................................................42
Figura 9 – Ilustração Foto da mistura do concreto sinter em betoneira.....................43
Figura 10 – Ilustração Foto da determinação da consistência pelo ensaio de
abatimento do tronco de cone....................................................................................44
Figura 11 – Ilustração Foto da determinação da consistência pelo ensaio de
abatimento do tronco de cone....................................................................................45
Figura 12 – Ilustração Foto do adensamento dos corpos de prova em mesa
vibratória.....................................................................................................................45
Figura 13 – Ilustração Foto do repouso dos corpos de prova....................................46
Figura 14 – Ilustração Foto do rompimento de corpo de prova por compressão
axial............................................................................................................................47
Figura 15 – Ilustração Foto do rompimento de corpo de prova por compressão.......47
Figura 16 – Gráfico da curva granulométrica do agregado miúdo.............................49
Figura 17 – Gráfico da curva granulométrica agregado graúdo de pedra britada.....50
Figura 18 – Gráfico da curva granulométrica do agregado graúdo miúdo
experimental sinter.....................................................................................................52
8
Figura 19 – Gráfico comparativo de resistência à tração...........................................56
Figura 20 – Gráfico comparativo de resistência a compressão dos concretos para a
idade de 3, 7 e 28 dias...............................................................................................58
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Origem de resíduos, possíveis classes e responsáveis............................23
Tabela 2 - Principais metais usados, suas fontes e riscos à saúde...........................25
Tabela 3 - Características do agregado miúdo..........................................................48
Tabela 4 - Distribuição granulométrica, massa unitária e massa específica do
agregado graúdo........................................................................................................50
Tabela 5 - Distribuição granulométrica, massa unitária e massa específica do
agregado miúdo sinter................................................................................................51
Tabela 6 - Traço do concreto convencional e do concreto sinter..............................52
Tabela 7 - Quantidade em massa do traço do concreto convencional e concreto
sinter...........................................................................................................................53
Tabela 8 - Porcentagem do agregado miúdo e massa retida para cada peneira......54
Tabela 9 - Resistência à tração do concreto convencional........................................55
Tabela 10 - Resistência à tração do concreto Sinter..................................................55
Tabela 11 - Resistência à compressão do concreto convencional............................57
Tabela 12 - Resistência à compressão do concreto sinter.........................................57
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LISTA DE SIGLAS
Graus Celsius (°C).
Gramas por centimetro cubico (g/cm³).
Norma MERCOSUL (NM).
Norma Brasileira Adotada Pela ABNT (NBR).
Mega Pascal unidade de medida (MPa).
Óxido de Alumínio (Al2O3).
Dióxido de Titânio (TiO2).
Oxido de Cálcio (CaO).
Óxido de Ferro (Fe2O3).
Peneira (#).
Norma Regulamentadora (NR).
American National Standards Institute (ANSI).
Dióxido de Titânio (TiO2).
Óxido de Sódio (Na2O).
Óxido de Potássio (K2O).
Medida que indica se uma solução líquida é ácida (pH).
Quilo Grama por Milímetro Quadrado (kg/mm²)
Cimento Portland de Alto Forno (CPIII).
Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).
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SUMÁRIO
1. Introdução...................................................................................................14
2. Sustentabilidade e Resíduos.....................................................................16
2.1. Resíduos......................................................................................................18
2.2. Classificação dos resíduos...........................................................................20
2.2.1. Quanto as características físicas..................................................................20
2.2.2. Quanto à composição química.....................................................................20
2.2.3. Quanto à origem...........................................................................................20
2.3. Classes dos resíduos...................................................................................22
2.3.1. Classe 1........................................................................................................22
2.3.2. Classe 2........................................................................................................22
2.3.3. Classe 3........................................................................................................22
2.4. Resíduos industriais.....................................................................................24
3. Sinter...........................................................................................................26
3.1. Estrutura.......................................................................................................26
3.2. Identificação do produto...............................................................................27
3..3. Composição e informações sobre o produto................................................27
3.4. Identificação dos perigos...............................................................................27
3.5. Medidas de primeiros socorros.....................................................................27
3.6. Medidas de combate a incêndio....................................................................28
3.7. Medidas de controle para derramamento / vazamento.................................28
3.8. Manuseio e armazenamento.........................................................................28
3.9. Controle de exposição e proteção individual.................................................29
3.10. Propriedades físicas – químicas....................................................................29
3.11. Estabilidade e reatividade.............................................................................30
3.12. Informações toxicológicas.............................................................................30
3.13. Informações ecológicas.................................................................................31
3.14. Considerações sobre tratamento e disposição.............................................31
3.15. Informações sobre o transporte....................................................................31
3.16. Regulamentações.........................................................................................32
3.17. Outras informações......................................................................................32
4. Metodologia................................................................................................33
4.1. Caracterização dos materiais constituintes..................................................33
12
4.1.1. Agregado miúdo...........................................................................................33
4.1.1.1. Areia natural.................................................................................................33
4.1.1.2. Areia artificial................................................................................................34
4.1.2. Composição das areias................................................................................35
4.1.3. Agregado graúdo..........................................................................................35
4.1.4. Aditivo..........................................................................................................36
4.1.5. Cimento.......................................................................................................36
4.1.6. Água............................................................................................................37
4.1.7. Sinter Britado...............................................................................................37
4.2. Ensaios realizados......................................................................................37
4.2.1. Agregado miúdo..........................................................................................37
4.2.1.1. Ensaio de granulométrica do agregado miúdo............................................38
4.2.1.2. Determinação da massa unitária do agregado miúdo.................................38
4.2.1.3. Determinação da massa especifica em agregado miúdo através do frasco de
Chapman....................................................................................................................38
4.2.2. Agregado graúdo.........................................................................................39
4.2.2.1. Ensaio de granulométrica do agregado graúdo..........................................39
4.2.2.2. Determinação da massa unitária do agregado graúdo...............................39
4.2.2.3. Determinação da massa específica em agregado graúdo através do frasco
de Chapman...............................................................................................................39
4.2.3. Agregado miúdo experimental Sinter..........................................................40
4.2.3.1. Ensaio de granulométrica do agregado miúdo experimental Sinter............40
4.2.3.2. Determinação da massa unitária do agregado miúdo experimental
Sinter..........................................................................................................................41
4.2.3.3. Determinação da massa específica em agregado miúdo experimental Sinter
através do frasco de Chapman..................................................................................41
4.3. Dosagem dos concretos..............................................................................42
4.4. Moldagem dos corpos de prova..................................................................43
4.5. Ensaio de resistência à compressão...........................................................46
4.6. Ensaio de resistência a tração....................................................................47
5. Resultados e discussões..........................................................................48
5.1. Agregado miúdo..........................................................................................48
5.2. Agregado graúdo.........................................................................................49
5.3. Agregado miúdo Sinter................................................................................51
13
5.4. Traços utilizados..........................................................................................52
5.5. Resistência a tração do concreto convencional e concreto sinter..............55
5.6. Resistência a compressão do concreto convencional e concreto sinter.... 57
5.7. Massa especifica dos concretos..................................................................59
5.7.1. Concreto convencional................................................................................59
5.7.2. Concreto sinter ...........................................................................................59
6. Conclusão..................................................................................................60
7. Referencias bibliográficas........................................................................61
14
1. INTRODUÇÃO
Cimento é uma palavra originada do latim caementu, ou seja, pedra
proveniente de rochedos.
Sua história é muito antiga:
Passa pelas pirâmides do Egito, que utilizaram em sua concepção uma
espécie de gesso calcinado. Entra pela Roma e Grécia antigas, que aplicaram em
seus monumentos uma massa obtida pela hidratação de cinzas vulcânicas. Ganha
desenvolvimento nas mãos do inglês John Smeaton, em suas pesquisas para
encontrar um algomerante para construir o farol de Eddystone em 1756. Com James
Parker, que descobriu em 1791 e patenteou em 1796 um cimento com o nome de
Cimento Romano, composto por sedimentos de rochas da ilha de Sheppel e ganha
detaque com as pesquisas e publicações feitas pelo engenheiro francês Louis José
Vicat em 1818.
O ponto marcante, porém, para a história do cimento atual, se deu pelas
mãos do construtor inglês Joseph Aspdin, com suas experiências envolvendo
processos de mistura, queima e moagem de argila e pó de pedra calcária retirado
das ruas. Neste desenvolvimento, Aspdin conseguiu um material pulverulento, no
qual ele misturava uma certa quantidade de água, produzindo uma argamassa.
Depois, deixava-a secar, conseguindo um material de dureza parecida com as
pedras utilizadas nas edificações. Por fim, o construtor patenteou este pó em 1824,
com o nome de cimento Portland, devido às semelhanças de seu produto final, com
as rochas que eram extraídas nesta pequena península inglesa.
O cimento Portland passou ainda por uma difícil fase de
desenvolvimento, até que em 1845, Isaac Charles Johnson, encarregado por Aspdin
a produzir o cimento Portland, após várias observações, resolveu elevar a
temperatura da queima para 1400°C, moer mais o clinker originado desta queima,
obtendo assim um cimento mais fino e de excelente qualidade.
O concreto é um material formado pela mistura de cimento, água, agregados
(areia e pedra) e eventualmente aditivos. Para a obtenção de um concreto com
qualidade é necessário alguns cuidados que vão desde a escolha dos materiais, um
traço que garanta a resistência e a durabilidade desejada, passando pela
homogeneização da mistura, sua correta aplicação e adensamento, até a cura
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adequada. O concreto varia de acordo com a sua utilização na obra, podendo ser
dosado para inumeras aplicações.
Atualmente com o aumeto da demanda, por agregados (graudos e miudos)
naturais e a escassez de jazidas próximas aos grandes centros urbanos, o setor
concreteiro vem buscando alternativas como a reutilização de materiais provenientes
da construção civil ou até mesmo materiais descartados por setores da industria,
tomando algumas precauções, referente a origem do material a ser utilizado, como
por exemplo, a dureza do material e se haverá algum tipo de reação química na
mistura com os componentes do concreto.
Teremos neste trabalho como estudo de causa o óxido de alumínio, material
de descarte da industria siderurgíca para obtenção do Ferro Titâneo.
O oxido de aluminio por sua vez é obtido através da aluminotermia onde é
empregado para obtenção do ferro titanio (FeTi), onde tem a função de redutor de
oxidos na formação da liga. Após sua utilização por uma vez, o oxido de aluminio
pode ser utilizado por mais duas vezes nas formas onde são depositados os
ingredientes para a formação da liga. Após a segunda utilização, o oxido de aluminio
perde o poder de coesão e não tem mais utilidade no processo metalurgico e deve
ser descartado na forma de sinter, um material muito duro, abrasivo, refratario e
tenaz. Trata-se de um material pesado (3,90g/cm³), por se tratar de um material com
dureza similar a rocha basaltica, acredita-se que possa ser utilizado na produção de
concreto substituindo os agregados miudos, graúdos e possivelmente os dois
simultaneamente.
Este trabalho tem por objetivo comparar o comportamento de concretos com
areias naturais e artificiais com o concreto dosado com sinter em ensaios de
resistência à compressão axial conforme norma NBR 5739 - 1994 e resistência à
tração (compressão diametral) conforme norma NM 08 - 1994.
É objetivo do trabalho, dar destinação a subprodutos da indústria siderúrgica
de reciclagem de alumínio. O material estudado e experimentado é conhecido como
sinter, que na verdade nada mais é que o Oxido de Alumínio. A destinação
encontrada para este material, foi a de substituir agregados miúdos (areia natural e
artificial) na composição de concreto convencional com 25 MPa de resistência
média.
16
1. SUSTENTABILIDADE E RESÍDUOS
A sustentabilidade na construção civil hoje é um tema de extrema importância
devido ao grande impacto ambiental causado ao longo do processo produtivo, desde
a ocupação do solo, processos utilizados na obtenção de matérias-primas, geração
e disposição de resíduos sólidos na execução das edificações etc.
O aproveitamento de resíduos é uma ação que deve ser incluída nas práticas
comuns no processo executivo das edificações visando maior sustentabilidade e
redução da utilização de recursos naturais, visando também a redução de custos e
impacto ao meio ambiente.
O potencial de reaproveitamento e reciclagem na construção civil é bastante
grande e a incorporação destes resíduos em alguns produtos pode ser
extremamente benéfica quanto ao meio ambiente, reduzindo a quantidade de
matérias primas usadas e gerando empregos e renda.
Os resíduos são classificados em 4 grupos:
Classe A – Resíduos reutilizáveis como agregados, concreto etc.;
Classe B – Resíduos reutilizáveis para outras indústrias, como papel,
plástico etc.;
Classe C – Resíduos para os quais não foram desenvolvidas
tecnologias para sua reutilização, como o caso do gesso;
Classe D – Resíduos perigosos ou contaminados, como as tintas,
solventes e materiais contaminados por óleos.
Sabe-se que ações isoladas não irão solucionar os problemas advindos por
este resíduo e que a indústria deve tentar fechar seu ciclo produtivo de tal forma que
minimize a saída de resíduos e a entrada de matéria-prima não-renovável
(DORSTHORST; HENDRIKS, 2000).
De uma forma geral, esses ciclos para a construção tentam aproximar a
construção civil do conceito de desenvolvimento sustentável, entendido aqui como
um processo que leva à mudanças na exploração de recursos, na direção dos
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investimentos, na orientação do desenvolvimento tecnológico e nas mudanças
institucionais, todas visando à harmonia e ao entrelaçamento nas aspirações e
necessidades humanas presentes e futuras. Este conceito não implica somente
multidisciplinaridade, envolve também mudanças culturais, educação ambiental e
visão sistêmica (BRANDON, 1998; ANGULO 2000; JOHN, 2000; ZWAN, 1997).
Embora a redução na geração de resíduo seja sempre uma ação necessária,
ela é limitada, uma vez que existem impurezas na matéria-prima, envolve custos e
patamares de desenvolvimento tecnológico (SOUZA et al., 1999; JOHN, 2000).
Dessa forma, a reciclagem na construção civil pode gerar inúmeros benefícios, como
os citados abaixo:
Redução no consumo de recursos naturais não-renováveis, quando
substituídos por resíduos reciclados (JOHN, 2000);
Redução de áreas necessárias para aterro, pela minimização de volume de
resíduos pela reciclagem. Destaca-se aqui a necessidade da própria
reciclagem dos resíduos de construção e demolição, que representam mais
de 50% da massa dos resíduos sólidos urbanos (PINTO, 1999);
Redução do consumo de energia durante o processo de produção. Destaca-
se a indústria do cimento, que usa resíduos de bom poder calorífico para a
obtenção de sua matéria-prima (co-incineração) ou utilizando a escória de alto
forno, resíduo com composição semelhante ao cimento (JOHN, 2000);
Redução da poluição; por exemplo, para a indústria de cimento, que reduz a
emissão de gás carbônico utilizando escória de alto forno em substituição ao
cimento portland (JOHN, 1999).
Os custos despendidos com os resíduos, como os de licenças ambientais,
deposição de resíduos, transportes, as multas ambientais, entre outros, devem ser
considerados para a futura avaliação da viabilidade econômica da reciclagem. Da
mesma forma, o faturamento obtido quando o produto é comercializado deve ser
apropriado separadamente, assim como a proporção real entre o comercializado e o
estocado.
Uma das condições para viabilizar o novo produto no mercado é que seu
preço de venda seja competitivo com a solução técnica já estabelecida, ou que haja
um nicho de mercado onde o produto apresente significativa vantagem competitiva.
18
Para atrair o interesse do gerador do resíduo sob o estrito ponto de vista financeiro,
a reciclagem precisa reduzir os custos com o resíduo, incluídos custos decorrentes
da necessidade de mudança de tratamento do resíduo de forma a adequá-lo à
reciclagem.
A compreensão da problemática do lixo e a busca de sua resolução
pressupõem mais do que a adoção de tecnologias. Uma ação na origem do
problema exige reflexão não sobre o lixo em si, no aspecto material, mas quanto ao
seu significado simbólico, seu papel e sua contextualização cultural, e também sobre
as relações históricas estabelecidas pela sociedade com os seus rejeitos.
As mudanças ainda são lentas na diminuição do potencial poluidor do parque
industrial brasileiro, principalmente no tocante às indústrias mais antigas, que
continuam contribuindo com a maior parcela da carga poluidora gerada e elevado
risco de acidentes ambientais, sendo, portanto, necessários altos investimentos de
controle ambiental e custos de despoluição para controlar a emissão de poluentes, o
lançamento de efluentes e o depósito irregular de resíduos perigosos.
2.1. Resíduos
A década de 70 foi a década da água, a de 80 foi a década do ar e a de 90,
de resíduos sólidos, conforme Cavalcanti (1998). Isso não foi só no Brasil. Nos
Estados Unidos também se iniciou a abordagem relativa a resíduos sólidos somente
no limiar da década de 80, quando foi instaurado o Superfund que era uma
legislação específica que visava recuperar os grandes lixões de resíduos sólidos que
havia e ainda há espalhados nos EUA. E essa abordagem propiciou a Agência de
Proteção Ambiental – EPA a fazer toda uma legislação sobre resíduos sólidos, que
constava no Federal Register nº 40.
Segundo Leripio (2004), somos a sociedade do lixo, cercados totalmente por
ele, mas só recentemente acordamos para este triste aspecto de nossa realidade.
Ele diz ainda que, nos últimos 20 anos, a população mundial cresceu menos que o
volume de lixo por ela produzido. Enquanto de 1970 a 1990 a população do planeta
aumentou em 18%, a quantidade de lixo sobre a Terra passou a ser 25% maior.
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Nos Estados Unidos, de acordo com Leripio (2004), o grande volume de lixo
gerado pela sociedade está fundamentado no famoso “american way of life” que
associa a qualidade de vida ao consumo de bens materiais. Este padrão de vida
alimenta o consumismo, incentiva a produção de bens descartáveis e difunde a
utilização de materiais artificiais.
Na Europa, a situação dos resíduos é caracterizada por uma forte
preocupação em relação à recuperação e ao reaproveitamento energético. A
dificuldade de geração de energia, devida aos escassos recursos disponíveis e
aliada a um alto consumo energético, favorece a estratégia de reciclagem dos
materiais e seu aproveitamento térmico. O autor acima menciona que na indústria do
alumínio, por exemplo, 99% dos resíduos da produção são reutilizados, enquanto a
indústria de plástico chega a 88% de reaproveitamento de suas sobras. Do total de
resíduos municipais europeus, cerca de 24% são destinados à incineração, sendo
16% com reaproveitamento energético.
Na China, país de extensão territorial considerável e com grande contingente
populacional concentrado nas cidades, o povo considera os resíduos orgânicos
como uma responsabilidade do cidadão, ou melhor, do gerador. Este tipo de valor
cultural facilita a introdução de métodos mais racionais de controle dos resíduos
sólidos, com participação ativa da população. Há um envolvimento individual do
cidadão chinês com vistas à reintegração dos resíduos à cadeia natural da vida do
planeta. A massa dos resíduos sólidos urbanos é composta predominantemente de
material orgânico que é utilizado na agricultura. Assim, o resíduo não é visto como
um problema, mas sim como uma solução para a fertilização dos solos, o que
estimula a formação de uma extensa rede de compostagem e biodigestão de
resíduos. Esta diferença de tratamento fundamenta-se em valores culturais
totalmente diferenciados dos ocidentais, que originaram outro paradigma para
tratamento da questão.
Resíduo é o resultado de processos de diversas atividades da comunidade de
origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e ainda da
varrição pública. Os resíduos apresentam-se nos estados sólidos, gasoso e líquido.
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2.2. Classificação dos resíduos
De acordo com o site http://www.ambientebrasil.com.br, os resíduos são
classificados:
2.2.1. Quanto às características físicas:
– Seco: papéis, plásticos, metais, couros tratados, tecidos, vidros, madeiras,
guardanapos e tolhas de papel, pontas de cigarro, isopor, lâmpadas, parafina,
cerâmicas, porcelana, espumas, cortiças.
– Molhado: restos de comida, cascas e bagaços de frutas e verduras, ovos,
legumes, alimentos estragados etc.
2.2.2. Quanto à composição química:
– Orgânico: é composto por pó de café e chá, cabelos, restos de alimentos,
cascas e bagaços de frutas e verduras, ovos, legumes, alimentos estragados, ossos,
aparas e podas de jardim.
– Inorgânico: composto por produtos manufaturados como plásticos, vidros,
borrachas, tecidos, metais (alumínio, ferro etc.), tecidos, isopor, lâmpadas, velas,
parafina, cerâmicas, porcelana, espumas, cortiças etc.
2.2.3. Quanto à origem:
– Domiciliar: originado da vida diária das residências, constituído por restos
de alimentos (tais como cascas de frutas, verduras etc.), produtos deteriorados,
jornais, revistas, garrafas, embalagens em geral, papel higiênico, fraldas
descartáveis e uma grande diversidade de outros itens. Pode conter alguns resíduos
tóxicos.
– Comercial: originado dos diversos estabelecimentos comerciais e de
serviços, tais como supermercados, estabelecimentos bancários, lojas, bares,
restaurantes etc.
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– Serviços públicos: originados dos serviços de limpeza urbana, incluindo
todos os resíduos de varrição das vias públicas, limpeza de praias, galerias,
córregos, restos de podas de plantas, limpeza de feiras livres, etc, constituído por
restos de vegetais diversos, embalagens etc.
– Hospitalar: descartados por hospitais, farmácias, clínicas veterinárias
(algodão, seringas, agulhas, restos de remédios, luvas, curativos, sangue
coagulado, órgãos e tecidos removidos, meios de cultura e animais utilizados em
testes, resina sintética, filmes fotográficos de raios X). Em função de suas
características, merece um cuidado especial em seu acondicionamento,
manipulação e disposição final. Deve ser incinerado e os resíduos levados para
aterro sanitário.
– Portos, aeroportos, terminais rodoviários e ferroviários: resíduos
sépticos, ou seja, que contêm ou potencialmente podem conter germes patogênicos.
Basicamente originam-se de material de higiene pessoal e restos de alimentos, que
podem hospedar doenças provenientes de outras cidades, estados e países.
– Industrial: originado nas atividades dos diversos ramos da indústria, tais
como: o metalúrgico, o químico, o petroquímico, o de papelaria, da indústria
alimentícia, etc. O lixo industrial é bastante variado, podendo ser representado por
cinzas, lodos, óleos, resíduos alcalinos ou ácidos, plásticos, papel, madeira, fibras,
borracha, metal, escórias, vidros, cerâmicas. Nesta categoria, inclui-se grande
quantidade de lixo tóxico. Esse tipo de lixo necessita de tratamento especial pelo
seu potencial de envenenamento.
– Radioativo: resíduos provenientes da atividade nuclear (resíduos de
atividades com urânio, césio, tório, radônio, cobalto), que devem ser manuseados
apenas com equipamentos e técnicas adequados.
– Agrícola: resíduos sólidos das atividades agrícolas e pecuárias, como
embalagens de adubos, defensivos agrícolas, ração, restos de colheita, etc. O lixo
proveniente de pesticidas é considerado tóxico e necessita de tratamento especial.
– Entulho: resíduos da construção civil: demolições e restos de obras, solos
de escavações. O entulho é geralmente um material inerte, passível de
reaproveitamento.
22
2.3. Classes dos resíduos
No dia 31 de maio de 2004 a ABNT – Associação Brasileira de Normas
Técnicas, publicou a nova versão da sua norma NBR 10.004 – Resíduos Sólidos.
Esta Norma classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio
ambiente e à saúde pública, para que possam ser gerenciados adequadamente.
Nas atividades de gerenciamento de resíduos, a NBR 10.004 é uma
ferramenta imprescindível, sendo aplicada por instituições e órgãos fiscalizadores. A
partir da classificação estipulada pela Norma, o gerador de um resíduo pode
facilmente identificar o potencial de risco do mesmo, bem como identificar as
melhores alternativas para destinação final e/ou reciclagem. Esta nova versão
classifica os resíduos em três classes distintas: classe I (perigosos), classe II (não-
inertes) e classe III (inertes).
2.3.1. Classe 1
Resíduos perigosos: são aqueles que apresentam riscos à saúde pública e ao
meio ambiente, exigindo tratamento e disposição especiais em função de suas
características de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e
patogenicidade.
2.3.2. Classe 2
Resíduos não-inertes: são os resíduos que não apresentam periculosidade,
porém não são inertes; podem ter propriedades tais como: combustibilidade,
biodegradabilidade ou solubilidade em água. São basicamente os resíduos com as
características do lixo doméstico.
2.3.3. Classe 3
Resíduos inertes: são aqueles que, ao serem submetidos aos testes de
solubilização (NBR-10.007 da ABNT), não têm nenhum de seus constituintes
solubilizados em concentrações superiores aos padrões de potabilidade da água.
23
Isto significa que a água permanecerá potável quando em contato com o resíduo.
Muitos destes resíduos são recicláveis. Estes resíduos não se degradam ou não se
decompõem quando dispostos no solo (se degradam muito lentamente). Estão nesta
classificação, por exemplo, os entulhos de demolição, pedras e areias retirados de
escavações. A tabela 1 mostra a origem, as possíveis classes e responsável pelos
resíduos.
Tabela 1. : Origem de resíduos, possíveis classes e responsáveis.
Origem Possiveis Classes Responsável
Domicilar 2 Prefeitura
Comercial 2,3 Prefeitura
Industrial 1,2,3 Gerador do resíduo
Público 2,3 Prefeitura
Serviços de saúde 1,2,3 Gerador do resíduo
Porsto, aeroportos e
terminais ferroviários
1,2,3 Gerador do resíduo
Agrícola 1,2,3 Gerador do resíduo
Entulho 3 Gerador do resíduo
Fonte: Ambiente Brasil
24
2.4. Resíduos industriais
O lixo gerado pelas atividades agrícolas e industriais é tecnicamente
conhecido como resíduo e os geradores são obrigados a cuidar do gerenciamento,
transporte, tratamento e destinação final de seus resíduos, e essa responsabilidade
é para sempre. O lixo doméstico é apenas uma pequena parte de todo o lixo
produzido. A indústria é responsável por grande quantidade de resíduo – sobras de
carvão mineral, refugos da indústria metalúrgica, resíduo químico e gás e fumaça
lançados pelas chaminés das fábricas.
O resíduo industrial é um dos maiores responsáveis pelas agressões fatais ao
ambiente. Nele estão incluídos produtos químicos (cianureto, pesticidas, solventes),
metais (mercúrio, cádmio, chumbo) e solventes químicos que ameaçam os ciclos
naturais onde são despejados. Os resíduos sólidos são amontoados e enterrados;
os líquidos são despejados em rios e mares; os gases são lançados no ar. Assim, a
saúde do ambiente, e conseqüentemente dos seres que nele vivem, torna-se
ameaçada, podendo levar a grandes tragédias.
O consumo habitual de água e alimentos - como peixes de água doce ou do
mar - contaminados com metais pesados coloca em risco a saúde. As populações
que moram em torno das fábricas de baterias artesanais, indústrias de cloro-soda
que utilizam mercúrio, indústrias navais, siderúrgicas e metalúrgicas, correm risco de
serem contaminadas.
Os metais pesados são muito usados na indústria e estão em vários produtos.
Apresentamos na Tabela 2 os principais metais usados, suas fontes e riscos à
saúde.
25
Tabela 2: Principais metais usados, suas fontes e riscos à saúde.
Metais De onde vem Efeitos
Alumíno
Produção de artefatos de alumínio; seralheria;
soldagem de medicamentos (antiácidos) e tratamento
covencional de água.
Anemia por deficiência de ferro; intoxicação crônica.
Arsênio
Metalurgia; manufatura de
vidros e fundição.
Câncer (seios paranasais)
Cádmio
Soldas; tabaco; baterias e
pilhas.
Câncer de pulmões e
próstata; lesão nos rins.
Chumbo
Fabricação e reciclagem de
baterias de autos; indústria
de tintas; pintura em
cerâmica; soldagem.
Saturnismo ( cólicas
abdominais, tremores,
fraquesa muscular, lesão
renal e cerebral).
Cobalto
Preparo de ferramentas de
cortes e furadoras.
Fibrose pulmonar (
endurecimento do pulmão)
que pode levar à morte.
Cromo
Indústria de corantes,
esmaltes, tintas, ligas com
aço e níquel; cromagem de
metais.
Asma (bronquite); câncer.
Fósforo amarelo
Veneno para baratas;
rodenticidas (tipo de
inseticida usado na lavoura)
e fogos de artifício.
Náuseas; gastrite; odor de
alho; fezes e vômitos
fosforescentes; dor muscular;
torpor; choque; coma e até
morte.
Mercúrio
Moldes industriais; certas
industrias de cloro-soda;
garimpo de ouro; lâmpadas
fluorescentes.
Intoxicação do sistema
nervoso central.
Níquel
Baterias; aramados; fundição
e niquelagem de metais;
refinarias.
Câncer de pulmões e seios
paranasais.
Fumos metálicos
Vapores (de cobre, cádmio,
ferro, manganês, níquel e
zinco) da soldagem industrial
ou da galvanização de
metais.
Febre dos fumos metálicos
(febre, tosse, cansaço e
dores musculares) – parecido
com pneumunia.
26
3. SÍNTER
O material, Sinter, (Figura 1), estudado neste trabalho possui as seguintes
características:
Figura 1. Óxido de Alumínio Sinter.
3.1. Estrutura
Óxido de Alumínio bruto predominantemente na forma alotrópica de CORINDON.
Análise Típica
Al2O3 ................ 61,8%
TiO2 ................. 22,2%
CaO ................. 8,4%
Fe2O3 ................ 2,6%
27
3.2. Identificação do produto
Produto: ÓXIDO DE ALUMÍNIO - E 17 - RV3 - 55 A
Sinonímia: Alumina Fundida, Corindum Artificial, Eletro Corindon ou Óxido de
alumínio Fundido.
3.3. Composição e informações sobre o produto
Material abrasivo, refratário, duro e tenaz com teor de Al2O3 (óxido de alumínio)
mínimo em alumina alfa de 94%.
Granulometria disponível: # 8; # 10; # 12; # 14; # 16; # 20; # 24; # 30; # 36; # 40; #
46; # 50; # 54; # 60; # 70; # 80; # 90; # 100; # 120; # 150; # 180
Faixas: # 100/120; # 16/20; # 80/100; # 20/46; # 20/30; # 24/36; # 36/46; # 220/240;
# 24/30; # 20/24; # 60/80; # 30/36; # 46/60
3.4. Identificação dos perigos
Não apresenta perigo nem efeitos adversos do produto.
3.5. Medidas de primeiro socorros
Inalação: Remoção para local bem ventilado e buscar ajuda médica
Contato com a pele: substância não é absorvida pela pele mas pode causar
abrasão.
Contato com os olhos: Pode irritar os olhos, lavar os olhos com água corrente e
procurar um médico se os sintomas persistirem.
28
Ingestão: Efeito adverso desconhecido mas a ingestão não é recomendada, em
caso de acidente procurar o médico
Obs.: Caso os sintomas persistirem não deixar de consultar um médico.
3.6. Medidas de combate à incêndio
Produto não inflamável
Meio de extinção apropriado: Podem ser usada água, pó químico seco, espuma,
areia, CO2, se compatíveis com as condições da operação.
3.7. Medidas de controle para derramamento / vazamento
Remoção de fontes de ignição: não aplicável por se tratar de produto que não funde
até 1900ºC.
Controle de poeira e prevenção da inalação do contato com a pele, mucosa e olhos:
trabalhar em lugar ventilado.
Precauções pessoais: Use equipamentos de proteção pessoal máscara contra pó
tipo P1 e óculos de proteção.
Precaução Meio Ambiente: Não aplicável por se tratar de produto inerte.
Métodos para limpeza: Recolher fisicamente dispor de acordo com
regulamentações.
3.8. Manuseio e armazenamento
Precauções para armazenagem segura: armazenar em sacos, containeres ou silos
apropriados e em local coberto.
Precauções contra fogo e explosão: não há perigo de fogo ou explosão do produto.
Precauções para o manuseio seguro: trabalhar em lugar ventilado
Condições de armazenagem: não requer medidas especiais.
Manuseio seguro: trata-se de produto inerte não exigindo procedimento especial.
29
Armazenagem: Além de armazenamento em local coberto não exige necessidade de
sinalização de risco por se tratar de produto inerte e compatível com outros
materiais.
Indicação de Materiais Seguros para Embalagens: sacos de papelão ou containeres
flexíveis de vinil. Controle de exposição e proteção individual.
3.9. Controle de exposição e proteção individual
Medidas de controle de Engenharia para Eliminar ou minimizar os Riscos
Recomendações sobre equipamento de proteção individual apropriado durante
a aplicação do produto:
Proteção respiratória: máscara contra pó, descartável ou com filtro mecânico – tipo
P1.
Proteção dos olhos: óculos de segurança com lente incolor em cristal endurecido ou
similar.
Proteção das mãos: Proteção com luvas são recomendados para evitar a abrasão
Obs.: Todos os equipamentos de segurança deverão possuir CA e CRF conforme
estipulado na Portaria 3214/78 em sua NR-6.
Medidas de higiene: após manusear lavar as mãos antes de comer
3.10. Propriedades físico – químicas
Estado físico: grãos cristalinos de granulometrias variadas
Obs.: Ver norma ANSI B74.12-2001 ou FEPA 42GB1984 para granulometrias de
grãos abrasivos.
Forma: macrocristais de alumina alfa na classe trigonal do sistema hexagonal
Cor: marrom mais ou menos clara em função da posição dentro do bloco e do teor
de TiO2
Odor: inodoro
Peso Específico real (típico) = 3,90g/cm3
30
Aplicação: para uso em lixas e em faixas granulométricas, como agregante para
materiais refratários.
Ponto de Fulgor: Não aplicável porque somente irá fundir em temperatura próxima
de 2000ºC
Ponto de fusão: aprox. 2000ºC
Limites de explosividade superior ou inferior: Não aplicável por ser produto inerte
não explosivo.
Solubilidade: O Al2O3 é insolúvel em água, havendo possibilidade de solubilização
parcial de impurezas tais como Na2O e K2O .
Dureza:
Knoop (típica)..... 2100 kg/mm2
Mohs (típica) .... 9,0 pH a 50% (típica) 7,5
3.11. Estabilidade e reatividade
O Produto é inerte não reagindo nem ficando instável com alterações de
temperaturas até 1950ºC, pressão, luz, choque, atrito, envelhecimento ou umidade.
3.12. Informações toxicológicas
Efeitos locais: Havendo formação de material particulado durante o manuseio é
recomendado trabalhar em lugar arejado e com sistema de exaustão.
Toxicidade crônica: na aplicação do produto sem o uso de máscara respiratória,
haverá inalação de material particulado e insolúvel que será cumulativo pelo uso
contínuo podendo comprometer as vias respiratórias.
31
3.13. Informações ecológicas
Informações sobre possíveis efeitos ambientais :
Persistência / degradabilidade:Quimicamente inerte, não degradável e insolúvel em
água, ácido ou base, havendo necessidade de separação por processos mecânicos.
3.14. Considerações sobre tratamento e disposição
Métodos recomendados para tratamento e disposição segura e
ambientalmente aprovados conforme regulamentações locais para o tratamento e
disposição :
Produto : Classe 3 : Dispostos em aterro industrial desde que autorizado pelo
orgão de controle ambiental ou encaminhar para alguma firma para reciclagem de
abrasivos conforme caracterização pela NBR10004-resíduos Sólidos.
Embalagem: O recipiente deve ser esvaziado. Reciclar o recipiente vazio é
recomendável.
3.15. Informações sobre o transporte
Trata-se de um produto não perigoso, não existindo precauções específicas
para o transporte.
32
3.16. Regulametações
Este abrasivo terá aplicação nas usinagens leves onde seja preciso o aquecimento
superficial e naqueles materiais, especialmente aços tratados de altas ou não,
sensíveis ao calor.
3.17. Outras Informações
Portaria 3214/78 – Norma Reguladora NR-6 Equipamento de Proteção Individual –
EPI
Norma 10004 – Resíduos Sólidos
NBR 14725
33
4. METODOLOGIA
Os ensaios experimentais dos concretos estudados foram feitos em
laboratório. Os testes consistiam inicialmente na caracteriação dos materiais
constituintes dos concretos, sendo eles areia natural e artificial, pedra britada de
rocha, Sinter e cimento.
Posteriormente, foi realizada a moldagem dos corpos de prova cilíndricos,
utilizando concretos dosados conforme dados obtidos na fase de caracterização dos
materiais constituintes. Após o tempo de cura apropriado, foram realizados ensaios
para determinar a resistencia a compressão e resistencia a tração dos concretos
experimentados.
4.1. Caracterização dos materiais constituintes
4.1.1. Agregado miúdo
4.1.1.1. Areia Natural
Areia natural originada atraves de processos naturais de desintegração de
rochas ou proveniente de outros processos industriais.
O agregado miúdo, proveniente de cava, utilizado foi fornecido pela empresa
JOFEGE Pavimentação e Construção Ltda. Este proveniente da Guarazemini
Mineradora, Cordeirópolis SP.
34
Figura 2. Agregado miúdo - Areia natural.
4.1.1.2. Areia artificial
Aquele resultante de processo industrial, incluindo-se a britagem de rocha ou
pedregulho, proveniente da empresa CJ Mineração Ltda. e fornecido pela empresa
JOFEGE pavimentação e Construção Ltda..
Figura 3. Agregado miúdo - Areia artificial.
35
4.1.2. Composição das areias
Para o ensaio granulométrico foram peneirados 702,79 g conforme NBR NM -
ISO565 da mistura seca em estufa, dos agregados miúdos, respeitando a
porcentagem do traço de testemunho, ou seja, 46% de areia artificial mais 54% de
areia natural.
Figura 4. Secagem da areia natural em estufa.
4.1.3. Agregado graúdo
Brita é aquela cuja distribuição granulométrica obedece aos limites de
graduação, para agregado graúdo, preconizados pela NBR 7211, no caso dos
concretos estudados, foi utilizada uma brita 1 proveniente de rocha granítica.
36
Figura 5. Agregado graúdo – Brita 1 proveniente da Usina Paulista de Britagem.
4.1.4. Aditivo
Plastificante Fluxer GT.120 Ertex Química, produto que aumenta o índice de
consistência do concreto mantida a quantidade de água de amassamento, ou que
possibilita a redução de, no mínimo, 12% da quantidade de água de amassamento,
para produzir um concreto com determinada consistência.
4.1.5. Cimento
Aglomerante hidráulico que atende às exigências de alta resistência inicial,
obtido pela moagem de clínquer Portland, constituído em sua maior parte de
silicatos de cálcio hidráulicos, ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade
necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é
permitido adicionar a esta mistura materiais carbonáticos, no teor especificado.
O cimento utilizado foi o CPIII-40, da marca CSN (Companhia Siderúrgica
Nacional).
37
4.1.6. Água
Água potável livre de impurezas ou misturas.
4.1.7. Sínter britado
Figura 6: Agregado experimental Sínter britado.
Agregado miúdo experimental Sínter britado fornecido para a realização do
trabalho.
4.2. Ensaios realizados
4.2.1. Agregado miúdo
38
4.2.1.1. Ensaio de granulometria do agregado miúdo;
Foram peneirados de acordo com a NBR NM - ISO565, 702,79g da mistura,
sendo 54% da areia artificial e 46% da areia natural; As porcentagens destacada na
composição da areia é a mesma que será usado no traço do concreto testemunho.
Utilizando peneiras de 9,5 mm, 6,35 mm, 4,8 mm, 2,4 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm
e 0,15 mm da série normal com tampa e fundo no peneirador.
Os resultados obtidos estão descritos na Tabela 3.
4.2.1.2. Determinação da massa unitária do agregado miúdo;
Para a determinação da massa unitária foi utilizado recipiente com dimensões
de 316mm por 316mm de base por 150mm de altura, conforme descrito na norma
NBR 07251 – 1982.
O resultado pode ser visualizado na tabela 3.
4.2.1.3. Determinação da massa especifica em agregado miúdo
através do frasco de Chapman.
Este ensaio tem por objetivo determinar a massa específica real do agregado
miúdo pelo método do frasco de Chapman, fundamentado na NBR 9776.
É necessário saber o valor da massa real para obter a dosagem correta do
material, porque a quantidade dos vazios que foram preenchidos pela água irá
influenciar na resistência, no fator água/cimento, no processo de cura, etc. no
concreto que será preparado com este mesmo tipo de material usado na amostra.
Os resultados podem ser visualizados na tabela 3.
39
4.2.2. Agregado graúdo
4.2.2.1. Ensaio de granulométria do agregado graúdo;
Ensaio realizado conforme norma NBR 7216, sendo o agregado retirado em
frações de diversos pontos das baias de estocagem. Os resultados podem ser
visualizados na tabela 4.
4.2.2.2. Determinação da massa unitária do agregado graúdo;
Para a determinação da massa unitária foi utilizado recipiente com dimensões
de 316mm por 316mm de base por 150mm de altura, conforme descrito na norma
NBR 07251 – 1982. Os resultados podem ser visualizados na tabela 4.
4.2.2.3. Determinação da massa específica em agregado graúdo
através do frasco de Chapman.
Este ensaio tem por objetivo determinar a massa específica real do agregado
miúdo pelo método do frasco de Chapman, fundamentado na NBR 9776.
Os resultados podem ser visualizados na tabela 4.
40
4.2.3. Agregado miúdo experimental Sinter
4.2.3.1. Ensaio de granulométrica do agregado miúdo experimental
Sinter;
Foram peneirados de acordo com a NBR NM-ISO565, 853,54 g do Sinter
utilizando peneiras de 10 mm, 6,35 mm, 4,8 mm, 2,4 mm, 1,2 mm, 0,6 mm, 0,3 mm e
0,15 mm da série normal com tampa e fundo no peneirador.
Os resultados obtidos estão descritos na tabela 6.
Figura 7: Determinação de granulometria do agrego miúdo sinter.
41
4.2.3.2. Determinação da massa unitária do agregado miúdo
experimental Sinter;
Para a determinação da massa unitária foi utilizado recipiente com dimensões
de 316mm por 316mm de base por 150mm de altura, conforme descrito na norma
NBR 07251 – 1982.
O resultado pode ser visualizado na Tabela 6.
4.2.3.3. Determinação da massa específica em agregado miúdo
experimental Sinter através do frasco de Chapman.
Os resultados podem ser visualizados na Tabela 6.
Com os resultados obtidos nos ensaios do agregado miúdo e do Sinter pode-
se quantificar a porcentagem para substituição em massa para a execução do
concreto experimental.
Como o Sinter, fornecido pela empresa Master Ligas Produtos Siderúrgicos,
possui granulometria diferente do agregado miúdo composto por areia natural e
artificial, foi necessário o peneiramento do material para a obtenção da mesma faixa
granulométrica. Desta forma pode-se obter um traço semelhante ao do concreto
convencional.
42
Figura 8: Determinação da massa específica em agregado miúdo através do frasco
de Chapman.
4.3. Dosagem dos concretos
O concreto convencional utilizado como testemunho possui como
características, 25MPa de resistência, utilizando agregado graúdo classificado na
faixa granulométrica 1 e abatimento por tronco de cone ± 100mm. Traço fornecido
pela empresa Jofege Pavimentação e Construção Ltda.
O concreto experimental (concreto Sinter) utilizou o mesmo traço, com
alteração do agregado miúdo.
O traço do concreto convencional e o traço do concreto sinter estão descritos
na tabela 7.
43
4.4. Moldagem dos corpos de prova
Conforme mencionado anteriormente, o trabalho tem como objetivo a
comparação de resistência a tração e compressão entre o concreto convencional
com o concreto sinter, com a substituição do agregado miúdo. Para que tal
experimento fosse possível, foram moldados 19 corpos de prova cilíndricos de
dimensão 100x200 mm para cada concreto e resistência. Os corpos de prova foram
ensaiados nas idades de 3, 7 e 28 dias, sendo 6 corpos de prova para determinação
da resistência a compressão e 6 para determinação da resistência a tração para
cada idade, o que totaliza 18 corpos de prova sendo o corpo de prova excedente
utilizado para determinação da massa especifica do concreto no estado seco.
Para a melhor homogeneização dos concretos, utilizou-se a mesma
seqüência de inserção de materiais na betoneira, sendo colocado primeiro todo o
agregado graúdo, acompanhado por aproximadamente por 75% da água da mistura,
seguido pelo agregado miúdo e por ultimo o cimento acompanhado pelo restante da
água juntamente com o aditivo plastificante.
Figura 9: Mistura do concreto sinter em betoneira.
44
Os concretos tiveram suas consistências medidas através do abatimento por
tronco de cone conforme a norma NM 67 – 1998, conforme pode ser observado na
Figura 10.
Figura 10: Determinação da consistência pelo ensaio de abatimento do tronco de cone.
No ensaio de abatimento somente o concreto testemunho teve valor valido
para caracterização, já que o concreto sinter apresentou valor igual a 0. Com esse
resultado, constatou-se que o concreto sinter teve trabalhabilidade reduzida,
necessitando vibração mecânica.
45
Figura 11: Determinação da consistência pelo ensaio de abatimento do tronco de cone.
O adensamento de ambos os concretos foi feito de forma mecânica na mesa
vibratória conforme pode ser observado na Figura 12.
Figura 12: Adensamento dos corpos de prova em mesa vibratória.
Após a moldagem dos corpos de prova nas formas plásticas, ficaram em
repouso por 24 horas em local plano e coberto, Figura 13. Após esse período os
corpos de prova foram conservados em água saturada em cal até o momento do
rompimento.
46
Figura 13: Repouso dos corpos de prova.
4.5. Ensaio de resistência à compressão
Foram realizados ensaios de resistência a compressão nas idades de 3, 7 e
28 dias. para o concreto convencional, foram ensaiados 6 corpos de prova para
cada idade, seguindo o mesmo critério para o concreto sinter.Os experimentos
foram realizados em prensa hidráulica com registro computadorizado dos resultados,
conforme recomendações da norma NBR 5739 – 1994. Foram utilizadas placas de
material vinílico para acomodação dos corpos de prova nos pratos da prensa,
conforme observado na Figura 14.
47
Figura 14: Rompimento de corpo de prova por compressão axial conforme norma NBR 5739 – 1994.
4.6. Ensaio de resistência a tração
Foram realizados ensaios de resistência a tração nas idades de 3, 7 e 28
dias. para o concreto comvencional, foram ensaiados 6 corpos de prova para cada
idade, seguindo o mesmo critério para o concreto sinter.
Os experimentos foram realizados em prensa hidráulica com registro
computadorizado dos resultados, conforme recomendações da norma NBR 5739 –
1994. Foram utilizadas placas de material vinilico para acomodação dos corpos de
prova nos pratos da prensa, conforme observado na Figura 15.
Figura 15: Rompimento de corpo de prova por compressão diametral conforme norma NM 08 – 1994.
48
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1. Agregado miúdo
Na tabela 3 está demonstrada a distribuição granulométrica, massa unitária e
massa especifica do agregado miúdo utilizado no concreto testemunho.
Tabela 3: Características do agregado miúdo.
Peneira Massa retida
% retida
% retida acumulada
9,5 mm 8,14 1 1
6,35 37,8 5 6
4,8 21,30 3 9
2,4 88,76 13 22
1,2 48,62 7 29
0,6 52,10 7 36
0,3 68,97 10 46
0,15 287,39 41 87
Fundo 89,71 13 100
Total 702,79 100
Dimensão máxima característica: 9,5 mm
Módulo de finura: 2,30
Massa unitária: 1,795 Kg/dm³
Massa específica: 2,71 g/cm³
49
CURVA GRANULOMETRICA DO AGREGADO MIÚDO CONFORME NBR – 7211 –
2005
Figura 16: Curva granulométrica do agregado miúdo conforme NBR - 7211 - 2005
5.2. Agregado graúdo
A Tabela 4 mostra a distribuição granulométrica, massa unitária e massa
específica do agregado graúdo utilizado na dosagem dos concretos.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
9,52 6,30 4,76 2,40 1,20 0,60 0,30 0,150
Po
rcen
tag
em
Acu
mu
lad
a
Peneiras ( mm )
Média
50
Tabela 4: Distribuição granulométrica, massa unitária e massa específica do
agregado graúdo.
Peneira Massa retida % % retida
mm M(g) retida acumulada
19 34
12,5 4126 52 52
9,5 2483 31 83
6,35 1180 15 98
4,8 90 1 99
2,4 17 99
1,2 6 99
0,6 3 99
0,3 5 99
0,15 10 99
Fundo 50 1 100
Total 8004 100
Dimensão máxima característica:19 mm
Módulo de finura:6,77
Massa unitária: 1,35 Kg/dm³
Massa específica: 2,65 g/cm³
CURVA GRANULOMETRICA AGREGADO GRAUDO DE PEDRA BRITADA
CONFORME NBR 7211 - 2005
Figura 17: Curva granulométrica agregado graúdo de pedra britada.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
25,40 19,10 9,52 6,30 4,76
Po
rcen
tag
em
Acu
mu
lad
a
Peneiras ( mm )
Média
51
5.3. Agregado miúdo Sinter
A Tabela 5 mostra a distribuição granulométrica, massa unitária e massa
específica do agregado miúdo sinter utilizado na dosagem do concreto. Estes
ensaios foram utilizados para a quantificação do sinter no concreto experimental.
Tabela 5: Distribuição granulométrica, massa unitária e massa específica do agregado miúdo sinter.
Peneira Massa retida
% retida
% retida acumulada
9,5 mm
0 0
6,35 29,74 3 3
4,8 15,66 1 4
2,4 86,94 10 14
1,2 102,8 12 26
0,6 118,36 14 40
0,3 145,49 18 58
0,15 199,03 24 82
0,075 76,49 9 91
Fundo 76,31 9 100
Total 850,82 100 Dimensão máxima característica: 4,8 mm
Módulo de finura: 2,40
Massa unitária: 1,91 Kg/dm³
Massa específica: 3,30 g/cm³
52
CURVA GRANULOMETRICA DO AGREGADO MIÚDO CONFORME
NBR – 7211 - 2005
Figura 28: Curva granulométrica do agregado miúdo experimental sinter.
5.4. Traços utilizados
A tabela 6 expõe o traço utilizado para cada concreto.
Tabela 6: Traço do concreto convencional e do concreto sinter.
Concreto Traço em massa Relação a/c Aditivo
Concreto testemunho 1 : 3,81 : 3,64 0,60 75g
Sinter 1 : 4,20 : 3,64 0,60 75g
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
9,52 6,30 4,76 2,40 1,20 0,60 0,30 0,150
Po
rcen
tag
em
Acu
mu
lad
a
Peneiras ( mm )
53
O traço testemunho (original) é utilizado pela concreteira JOFEGE
Pavimentação e Construção Ltda. como concreto estrutural de 25 MPa. O traço em
massa utilizado é 1:3,81:3,64, ou seja, utiliza-se 3,81 unidades de massa das duas
areias para cada unidade de massa do cimento. O objetivo é substituir as areias
originais por areia de sinter na mesma proporção volumétrica, para que se consiga a
mesma quantidade de concreto; para isso foi calculada a transformação do traço no
que tange as quantidades das areias e do sinter utilizando-se as respectivas massas
unitárias de cada material.
Na tabela 6 temos o traço testemunho cuja quantidade relativa de areia é 3,81
u.m. e o traço cuja areia substituída por sinter cuja quantidade relativa em u.m. é
4,20. Essa diferença numérica é causada pela desigualdade de massa especifica
das areias e o sinter, respectivamente 2,71 g/cm³ e 3,30 g/cm³
Na tabela 7 está o consumo de materiais para moldagem dos 19 corpos de
prova cilíndricos, necessários à execução dos ensaios, que soma 37 dm³ de
concreto para moldagem propriamente dita e a execução do ensaio de abatimento
pelo tronco de cone.
Tabela 7: Quantidade em massa do traço do concreto convencional e concreto
sinter.
Materiais Quantidade (kg) Materiais Quantidade (kg)
Cimento 10,00 Cimento 10,37
Areia natural 20,60 Sinter 43,55
Areia artificial 17,50
Brita graduada 36,40 Brita Graduada
37,75
Água 6,00 Água 6,22
Aditivo 0,075 Aditivo 0,075
54
Conforme já dito não foi utilizado o sinter na granulometria cedida pela
metalúrgica. O sinter foi separado no peneirador mecânico, desta forma adotou-se a
granulometria da mistura das areias para a execução dos corpos de prova. É
necessário que seja mantida a mesma granulometria para os dois concretos, para
que a mesma não seja um fator de influência na resistência mecânica.
São necessários 43,55 Kg de sinter para realização do abatimento e a
moldagem dos 19 corpos de prova para cada concretagem, as peneiras utilizadas
assim como a quantidade em massa em cada uma delas estão representados na
tabela 8. Na mesma tabela esta representada a massa de sinter retida em cada
peneira e a massa total, de maneira que seja garantida a mesma proporção
granulométrica apresentada para a mistura das duas areia utilizadas no traço
testemunho. Essa quantidade é necessária para moldagem de 19 corpos de prova
cilíndricos de (100x200) mm.
Tabela 8: porcentagem do agregado miúdo e massa retida para cada peneira.
Peneira % na
mistura Kg
9,5 mm 1 0,44
6,35 5 2,18
4,8 3 1,31
2,4 13 5,66
1,2 7 3,05
0,6 7 3.05
0,3 10 4,36
0,15 41 17,86
Fundo 13 5,66
Total 100 43,55
Massa unitária da composição1,98 kg/dm³
Após o preparo do concreto, (concreto convencional), em betoneira foi
executado o SLUMP TEST, (Figura 9), o qual apresentou resultado de 110mm a
primeira concretagem e120mm a segunda.
55
5.5. Resistência a tração do concreto convencional e concreto
sinter.
Tabela 9: Resistência à tração do concreto convencional.
3 dias 7 dias 28 dias
CP Nº
Carga de
ruptura ft
CP Nº
Carga de
ruptura ft
CP Nº
Carga de
ruptura ft
N MPa N MPa N MPa
1 65150 2,1 6 100100 3,2 11 104850 3,3
2 67650 2,2 7 99800 3,2 12 97000 3,1
3 48500 1,5 8 71850 2,3 13 93650 3,0
4 53950 1,7 4 104450 3,3 14 95350 3,0
5 63200 2,0 9 92000 2,9 15 125300 4,0
6 62450 2,0 10 90950 2,9 16 90250 2,9
Média 60150 1,9 93192 3,0 101067 3,2
Tabela 10: Resistência à tração do concreto Sinter.
3 dias 7 dias 28 dias
CP Nº
Carga de
ruptura ft
CP Nº
Carga de
ruptura ft
CP Nº
Carga de
ruptura ft
N MPa N MPa N MPa
1 55700 1,8 6 83150 2,7 11 127100 4,1
2 72200 2,3 7 85500 2,7 12 96900 3,1
3 81650 2,6 8 81150 2,6 13 110700 3,5
4 57700 1,8 4 78500 2,5 14 115600 3,7
5 85700 2,7 9 96900 3,1 15 101550 3,2
6 64300 2,1 10 79850 2,5 16 103500 3,3
Média 69542 2,2 84175 2,7 109225 3,5
Onde:
ft: Resistência a tração.
56
GRÁFICO COMPARATIVO DE RESISTÊNCIA A TRAÇÃO PARA A IDADE DE 3, 7
e 28 DIAS
Figura 19: Gráfico comparativo de resistência a tração dos concretos.
Analisando as Tabelas 9 e10 pode-se concluir que os concretos obtiveram
resultados semelhantes atingindo a resistência a tração esperada em torno de 1/10
da resistência a compressão.
1,91
2,97
3,22
2,21
2,68
3,48
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
3 dias 7 dias 28 dias
Conv MPa
Sinter MPa
57
5.6. Resistência a compressão do concreto convencional e
concreto sinter.
Tabela11: Resistência à compressão do concreto convencional.
3 dias 7 dias 28 dias
CP Nº Carga de ruptura
fc
CP Nº
Carga de ruptura
fc
CP Nº
Carga de ruptura
fc
N MPa N MPa N MPa
1 149600 19,1 6 198750 25,3 11 209450 26,7
2 144650 18,5 7 160900 20,5 12 238300 30,3
3 141650 18,0 8 169950 21,6 13 216550 27,7
4 122550 15,6 4 210350 26,8 14 245700 31,1
5 154700 19,7 9 173680 22,1 15 254200 32,4
6 148000 18,8 10 177050 22,5 16 240500 30,6
Média 143525 18,3 181780 23,1 234117 29,8
Analisando as Tabelas 11 e 12 pode-se notar que o concreto convencional
obteve melhores resultados para as três idades estudadas. Contudo para a idade
padrão de 28 dias o concreto sinter obteve resultado muito próximo ao do concreto
Tabela 12: Resistência à compressão do concreto sinter.
3 dias
7 dias
28 dias
CP Nº Carga de ruptura
fc
CP Nº
Carga de ruptura
fc
CP Nº
Carga de ruptura
fc
N MPa N MPa N MPa
1 106350 13,5 6 144300 18,4 11 232500 29,6
2 97950 12,5 7 184300 23,5 12 237500 30,2
3 106000 13,5 8 172650 22,0 13 199350 25,4
4 109300 13,9 4 172200 21,9 14 247050 31,5
5 107650 13,7 9 160600 20,5 15 219750 28,0
6 118600 15,1 10 176600 22,5 16 222300 28,3
Média 107641,7 13,7
168441,7 21,4
226408,3 28,8
58
convencional. Tanto o concreto convensional como o concreto sinter superam a
resistência media esperada de 25 MPa.
O comparativo do rompimento a compressão aos 28 dias pode ser visualizado
no gráfico da Figura 19.
GRÁFICO COMPARATIVO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO DOS
CONCRETOS PARA A IDADE DE 3, 7 e 28 DIAS.
Figura 30: Gráfico comparativo de resistência a compressão dos concretos.
Ambos os concretos atingiram a resistência esperada. No entanto o concreto
sinter teve um ganho de resistência a compressão mais lenta que o concreto
convencional.
Outro fato relevante foi a trababilidade do concreto sinter, que deveria estar
entre 80 mm e 120 mm, o que não ocorreu, sendo o valor impossível de ser
caracterizado pelo ensaio de abatimento pelo tronco de cone. A consistência
apresentada pelo concreto sinter indica que ele não é trabalhável para a maioria das
obras, no entanto ele pode ser utilizado em obras como pré-moldados de pequeno
porte como blocos, bloquetes intertravados, guias e sarjetas extrusadas.
18,27
23,14
29,81
13,71
21,45
28,83
0
5
10
15
20
25
30
35
3 dias 7 dias 28 dias
Conv MPa
Sinter MPa
59
5.7. Massa especifica dos concretos
5.7.1. Concreto convencional
𝑚 ÷ 𝜋 × 𝑑² ÷ 4 × ℎ = 2,41 𝐾𝑔/𝑑𝑚³
Onde:
𝑚 = massa do corpo de prova (Kg)
d = diâmetro do corpo de prova (dm)
h = altura do corpo de prova (dm)
5.7.2. Concreto sinter
𝑚 ÷ 𝜋 × 𝑑² ÷ 4 × ℎ = 2,59 𝐾𝑔/𝑑𝑚³
Onde:
𝑚 = massa do corpo de prova (Kg)
d = diâmetro do corpo de prova (dm)
h = altura do corpo de prova (dm)
Equações para a obtenção do peso específico do concreto seco. Onde se obteve
resultados de 2,41 𝐾𝑔/𝑑𝑚³ para o concreto convencional e 2,59 𝐾𝑔/𝑑𝑚³ para o
concreto sinter.
60
6. CONCLUSÃO
Ao desenvolver o concreto sinter pode se notar que é possível substituir os
materiais tradicionais que compõem o concreto, desta forma criar um ciclo
sustentável para a construção civil, que consome muita matéria prima.
O concreto desenvolvido por este trabalho demonstrou resistência à
compressão e tração similar ao concreto convencional que foi usado como
testemunho. A grande surpresa foi a falta de trababilidade do concreto sinter, que
mostrou consistência impossível de ser medida pelo tronco de cone, NBR NM67,
(leitura zero).
Com este resultado e observando a mistura pôde se perceber que o aditivo
não reagiu ao ser lançado devido alguma característica ou pela porosidade do
material.
Algo que também chama a atenção para este concreto é a massa especifica,
2,59 Kg/dm³, pois é maior que o do concreto testemunho composto por areia natural
e artificial, (agregados miúdos substituídos), respectivamente 2,41 Kg/dm³.
Este concreto pelas características apresentadas pode ser utilizado na
fabricação de pisos intertravados, fabricação de blocos de concreto, em concretos
usinados de guias e sarjetas entre outros.
Novas pesquisas para analisar o comportamento do concreto sinter em
materiais provenientes do concreto seriam bem vindas para uma análise total deste
material.
Para a continuidade desse trabalho recomenda-se utilizar o agregado sinter
saturado com a superfície seca, assim não haveria migração da água utilizada
garantindo trabalhabilidade compatível com o concreto testemunho. Procedimento
semelhante é utilizado quando se usa argila expandida; um agregado também com
alta porosidade. Provavelmente, devido a alta porosidade do agregado de sinter,
houve migração da água para os vazios existentes no mesmo. Estando essa água
encapsulada dentro do agregado o aditivo não conseguiu exercer a sua função que
é dispersar a água para a mistura.
61
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DORSTHORST; HENDRIKS, 2000; SOUZA et al., 1999; JOHN, 2000; BRANDON,
1998; ANGULO, 2000; JOHN, 2000; ZWAN, 1997. Desenvolvimento sustentável e
a reciclagem de resíduos na construção civil.
Ambiente Brasil. Enciclopédia livre. Classificação de resíduos. Disponível em:
http://www.ambientebrasil.com.br/residuos. Acesso: 15 de maio de 2010.
____NBR 10004. Resíduos sólidos – Classificação. Rio de Janeiro 2004.
Portaria 3214/78 – Norma Reguladora NR-6 Equipamento de Proteção Individual –
EPI
____NBR 14725.-Produtos quimicos – Informações sobre segurança, saúde e meio
ambiente
____NBR 5739.-Ensaio de compressão de corpos de prova cilindricos. Rio de
Janeiro 1994.
____NBR NM 08. – Ensaio de compressão diametral de corpos de prova cilindricos.
Rio de Janeiro 1994.
____NBR NM - ISO565 - Peneiras de ensaio. Rio de Janeiro 19
____NBR 07251. - Agregados em estado solto determinação da massa unitária. Rio
de Janeiro 1982.
____NBR NM 67. -Concreto – Determinação da consistência pelo abatimento do
tronco de cone. Rio de Janeiro 1998.
____NBR 7211. - Agregado para concreto. Rio de Janeiro 2005.
62
