1. USO DE AGREGADOS DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL NA
PAVIMENTAÇÃO URBANA EM JOÃO PESSOA
Nóbrega, Renan Dantas da (1); Melo, Ricardo Almeida de (2)
(1) Aluno de graduação, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, UFPB, Brasil
(renandantas@click21.com.br)
(2) Professor Doutor, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, UFPB, Brasil
(ricardo@ct.ufpb.br)
RESUMO
Os resíduos sólidos oriundos da construção civil e da demolição (RCD) de edifícios geram
problemas ambientais, como deposição em terrenos baldios, assoreamento de rios e proliferação
de pragas e doenças. Também, esses resíduos esgotam a capacidade e reduzem a vida útil de
aterros sanitários. Com o intuito de contribuir com a redução dos impactos ambientais, este estudo
teve como objetivo a caracterização física e mecânica de agregados reciclados de RCD
proveniente da usina de reciclagem de João Pessoa, com vistas à aplicação em camadas de
pavimentos. Para analisar os agregados, ensaios de composição granulométrica, dimensão
máxima característica, porcentagem passante na peneira 0,42 mm, Índice Suporte Califórnia
(ISC), abrasão Los Angeles e índice de forma foram realizados, segundo as especificações da
ABNT e DNIT. Com relação à granulometria e ISC, os resultados mostram que os agregados
reciclados têm potencial uso em camada de sub-base. Entretanto, as amostras não atenderam
aos requisitos de porcentagem passante na peneira 0,42 mm e índice de forma, mas a adoção de
soluções simples permite o enquadramento nas especificações. A utilização de agregados
reciclados em pavimentação pode contribuir para minimizar os impactos ambientais e reduzir os
custos de pavimentação de vias urbanas da cidade de João Pessoa.
Palavras-chave: pavimento, sub-base, resíduo, construção civil, meio ambiente.
ABSTRACT
The wastes of construction/demolition industry can produce many environmental impacts, like
deposition in abandoned lands, sedimentation of rivers and proliferation of plagues and illnesses.
Also, the wastes exhaust capacity of sanitary landfills and reduce the life cycle of them. To
contribute for decreasing of environmental impacts, the objective of this work was to characterize
the physical and mechanical properties of the recycled aggregates by civil construction wastes
recycling plant in João Pessoa, for application on pavement layers. To analyze the recycled
aggregates, tests of particle size distribution, maximum characteristic dimension, percentage
through sieve of 0.42 mm, California Bearing Ratio (CBR), Los Angeles abrasion and flat and
elongated particles were made, accordingly of ABNT and DNIT specifications. The results obtained
from particle size distribution and CBR have shown the recycled aggregates can be used on sub-
base of urban pavement. Although, the results from percentage through sieves of 0.42 mm and flat
and elongated particles have failed, but if simple solutions will be adopted, the material can be
applicated to pavement. The use of recycled aggregates can contribute to decrease environmental
impacts and the paving costs of urban streets of the city of João Pessoa.
Key-words: pavement, sub-base, waste, civil construction, environment.
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2. 1. INTRODUÇÃO
Pesquisas no âmbito de reciclagem dos resíduos sólidos de construção e demolição, conhecidos
popularmente como entulho, têm sido realizadas no Brasil e em diversos países, devido a sua
intensa geração em centros de grande e médio portes, que se estima uma produção de
aproximadamente 50% de todos os resíduos sólidos gerados (Ângulo et al, 2003). Com esta
produção elevada de entulho faz-se necessário um destino a esse material, tendo a construção
civil como o principal objeto de reaproveitamento, já que este é responsável por boa parte da
produção dos resíduos gerados e apresenta potencial no uso em argamassa, concreto sem
função estrutural e camadas do pavimento.
A grande geração de resíduos sólidos não é uma problemática apenas de países em
desenvolvimento, pois na comunidade européia gera-se aproximadamente 2,16 milhões de
toneladas por ano, destacando-se alguns países de maior produção como Holanda que gera
1.000 kg/ano/pessoa (Motta et al, 2004), Alemanha e Bélgica que passam de 3.000 kg/ano/pessoa
(John e Agopyan, 2000; Cho and Yeo, 2003).
A geração média nas cidades brasileiras é de 500 kg/ano/pessoa (Motta et al, 2004), porém, de
acordo com a Prefeitura de João Pessoa, a produção diária é da ordem de 70 toneladas, o que
resulta algo em torno de 37 kg/ano/pessoa (PMJP, 2007). Contudo, esse número deve ser bem
maior, pois na estimativa não são considerados os depósitos clandestinos em vias urbanas,
cursos d´água ou terrenos baldios.
No âmbito da reciclagem dos resíduos da construção civil, países como Holanda, Bélgica e
Dinamarca reciclam em torno de 90% do entulho, além de importar matéria prima de outros países
para uso em obras de construção civil (Fernandes e Motta, 2005). Acontece que os países citados
estão acima da média da Europa, que reciclam 28% de todos os resíduos produzidos (Fernandes
e Motta, 2003).
No Brasil, apesar dos 20 anos de descobrimento da técnica de reciclagem, o reaproveitamento
não chega a 5% dos resíduos sólidos gerados (Fernandes e Motta, 2005). Em João Pessoa não
se tem dados exatos do reaproveitamento dos resíduos produzidos, sabe-se que recicla este
material para utilização na construção de pavimentos e casas populares, porém um limite existe
de reciclagem, visto que a capacidade da usina de João Pessoa é de reciclar 160 toneladas por
dia (PMJP, 2007), que se aproxima ao dobro da produção diária do município.
Para reciclagem do entulho e emprego na construção civil, é preciso que o material passe por um
beneficiamento, que após este processamento se torna o agregado reciclado. Este material tem
bom potencial para uso na construção civil e seu uso representa uma redução dos impactos
ambientais causados pela construção civil, já que esta retira em torno de 20% a 50% dos recursos
naturais (Lima, 2005). Essa elevada retirada de material aciona uma procura por novas jazidas
minerais, estas cada vez mais difíceis de serem exploradas, devido à escassez dos recursos
naturais e maior severidade dos órgãos ambientais na concessão de licenciamentos.
A ausência de materiais nas proximidades dos centros urbanos acarreta na instalação de jazidas
cada vez mais distantes, aumentando o custo no transporte do material ao seu destino. Além dos
problemas de custos, a instalação de novas jazidas acarreta impactos ambientais como poeira,
poluição sonora, geração de tráfego, assoreamento dos rios, poluição visual (John e Agopyan,
2000) e reduzem a vida útil de aterros sanitários.
O agregado reciclado apresenta menor custo de transporte do que o agregado obtido de jazidas,
por estar distribuído pela cidade. Para se ter uma idéia, o uso do agregado reciclado reduziu em
18% os custos com pavimentação na cidade de São Paulo (Motta, 2005). Com a redução do custo
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3. provavelmente mais ruas podem ser pavimentadas e consequentemente isto é uma melhoria na
infra-estrutura da cidade.
Para possibilitar o uso do agregado reciclado, deve-se verificar os requisitos e procedimentos
estabelecidos pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Esta descreve as
características físicas e mecânicas necessárias para um determinado fim, tendo a NBR 15116/04
relacionada aos requisitos do agregado reciclado para uso em camadas do pavimento, onde os
parâmetros para aplicação em camadas de sub-base podem ser observados na Tab. 1.
Tabela 1 - Requisitos estabelecidos para uso do agregado reciclado em sub-base. Fonte: NBR
15116 (ABNT, 2004).
Propriedades Agregado reciclado Classe A
Graúdo Miúdo
Não uniforme e bem graduado com
Composição granulométrica
coeficiente de uniformidade Cu >10
Dimensão máxima característica ≤ 63,5 mm
Teor de material passante na peneira de 0,42 mm Entre 10% e 40%
Materiais não minerais de
2
Contaminantes: teores mesmas características
máximos em relação a
Materiais não minerais de
massa do agregado 3
características distintas
reciclado, %
Sulfato 2
ISC (CBR), % ≥20
Capacidade de suporte
Expansão, % ≤1,0
e expansibilidade
Energia de compactação Intermediária
O objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade técnica, por ensaios físicos e mecânicos, do
agregado reciclado obtido da usina de reciclagem de João Pessoa, no intuito da aplicação do
agregado em camadas de sub-base de pavimentos urbanos.
2. METODOLOGIA
O material utilizado nesse estudo é oriundo da usina de reciclagem de João Pessoa (como mostra
a Figura 1), onde foram coletadas amostras para avaliação de características físicas e mecânicas,
de modo que fosse possível analisar a viabilidade em camadas do pavimento.
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4. Figura 1 - Usina de Reciclagem de Resíduos Sólidos de Construção Civil na cidade de João
Pessoa. Foto: acervo dos autores
O material obtido da usina é definido como agregado reciclado, em virtude do mesmo ter passado
pelo processo de beneficiamento. A Figura 2 mostra o agregado reciclado usado neste estudo.
Figura 2 – Amostras de agregado reciclado obtido da usina de reciclagem de João Pessoa. Foto:
acervo dos autores
2.1. Composição do material
Do material obtido na usina de reciclagem, uma amostra representativa foi extraída e a
composição da mesma foi determinada, através de separação manual e visual. Os procedimentos
adotados foram os estabelecidos pela NBR 15116 (ABNT, 2004).
2.2. Caracterização física
Para determinar estas características, realizaram-se os ensaios exigidos pela NBR 15116 (ABNT,
2004):
• Análise granulométrica, de acordo com a NBR 7181 (ABNT, 1984), para determinação da
graduação do material, observando sua uniformidade, e percentual em peneira ou entre
peneiras.
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5. • Abrasão Los Angeles como prescreve a NBR NM 51(ABNT, 2001), porém este ensaio não
é requisito da norma.
• Índice de forma como recomenda a NBR 7809 (ABNT, 1983), para verificar a forma dos
grãos, já que grãos lamelares apresentam facilidade de quebra, logo uma grande
quantidade destes grãos pode prejudicar a resistência da camada do pavimento.
2.3. Caracterização mecânica
Através do ensaio de compactação descrito na NBR 7182 (ABNT, 1984) foi possível determinar a
massa específica seca máxima e umidade ótima, parâmetros necessários ao ensaio de Índice
Suporte Califórnia, que fornece a capacidade de suporte, de acordo com a NBR 9895 (ABNT,
1987).
2.4. Análise estatística
Como o agregado reciclado é oriundo de obras distintas, o mesmo se torna um material bastante
heterogêneo, desse modo foram usadas cinco amostras para cada ensaio realizado e um
procedimento estatístico foi utilizado na análise, de maneira que os resultados obtidos fossem
representativos. Para isso, a especificação 282 (DNER, 1997) foi usada, a qual define expressões
para cálculo de média, desvio padrão, valores máximo e mínimo estatisticamente provável. As
expressões estão descritas a seguir:
n
__ ∑ Xi
X= i =1
(1)
n
__
( X − Xi ) 2
s= (2)
n −1
__
Xmín = X − Ks (3)
__
Xmáx = X + Ks (4)
Em que:
Xi = valores individuais;
__
X = média da amostra;
s = desvio padrão da amostra;
K = coeficiente tabelado em função do tamanho da amostra;
n = tamanho da amostra;
Xmín = Valor mínimo provável estatisticamente;
Xmáx = Valor máximo provável estatisticamente.
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6. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para obtenção da composição foi realizada a triagem da amostra e esta separada como concreto
e argamassa, materiais cerâmicos, brita, outros minerais e impurezas onde cada percentual pode
ser observado Figura 3.
0,78%
7,03%
11,51%
Material cerâmico
38,35%
Concreto ou argamassa
Brita
Outros minerais
Impurezas
42,33%
Figura 3 – Composição gravimétrica das amostras.
De acordo com a Figura 3, constata-se que o agregado reciclado se enquadra como agregado de
resíduo misto, devido sua composição conter quantidade de concreto e argamassa inferior a 90%
da composição do material, segundo estabelece a norma NBR 15116 (ABNT, 2004). O agregado
reciclado estudado possui uma composição balanceada, apresentando um percentual de
materiais cerâmicos com valor próximo ao percentual de concreto ou argamassa.
Os materiais contaminantes não chegam a 1%, atendendo a este requisito, já que o exigido por
norma é de 2% para materiais de mesmas características e 3% para materiais de características
distintas.
3.1. Índice de forma (if) e Abrasão Los Angeles
Com o intuito de verificar o exigido por norma e observar quão lamelar eram os grãos que
compõem o material, foi realizado o ensaio para o material e verificou-se índice de forma de 3,32,
que está acima do máximo de 3 estabelecido por norma. Porém, ao observar a forma do material
após compactação, verificou-se uma redução no valor para índice de forma, o valor reduziu para
2,32, mostrando que após a compactação o material se enquadraria. Entretanto o ensaio é
realizado antes da compactação, logo o material não atende a este requisito.
Quanto à Abrasão Los Angeles, a NBR 15116 não menciona este parâmetro como requisito,
porém, o DNIT utiliza este parâmetro como um dos requisitos para uso de materiais em camadas
do pavimento. O valor encontrado foi de 65%, sendo o mesmo considerado alto.
3.2. Granulometria do material
No intuito de observar os requisitos da norma como coeficiente de uniformidade, material
passante na peneira de 0,42 mm e dimensão máxima característica, foram realizados 5 ensaios
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7. de granulometria, além da realização de análise estatística com média, desvio padrão, valores
máximo e mínimo prováveis estatisticamente.
A dimensão máxima característica foi verificada no material, como pode ser visto na Tabela 2,
encontrando uma máxima dimensão de 19,1 mm, que é a peneira onde fica retido do material ou
valor imediatamente inferior, sendo o valor encontrado inferior aos 63,5 mm exigidos.
O material passante na peneira de 0,42 mm deve estar dentro do intervalo de 10% a 40%,
portanto o valor máximo encontrado de 42,9%, obtido através da analise estatística, não atendeu
o prescrito na norma, por apresentar o valor máximo acima dos 40%, porém o valor mínimo de
36,2% está bem acima do limite de 10% estabelecido.
Tabela 2 – Percentual passante em cada peneira.
__
Peneiras amostra 1 amostra 2 amostra 3 amostra 4 amostra 5 s Xmín Xmáx
X
1 1/2''l 38,1mm 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 0,0 100,0 100,0
1'' 25,4mm 100,0 100,0 98,9 100,0 100,0 99,8 0,9 99,1 100,0
3/4'' 19,1 96,3 94,5 97,6 95,9 98,2 96,5 2,9 94,3 98,7
3/8'' 9,5 85,8 79,7 84,4 84,8 85,7 84,1 5,0 80,2 87,9
Nº 4 4,8 74,0 68,3 72,0 73,7 74,1 72,4 4,9 68,7 76,2
Nº 10 2,0 63,1 59,5 62,8 61,4 60,1 61,4 3,2 58,9 63,9
16 1,20 58,5 53,1 55,0 57,0 55,3 55,8 4,1 52,6 59,0
30 0,60 51,0 45,5 47,4 50,7 48,5 48,6 4,6 45,0 52,2
40 0,42 40,4 36,8 38,2 42,4 39,7 39,5 4,3 36,2 42,9
50 0,30 27,2 25,0 27,9 27,9 26,9 27,0 2,4 25,1 28,8
100 0,15 12,5 12,0 13,7 13,7 12,8 12,9 1,5 11,8 14,1
200 0,074 6,8 7,3 8,3 7,1 7,3 7,4 1,1 6,5 8,2
O coeficiente de uniformidade (Cu) é função dos diâmetros que correspondem a 10% e 60% que
passam. O cálculo foi feito pela Equação 5 e o resumo dos resultados obtidos podem ser
visualizados na Tabela 3, que mostra que o agregado reciclado atende a este requisito, já que
ultrapassou o valor mínimo estabelecido, da ordem de 10.
d 60%
Cu = (5)
d10%
Onde temos:
d60% = diâmetro onde passa 60% do material
d10% = diâmetro onde passa 10% do material
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8. Tabela 3 – Valores do coeficiente de uniformidade.
Cu médio Cu mínimo Cu máximo
16,02 11,83 20,22
3.3. Curvas de compactação do material
Para a realização do ensaio de compactação, a norma estabelece que a energia aplicada seja a
intermediária. Dessa forma, foram realizados os ensaios em cinco amostras com a energia
intermediária e obtidas as curvas de compactação. Dos resultados obtidos foi feita uma análise
estatística, da qual foram obtidos, como parâmetros para o Índice de Suporte Califórnia, os
valores médios da umidade ótima (hot) e massa especifica seca máxima (γs,max), 14,3% e 1.818
kg/m3, respectivamente.
3.4. Índice Suporte Califórnia e expansão
Com os valores de umidade ótima (hot) e massa especifica seca máxima (γs,max) foram moldados
corpos de prova, em energia intermediária, para a realização dos ensaios de Índice Suporte
Califórnia (ISC). Esse ensaio fornece, ainda, a expansibilidade do material, que é especificada na
norma.
De acordo com os valores obtidos nos ensaios e ilustrados na Tabela 4, o material tem
capacidade técnica para aplicação na camada de sub-base, já que apresenta ISC mínimo superior
aos 20% exigidos e a expansão máxima obtida é inferior a 1%.
Tabela 4 – Resultados do ensaio de ISC e expansão.
__
X s Xmín Xmáx
ISC (%) 40,8 9,0 26,8 54,8
Expansão (%) 0,23 0,12 0,04 0,42
4. CONCLUSÃO
O agregado reciclado coletado na usina de reciclagem da cidade de João Pessoa apresenta boas
condições técnicas para aplicação em camada de sub-base de pavimentos urbanos, pois
apresentou viabilidade técnica na maioria dos requisitos exigidos: ensaios de composição
granulométrica, dimensão máxima característica e Índice Suporte Califórnia. Entretanto, não
atendeu aos requisitos relacionados à porcentagem passante na peneira 0,42 mm e índice de
forma, mas com a adoção de soluções simples, o material atenderá a todos os requisitos
estabelecidos na norma.
Ainda é importante enfatizar que esses ensaios e análises devem ser feitos de forma corriqueira,
visto que os agregados reciclados são bastante heterogêneos, com características que podem
variar em função do tipo de obra, materiais de construção usados ou do período do ano.
A partir dos resultados aqui obtidos, recomenda-se o uso de agregado reciclado em camadas de
pavimentos na cidade de João Pessoa, em função de suas características técnicas, custo inferior
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9. ao do agregado convencional e, principalmente, pela redução de impactos ambientais e aumento
da vida útil do aterro sanitário.
5. AGRADECIMENTOS
Os autores agradecem à Diretoria da Autarquia Especial Municipal de Limpeza Urbana (EMLUR),
da Prefeitura Municipal de João Pessoa, por disponibilizar amostras de agregado reciclado da
Usina de Reciclagem, sem os quais não seria possível a realização desse trabalho.
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