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Avaliação do desempenho de pré moldados de concreto com entulho da construção civil submetido ao ensaio de envelhecimento acelerado

  1. 1. AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE PRÉ-MOLDADOS DE CONCRETO COM ENTULHO DA CONSTRUÇÃO CIVIL SUBMETIDO AO ENSAIO DE ENVELHECIMENTO ACELERADOV. S. Santos, F. O. Q. Junior, C. A. S. de Farias, A. B. de Melo, J. B. Q. de Carvalho, D. F. de Oliveira. Rua 7 de Setembro, N 115, Centro, Alagoa Grande/PB, CEP: 58388- 000 – valterlin@yahoo.com.br Centro de Ciências e Tecnologia / Universidade Federal de Campina Grande RESUMO A escassez dos recursos naturais, a necessidade de matéria- prima, a preservação ambiental,entre outros fatores, tem levado a busca de materiais alternativos que venham a minimizar osproblemas ambientais existentes. A reciclagem dos resíduos da construção civil para uso comoagregado na fabricação de blocos pré- moldados apresenta-se como uma das alternativas. Estesresíduos ou materiais quando reciclados podem gerar produtos com propriedades adequadas ecustos inferiores aos preços médios de mercado. Mas, tendo em vista que se pretende trabalhar commateriais alternativos, é muito importante a eta pa de avaliação da durabilidade para verificar aspossíveis incompatibilidades entre os materiais e as suas reações frente às situações normalmenteencontradas na prática, ao longo da vida útil. Esse preceito é abordado neste trabalho que avalia oenvelhecimento acelerado de amostras de concreto, incorporando diferentes quantidades de entulho,com base no ensaio de molhagem e secagem, tendo a variação da resistência a compressão simplescomo indicador de degradação. Os resultados apresentam-se satisfatórios , vislumbrando assim apossibilidade na fabricação de pré- moldados com entulho, estabelecendo limites aos teoresincorporados e as características dos entulhos avaliados, para um processo de reciclagem seguro,sem colocar risco aos futuros usuários.Palavras-Chaves: Entulho, Reciclagem, Bloco, Durabilidade.INTRODUÇÃO Um dos grandes problemas enfrentados atualmente pela indústria da construção civil é odesperdício de materiais, gerando volume de entulho que é quase o dobro do volume de resíduossólidos urbanos. Este entulho quando reciclado pode gerar agregados com propriedades adequadas (1,2,3)e custos inferiores aos preços médios de mercado. Vários estudos realizados têm comprovado aviabilidade no aproveitamento destes resíduos na própria construção civil, desde que se estabeleçauma metodologia adequada. A reciclagem de resíduos é uma importante alternativa para a preservação ambiental e aconstrução civil é um dos setores com maior potencial para absorver esses resíduos. Vários tiposdeles podem ser reaproveitados na atividade de engenharia, podendo originar materiais alternativos.Para isso, é condição fundamental a avaliação do comportamento dos materiais alternativos, comresíduos incorporados, dentro dos princípios de durabilidade exigidos pelas necessidades dosusuários. Este preceito é o objetivo de uma ampla pesquisa que está sendo desenvolvida naUFCG/CCT, a qual avalia o aproveitamento de entulho da construção civil na confecção de blocos deconcreto. O presente trabalho apresenta uma parte das análises iniciais dessa pesquisa, quepretende ser uma contribuição para o estudo da durabilidade de blocos de concreto produzidos comentulho da construção civil. Considerando a complexidade dos mecanismos de degradação, a prolongada vida útil dosprodutos da construção civil e o elevado custo da obras civis, a avaliação da durabilidade é (4)certamente o aspecto mais importante do desenvolvimento de um novo material . Na avaliação de desempenho propõe- se que o novo material, bloco de concreto alternativo compresença de entulho, com e sem revestimento (com e sem proteção), deve ser durável, quando 1590
  2. 2. exposto às condições externas típicas dos efeitos da chuva e do sol. A simulação dessa situaçãopode ser feita através de ensaios acelerados de molhagem e secagem. Para avaliação da durabilidade é possível recorrer a três metodologias: ensaios deenvelhecimento acelerado, ensaios de envelhecimento natural e estudos de deterioração em uso;sendo apresentado neste trabalho apenas alguns resultados obtidos com o ensaio de envelhecimentoacelerado. Os ensaios de envelhecimento acelerado envolvem a exposição do material a elevadasconcentrações do fator de degradação ou a temperaturas mais elevadas que favorecem a taxa dereação química. Como na maioria das vezes a correlação destes resultados com os deenvelhecimento natural é difícil, sua maior utilidade é comparativa. Não é possível projetar ummétodo de envelhecimento acelerado sem o conhecimento prévio e preciso dos fatores de (4)degradação relevantes . Os indicadores de degradação são as propriedades mensuráveis utilizadas para medir oavanço da queda de desempenho do produto em uso. A seleção desse indicador é etapa importantedo estudo, pois deve ser de fácil mensuração e preferencialmente correlacionado com odesempenho. Após cada período de degradação deveriam ser repetidos todos os ensaios eavaliações de desempenho relativo às demais necessidades dos usuários, mas este procedimento édispendioso e desnecessário, porque na maioria das vezes a degradação afeta apenas o (4)desempenho relativo a algumas necessidades . O estudo da durabilidade apresentado neste trabalho considera a presença de entulho naelaboração de concretos que sempre são comparados com o concreto convencional (sem entulho),utilizando o método de envelhecimento acelerado a partir do ensaio de durabilidade por molhagem e (5)secagem de solo- cimento da Norma . O procedimento de fazer a comparação entre resultados deamostras protegidas e não protegidas do fator de degradação (molhagem/secage m) foi adotado comoforma de minimizar o problema de subestimar os efeitos do processo de degradação no curto prazo.MATERIAIS E MÉTODOS Para realização da pesquisa utilizaram-se os seguintes materiais, além da água potávelfornecida pela concessionária local:Cimento Portland: adotou- se o tipo CP II Z 32 da marca Zebu, facilmente encontrado no comércio 3local (Campina Grande/PB). A massa específica é 2,94g/cm e o Blaine é 3.845cm²/g.Agregados naturais: como agregado miúdo utilizou- se uma areia natural (Rio Paraíba) comDmáx =2,4mm e módulo de finura (MF) igual a 2,24. Como agregado graúdo utilizou- se o pedrisco(Dmáx=9,5mm MF=5,03) que foi escolhido a partir de algumas amostras obtidas nas pedreiras locais.Entulho: o entulho da construção civil utilizado neste estudo foi proveniente de obras de edificaçõesde Campina Grande/PB. Considerando a variabilidade do agregado de entulho em função de suaorigem (demolição, reforma ou construção), decidiu- se trabalhar apenas com entulho de construção.Para isso, foram coletadas amostras de entulho de edifício residencial, com 12 pavimentos, padrão“A”, que tinha estrutura executada em concreto armado e a vedação dos vãos com tijolos cerâmicosde 8 furos, seguido de revestimento argamassado internamente (as áreas molhadas comrevestimento cerâmico) e revestimento cerâmico nas fachadas. O entulho coletado representa oresíduo gerado na fase intermediária entre elevação de alvenaria nos pavimentos e aplicação deacabamento externo. Na Tabela I ver- se a composição do entulho avaliado neste trabalho. Tabela I – Composição do Entulho Componente Reciclado % Cerâmica 49,21 Argamassa 39,41 Concreto 6,17 Pedras 4,73 Cerâmica Polida 0,17 Outros 0,31 1591
  3. 3. O beneficiamento do resíduo consistiu em triturar algumas porções para produzir agregadoalternativo de modo a obter uma granulometria com D =9,5mm. Nessa etapa, foi estudada a máxalternativa mais otimizada de aproveitamento do entulho sem retirar a parte miúda, como forma dereduzir os custos de beneficiamento do resíduo. Assim, foram feitas substituições do total deagregados nas dosagens pelo entulho triturado, com apenas a limitação de que o diâmetro máximo(Dmáx) do agregado de entulho deveria ser igual ao D máx do agregado graúdo natural (pedrisco).Dessa forma, as substituições foram estabelecidas como sendo 30%, 60% e 100% em relação àmassa total dos agregados naturais (areia e pedrisco). A proporção entre os dois agregados naturais(areia e pedrisco) sempre permaneceu na relação de 50%, determinada experimentalmente como amistura mais compacta entre os agregados secos. Foi estabelecido o traço 1:6 para moldar amostras com concreto convencional (sem entulho) ecom concreto alternativo (com entulho 30%, 60% e 100%), como apresenta a Tabela II. Optou-se portrabalhar com consistência seca dos compósitos que é aquela mais adequada para fabricação decertos tipos de pré- moldados. TABELA II – Identificação das amostras ensaiadas em função dos traços (em massa) 1:m 1:4 1:a:p: a/c A 1:3:3 0,49 Teor de entulho 1 : a : p : e nas misturas B 30% 1:2,1:2,1:1,8 0,64 C 60% 1:1,2:1,2:3,6 0,79 C 100% 1:0,0:0,0:6,0 0,93Obs.: m = total de agregados; a = areia; p = pedrisco; e = agregado de entulho triturado. Os corpos-de- prova foram confeccionados em moldes cilíndricos com dimensões 5cm x 10cm, (6)segundo a Norma . Logo após a moldagem, eles foram colocados juntamente com os moldesdentro da câmara úmida com temperatura em torno de 23ºC e umidade relativa maior que 95%. Nodia seguinte, após a moldagem, os corpos de prov as foram colocados imersos em tanques com águae cal para continuar o regime de cura até a idade de controle. A metodologia adotada no ensaio de durabilidade por molhagem e secagem foi uma adaptação (5)da Norma que se refere à avaliação para solo-cimento. Essa adaptação consiste em utilizar aresistência à compressão como indicador de degradação. Logo foram moldados 56 corpos- de-prova que, decorrido o tempo de cura de 28 dias, 4(quatro) corpos-de- prova foram retirados do tanque de cura, de cada composição e, após um períodode aproximadamente 5 horas secando ao ar, determinou- se a resistência à compressão (fc ). A médiadesses resultados corresponde ao ciclo de número zero. Outros 4 (quatro) corpos-de- provapermaneceram em tanques de cura (imersão em água) até os 52 dias de idade que coincide com o12º ciclo de ensaio, quando também foram submetidos ao ensaio de resistência à compressão. Portanto, dentre os 56 corpos-de- prova, 8 deles serviram para representar o desempenho dasamostras protegidas do fator de degradação (hidratação normal sem passarem pelos 12 ciclos demolhagem e secagem) e os outros 48 (quarenta e oito) restantes foram submetidos ao ensaio dedurabilidade pelo método de molhagem e secagem modificado, que consistiu nas seguintes etapas:• Cada ciclo de molhagem e secagem corresponde a períodos de 5 horas de molhagem em tanques de cura e 42 horas de secagem em estufa com temperatura regulada em 71ºC;• Ao final de cada ciclo completo de molhagem e secagem, eram retirados quatro corpos -de-prova para serem submetidos a ensaios de resistência à compressão.RESULTADOS E DISCUSSÃO A Figura 1 apresenta o comportamento das amostras submetidas ao ensaio de durabilidadepor molhagem e secagem, utilizando o traço 1:6. Considerando esses resultados, pode-se ver que o padrão de comportamento tanto para oconcreto convencional (A) quanto para o concreto alternativo (B, C e D) é o mesmo, ou seja, sempre 1592
  4. 4. há um ganho de resistência à compressão (f c) nos ciclos iniciais, em geral até o 5º ciclo, seguido deuma queda de f c até o ciclo final (12º). Em todos os casos (Figura 1a , 1b , 1c e 1d), observou-se que aresistência à compressão final das amostras submetidas aos ciclos de molhagem/secagem é menordo que as amostras que não sofreram ataques de molhagem/secagem (hidratação normal). Essacomparação entre resultados de amostras protegidas e não protegidas do fator de degradaçãopermite uma melhor visualização dos efeitos da degradação. A comparação entre as duas colunascorrespondentes ao 12º ciclo torna evidente que a menor diferença ocorre para o concretoconvencional. Convencional "A" - Traço 1:6 Alternativo c/ 30% entulho "B" - Traço 1:6 molhagem e secagem molhagem e secagem 8,0 8,0 hidratação normal hidratação normal 7,0 7,0 compressão (MPa) compressão (MPa) 6,0 Resistência à 6,0 Resistência à 5,0 5,0 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 10 12 28dias 52dias 28dias 52dias ciclos ciclos a) b) Alternativo c/ 60% entulho "C" - Traço 1:6 Alternativo c/ 100% entulho "D" - Traço 1:6 molhagem e secagem 8,0 hidratação normal 8,0 molhagem e secagem Resistência à compressão Resistência à compressão 7,0 7,0 hidratação normal 6,0 6,0 5,0 5,0 (MPa) (MPa) 4,0 4,0 3,0 3,0 2,0 2,0 1,0 1,0 0,0 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 28dias 52dias 28dias 52dias ciclos ciclos c) d) 1593
  5. 5. Hidratação normal - Traço 1:6 Envelhecimento por molhagem e secagem - Traço 1:6 Resistência à compressão (MPa) 6,00 Resistência à compressão 8,00 5,00 6,00 A 4,00 (MPa) B 3,00 4,00 C 28 dias 2,00 52 dias D 2,00 1,00 0,00 0,00 0 30 60 100 0 2 4 6 8 10 12 Teor de entulho nas amostras Ciclos e) f)FIGURA 1 – Resultados de ensaio de envelhecimento acelerado (molhagem e secagem) obtido comamostras de concreto convencional e alternativo, utilizando o traço 1:6 (1:m): a) Concretoconvencional sem entulho (A); b) Concreto alternativo com 30% de entulho (B); c) Concretoalternativo com 60% de entulho (C); d) Concreto alternativo com 100% de entulho (D); e)Comparação entre as curvas de tendência de comportamento das quatro composições; f)Crescimento da resistência à compressão entre 28 dias e 52 dias, considerando as quatrocomposições sob condições normais hidratação (imersão em água). As curvas médias de tendência de comportamento das 4 composições pode ser vista na Figura1e . Confirma-se o mesmo padrão de comportamento para todas as amostras que foram submetidasaos 12 ciclos de molhagem/secagem. Vale destacar, que apesar das amostras com concretoalternativo (C) apresentar resistência inicial inferior às demais amostras, a mesma amostra mantém -se com a maior resistência final após os 12 ciclos de molhagem/secagem. Esse comportamento podeestar relacionado com os efeitos da reação pozolânica, devido à presença de materiais cerâmicos(argila calcinada obtida dos tijolos cerâmicos) no entulho triturado. A análise considerando todas as amostras protegidas do fator de degradação(molhagem/secagem) pode ser acompanhada na Figura 1f . Constata-se na Figura 1f que há evoluçãoda hidratação do cimento Portland sob condições normais (hidratação normal), no período entre 28diais e 52 diais (sempre há aumento de fc no período). Destaca- se o maior valor de fc28 para aamostra C, confirmando o efeito da reação pozolânica. Esse efeito nas composições com concretoalternativo compensa, de certo modo, o efeito negativo sobre fc devido ao aumento da relação a/c queocorre quando se aumenta o teor de entulho nas composições. Deve-se lembrar que a relação a/c éinversamente proporcional a fc , mas para misturas com consistência seca, como é o caso, essa lógicanem sempre é confirmada. O fator de adensamento das misturas durante a moldagem pode justificaros resultados aparentemente contraditórios.CONCLUSÕES Considerando os resultados obtidos, os materiais utilizados e a metodologia de ensaio adotadanesse estudo, pode-se propor algumas conclusões: 1. O padrão de comportamento de todas as amostras submetidas ao ensaio de envelhecimento acelerado por molhagem/secagem é o mesmo, demonstrando ganhos de resistência à compressão durante os primeiros ciclos, em geral até o 5º ciclo, seguido de quedas até o 12º ciclo. Pode- se dizer que, até certo ponto, as condições de ensaio aceleram (devido ao aumento de temperatura até 71ºC) as reações de hidratação do cimento anidro ainda presente nas amostras, resultando em ganho rápido de resistência à compressão. A partir desse ponto, o início do processo de envelhecimento (degradação) passa a governar o comportamento das amostras, reduzindo as resistências a valores sempre inferiores comparado às amostras protegidas do fator de degradação (hidratação normal); 1594
  6. 6. 2. A comparação entre resultados obtidos com amostras protegidas (hidratação normal) e não protegidas do fator de degradação (ciclos de molhagem/secagem) permite afirmar que: a. As amostras com concreto convencional degradam menos do que as amostras com concreto alternativo com entulho da construç ão civil. b. O concreto alternativo com 60% de entulho (substituindo o total de agregados naturais) destaca- se como aquele que melhor evidencia o provável efeito pozolânico, devido à presença de material cerâmico no entulho triturado. Esse efeito parece ser diferente em função da quantidade de cimento Portland presente nas composições;REFERÊNCIAS 1. CARMAGO, A. Reciclagem nas Minas de Entulho, Techne nº 15 mar/abril, 1995 p15 a p18. Editora PINI. São Paulo. SP; 2. LEVY, S. M. Reciclagem do Entulho na Construção Civil, para Utilização como Agregado de Argamassa e Concreto. São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Dissertação de Mestrado. 1997. 146p; 3. ZORDAN, S. E. A Utilização do Entulho como Agregado na Confecção do Concreto. Campinas: Departamento de Saneamento e Meio Ambiente da Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Campinas. Dissertação de Mestrado, 1997; 4. JOHN, V. M., AGOPYAN, V. & PRADO, T. A. Durabilidade de Compósitos de Cimentos e Fibras Vegetais. III Seminário Internac ional Durabilidade de Materiais, Componentes e Estruturas. PCC- USP São Paulo, Julho/1997; 5. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, Solo- cimento – Ensaio de Durabilidade por Molhagem e Secagem – Método de Ensaio, NBR 13554, (1996); 6. ABNT, Associação B rasileira de Normas Técnicas, Moldagem e Cura de Corpos- de- Prova Cilíndricos ou Prismáticos de Concreto , NBR 5738, (1994). 7. ABNT, Associação Brasileira de Normas Técnicas, Ensaio de Compressão de Corpos- de- Prova Cilíndricos, NBR 5739, (1994). 1595
  7. 7. EVALUATION OF THE ACTING OF CONCRETE BLOCKS WITH CONSTRUCTION WASTE SUBMITTED TO THE REHEARSAL OF ACCELERATED AGINGV. S. Santos, F. O. Q. Junior, C. A. S. de Farias, A. B. de Melo, J. B. Q. de Carvalho, D. F. de Oliveira. Rua 7 de Setembro, N 115, Centro, Alagoa Grande/PB, CEP: 58388- 000 – valterlin@yahoo.com.br Centro de Ciências e Tecnologia / Universidade Federal de Campina Grande ABSTRACT The shortage of the natural resources, the raw material need, the environmental preservation,among other factors, it has been taking the search of alternative materials that come to minimize theexistent environmental problems. The reuse of the residues of the construction for use as attaché inthe production of blocks comes as one of the alternatives. These residues or m aterials when recycledthey can generate products with appropriate properties and inferior costs to the medium prices ofmarket. But, tends in view that she intend to work with alternative materials, it is very important thestage of evaluation of the durability to verify the possible incompatibilities between the materials andyour reactions front to the situations usually found in practice, along the useful life. That precept isapproached in the work that evaluates the accelerated aging of concrete samples, incorporatingdifferent amounts of dump, with base in the speedy soak- and-wet tests, tends the variation of theresistance the simple compression as degradation indicator. The results come satisfactory,shimmering like this the possibility in the production of concrete blocks with construction waste,establishing limits to the incorporate tenors and the characteristics of the appraised dumps, for aprocess of safe reuse, without placing risk to the futures users.Key words: Construction Waste, Reuse, Blocks, Durability. 1596

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