AGREGADOS DE RCD: CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DE …
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UNIVERSIDADE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS
AGREGADOS DE RCD: CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DE
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS
BRUNO SILVA SOBRAL
AGREGADOS DE RCD: CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DE
APLICAÇÕES
Natal
2019
FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DE MATERIAIS
AGREGADOS DE RCD: CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DE
BRUNO SILVA SOBRAL
AGREGADOS DE RCD: CARACTERIZAÇÃO E ESTUDO DE
APLICAÇÕES
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Curso de Engenharia de
Materiais, do Centro de Tecnologia da
Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, como parte dos requisitos para
obtenção do título de bacharel em
Engenharia de Materiais.
Orientador: Prof. Dr. Marciano Furukava
Natal
2019
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Central Zila Mamede
Elaborado por Ana Cristina Cavalcanti Tinôco - CRB-15/262
Sobral, Bruno Silva.
Agregados de RCD: Caracterização e estudo de aplicações /
Bruno Silva Sobral. - 2019.
44f.: il.
Monografia (Graduação)-Universidade Federal do Rio Grande do
Norte, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia de Materiais,
Natal, 2019.
Orientador: Dr. Marciano Furukava.
1. Resíduos da construção civil (RCD) - Monografia. 2.
Agregado Graúdo - Monografia. 3. Caracterização - Monografia.
4. Resíduo - Monografia. I. Furukava, Marciano. II. Título.
RN/UF/BCZM CDU 628.4.036
RN/UF/BCZM CDU 626.21
FOLHA DE AVALIAÇÃO OU APROVAÇÃO
Assinaturas dos membros da comissão examinadora que avaliou e aprovou a
Monografia do(a) candidato(a)_______________________________________,
realizada em ___. ___ .______.
BANCA EXAMINADORA: __________________________________ Prof. Dr. Marciano Furukava - Orientador
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE (UFRN)
__________________________________
Prof. Dr. Claudio Romero Rodrigues de Almeida – Avaliador 1
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE (UFRN)
__________________________________
Mestre Márcio Furukava - Avaliador 2
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE (UFERSA)
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos
meus pais, ao Davi e aos
meus amigos pela
compreensão, carinho e
apoio incansável.
AGRADECIMENTOS
Ao Rei dos Reis;
Aos meus pais, Ana Maria Soares e Marconi Freire que tanto lutaram
pela minha educação;
Ao meu irmão Davi;
Ao Prof. Dr. Marciano Furukava, pela disponibilidade em auxiliar a
realização deste trabalho;
Ao técnico do Laboratório de Metais e Ensaios Mecânicos, Hudson
Rafael Pereira Diniz, pelos ensinamentos durante todo período em que estive
como estagiário e bolsista de extensão;
Ao técnico do Laboratório de materiais de construção, Sandro Andrade,
pela disposição e paciência;
As discentes, Aline Schön e Yasmim Gomes pelo companheirismo e
compartilhamento de conhecimento, que nunca negaram um apoio durante
minha trajetória acadêmica;
Aos discentes, Lucas Daniel, Edna Gomes, Beatriz Pinheiro, Patrícia
Merlim;
A todos os docentes que contribuíram na minha formação acadêmica.
Aos demais servidores que estiveram presentes na minha rotina
acadêmica.
RESUMO
A construção civil tem grande representação no consumo de recursos naturais,
envolvendo indústrias que fabricam os materiais necessários para execução de
obras, também é responsável por grande parcela da geração de resíduos
sólidos. O descarte inapropriado dos resíduos gerados na construção e
demolição é um dos fatores que são discutidos em conferências e reuniões em
várias regiões do Brasil e do mundo. Diante desta situação surgem políticas de
gestão de resíduos da construção e demolição (RCD) que visam à reciclagem
e a redução da geração destes resíduos. Devido à heterogeneidade deste
material é necessária a caracterização dos agregados reciclados para o estudo
das possíveis aplicações. O objetivo deste trabalho é identificar possíveis
aplicações para agregados de RCD seguindo as exigências das normas.
Foram realizados ensaios em duas amostras (RCD1 e RCD2) ambos
agregados graúdos reciclados por uma usina instalada no Rio Grande do
Norte. Os resultados mostraram que as amostras não se enquadram em
aplicação como agregados para concreto estrutural ou não estrutural por não
atender o requisito de desgaste de abrasão, apresentando resultado superior a
50% de material desgastado, porém estes agregados podem ser aplicados em
obras de pavimentação, contra piso de interiores de unidades habitacionais,
fixação de tubulações e outras aplicações comumente utilizadas. As aplicações
em argamassas necessitam da realização de ensaios específicos para
aprovação nos requisitos exigidos por norma.
Palavras-chave: RCD; AGREGADO GRAÚDO; CARACTERIZAÇÃO;
RESIDUO.
ABSTRACT
Civil construction has great representation in the consumption of natural
resources, involving industries that manufacture the materials needed to carry
out works, it is also responsible for a large portion of solid waste generation.
The inappropriate disposal of waste generated in the construction and
demolition is one of the factors that are discussed in conferences and meetings
in various regions of Brazil and the world. In the face of this situation arise
policies of construction and demolition waste management (RCD) aimed at
recycling and reducing the generation of this waste. Due to the heterogeneity of
this material it is necessary to characterize the recycled aggregates for the
study of possible applications. The objective of this work is to identify possible
applications for aggregates of RCD following the requirements of the standards.
Tests were carried out on two samples (RCD1 and RCD2), both of them
aggregates recycled by a plant installed in Rio Grande do Norte. The results
showed that the samples do not apply as aggregates to structural or non-
structural concrete because they do not meet the requirement of abrasion wear,
presenting a result of more than 50% of worn material, but these aggregates
can be applied in paving works, against interior flooring of housing units, pipe
fastening and other commonly used applications. Applications in mortars need
to carry out specific tests for approval in the requirements required by standard.
Keywords: RCD; AGGREGATE; DESCRIPTION; RESIDUE.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Variabilidade de agregados de RCD reciclados em Santo
André, SP (ÂNGULO, 2005)................................................................................. 8
Figura 2 – Normas técnicas relativas à reciclagem de RCD (MIRANDA,
ÂNGULO, CARELI, 2009, p. 58) .......................................................................... 10
Figura 3 – Esquema da metodologia empregada no trabalho .............................. 11
Figura 4 – Agregado graúdo (RCD1) ................................................................... 12
Figura 5 – Agregado graúdo (RCD2) ................................................................... 12
Figura 6 – Série de peneiras utilizadas no ensaio de granulometria .................... 14
Figura 7 – Recipiente utilizado para lavagem do agregado e aferição da
massa submersa .................................................................................................. 16
Figura 8 – Recipiente utilizado no ensaio para determinação de massa
unitária ................................................................................................................. 17
Figura 9 – Máquina de realização do ensaio de abrasão Los Angeles -
Tambor (ôco de aço) ............................................................................................ 21
Figura 10 – Carga abrasiva (esferas de fundição de material metálico) .............. 21
Figura 11 – Curvas granulométricas do agregado RCD1 ..................................... 23
Figura 12 – Curvas granulométricas do agregado RCD2 ..................................... 24
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Frações de grãos por peneira ............................................................. 19
Tabela 2 – Parâmetros do ensaio de abrasão...................................................... 20
Tabela 3 – Análise granulométrica da amostra RCD1 ......................................... 22
Tabela 4 – Análise granulométrica da amostra RCD2 ......................................... 23
Tabela 5 – Diâmetro máximo de cada amostra .................................................... 24
Tabela 6 – Valores de massas (amostra seca, amostra na condição saturada
superfície seca, amostra em água saturada) ....................................................... 25
Tabela 7 – Valores calculados referentes à: massa específica do agregado
seco, massa específica do agregado na condição saturado superfície seca,
massa específica aparente, e absorção de água ................................................. 26
Tabela 8 – Massa unitária das amostras em estado solto ................................... 26
Tabela 9 - Índice de forma.................................................................................... 27
Tabela 10 – Dados do ensaio de abrasão ............................................................ 28
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
RCD – Resíduos de Construção e Demolição
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
NBR – Norma Brasileira
NM – Norma Mercosul
CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente
RCD – Resíduos de Construção e Demolição
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 1
1.1. Objetivos........................................................................................................... 2
1.2. Objetivos específicos ........................................................................................ 2
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................... 3
2.1. Resíduos da construção e demolição (RCD) .................................................... 3
2.2. Regulamentações, legislação e normas ........................................................... 4
2.3. Reciclagem dos RCD ....................................................................................... 6
2.4. Caracterizações dos agregados ....................................................................... 8
2.5. Destinação e reutilização.................................................................................. 9
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ....................................................................... 11
3.1. Materiais ........................................................................................................... 11
3.2. Caracterização ................................................................................................. 13
3.3. Análise granulométrica ..................................................................................... 13
3.4. Determinação de massa específica do agregado seco, massa
específica do agregado na condição saturado superfície seca, massa
específica aparente e absorção de água. .......................................................... 15
3.5. Massa unitária .................................................................................................. 17
3.6. Índice de forma pelo método do paquímetro .................................................... 18
3.7. Desgaste por abrasão ...................................................................................... 20
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO22
4.1. Análise granulométrica ..................................................................................... 22
4.2. Determinação de massa específica do agregado seco, massa
específica do agregado na condição saturado superfície seca, massa
específica aparente e absorção de água. .......................................................... 25
4.3. Massa unitária .................................................................................................. 26
4.4. Índice de forma pelo método do paquímetro .................................................... 27
4.5. Desgaste por abrasão ...................................................................................... 28
5. CONCLUSÃO .......................................................................................................... 29
REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 30
1
1. INTRODUÇÃO
A crescente demanda por construções gerada pelo crescimento populacional
ocasiona um grande volume de resíduos gerados pela construção civil e demolição –
RCD.
Neste cenário, dentre as indústrias que degradam o meio em que vivemos, a
indústria da construção destaca-se por ser responsável por 20 a 50% do total de
recurso naturais consumidos (SANTOS, 2007).
Os resíduos provindos principalmente da demolição apresentam uma
variedade de materiais que anteriormente estavam em aplicações distintas. São
materiais cerâmicos, poliméricos e metálicos, em concentrações diferentes reunidos
em um volume.
A maioria das usinas recicladoras de RCD, tanto no Brasil como em outros
países, basicamente utilizam os processos de britagem e peneiramento na produção
de reciclados, os principais produtos comercializados são agregados graúdos (acima
de 4,8mm), os agregados muitas vezes são descartados (HAWLITSCHE, 2014).
A viabilidade técnica de aproveitamento de um material em um processo de
reciclagem está condicionada às suas condições de preservação ou às suas
características. Desse modo, as matérias-primas secundárias (resíduos) devem ser
identificadas, classificadas, reduzidas (em volume, em forma física ou química) e
separadas (NAGALLI, 2014).
Este trabalho tem por finalidade caracterizar os materiais provenientes de
uma empresa recicladora de resíduos de demolição e analisar algumas das
possibilidades de aplicação, levantando em consideração a viabilidade econômica e
aprovação do material segundo as normas técnicas vigentes.
2
1.1 OBJETIVOS
Caracterizar os materiais reciclados de resíduos da construção e demolição,
visando à utilização em aplicações com viabilidade econômica.
1.1.1 Objetivos específicos
- Caracterizar os materiais segundo normas da ABNT de ensaios para
agregados graúdos.
- Analisar as possibilidades de utilização dos materiais - RCD.
3
2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO (RCD)
A construção civil no modelo atual em que é conduzida tem sido uma das
grandes geradoras de resíduos. No Brasil, onde a maioria dos processos
construtivos é essencialmente manual e cuja execução se dá praticamente no
canteiro de obras, os resíduos gerados além de serem prejudiciais ao meio
ambiente, ocasionam problemas relacionados à logística e prejuízos financeiros
(NAGALLI, 2014).
Algumas definições para resíduos da construção e demolição estão presentes
no meio acadêmico, segundo Ângulo (2000, p.8) considera-se RCD todo e qualquer
resíduo oriundo das atividades de construção, podendo ser de pequenas reformas,
demolição incluindo atividades de obras de arte, solos ou resíduos de vegetação
presentes em limpezas de terrenos.
Segundo Leite (2001), este material é definido como um resíduo que é
provindo de construções, reparos, reformas, e demolições de estruturas e estradas.
Apesar de diferentes definições, compreendemos que os materiais
provenientes de construção e demolição que não apresentam serventia no campo
de onde vieram são considerados resíduos, o (CONAMA, 2002) define de tal forma:
[...] são os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de
obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação
de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos,
rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros,
argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações,
fiação elétrica etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou
metralha.
Esses resíduos representam uma grande parcela da massa dos resíduos
sólidos urbanos, “uma estimativa aponta para um montante de 68,5 milhões de
toneladas por ano, visto que 137 milhões de pessoas vivem no meio urbano”
(ÂNGULO, 2005, p.1).
4
2.2 REGULAMENTAÇÕES, LEGISLAÇÃO E NORMAS
Alguns encontros e congresso abordam a reutilização de resíduos, onde foram
desenvolvidas normalizações para a utilização de agregados provenientes dos
resíduos de construção e demolição (VIEIRA, 2003).
Em 2002 o Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA estabeleceu
diretriz, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil
homologando a resolução nº 307 em 5 de julho do ano vigente.
No Brasil a regulamentação do CONAMA classifica os RCD da seguinte
forma:
a. Classe A - são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais
como:
o de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de
outras obras de infra-estrutura, inclusive solos provenientes de
terraplanagem;
o de construção, demolição, reformas e reparos de edificações:
componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento
etc.), argamassa e concreto;
o de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em
concreto (blocos, tubos, meio-fios etc.) produzidas nos canteiros de
obras;
b. Classe B - são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como
plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras, embalagens vazias de
tintas imobiliárias e gesso;
c. Classe C - são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas
tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua
reciclagem ou recuperação;
d. Classe D - são resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais
como tintas, solventes, óleos e outros ou aqueles contaminados ou
5
prejudiciais à saúde oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas
radiológicas, instalações industriais e outros bem como telhas e demais
objetos e materiais que contenham amianto ou outros produtos nocivos à
saúde.
A regulamentação dessa resolução foi o primeiro passo para a reciclagem de
resíduos de construção no Brasil (VIEIRA, 2003).
As legislações referentes aos RCD ainda são pouco expressivas, no entanto, a
resolução nº 307 do CONAMA (2002), juntamente com a Lei 12.305/10 que institui a
Política Nacional dos Resíduos Sólidos (2010), são de extrema importância, pois
regulamentam definições nos aspectos que tangem os RCD, atribui
responsabilidades aos geradores, transportadores e gestores públicos,
estabelecendo ainda, critérios e procedimentos para gestão dos resíduos da
construção civil, assim como as ações necessárias à minimização dos impactos
ambientais (MORAND, 2016).
As normas técnicas que classificam as frações minerais do RCD resultam em
agregados reciclados com propriedades físicas e composição variável, além de que
na realidade nacional as fases classificadas visualmente pela catação nos agregado
de RCD reciclados também apresentam essa diversidade de propriedades físicas
(ANGULO, 2005).
A caracterização do RCD é obrigatória para definir onde esse material poderá ser
empregado e qual o tratamento que deve ser realizado para garantir uma
reutilização e reciclagem bem-sucedida (MORAND, 2016).
6
2.3 RECICLAGEM DOS RCD
A reciclagem tornou-se uma necessidade nos últimos anos, sendo esta uma
medida constantemente defendida, não apenas por ambientalista, mas também por
empreendedores que vislumbram a rentabilidade dos materiais reciclados.
Em muitos países onde o uso dos agregados reciclados está inserido, foram
desenvolvidas propostas de especificação do material, garantindo a utilização desse
material da melhor forma (LEITE, 2001).
A utilização de reciclados dos resíduos em questão é uma alternativa para
economizar os recursos naturais utilizados como matéria-prima na construção civil,
além de ser uma possibilidade de redução nos custos de construção, reduzindo o
volume de descarte (LIMA E CABRAL, 2013)
A busca por maior produtividade demanda no canteiro de obras um ritmo
acelerado, sendo este um ambiente dinâmico que constantemente sobre
modificações devido o cronograma da execução dos serviços (SANTOS 2007).
Os resíduos da construção e demolição requerem tratamento para que
possam ser reciclados, já que a maioria dos geradores desses materiais dá pouca
importância ao quesito reciclagem, Nagalli (2014) ressalta que os materiais uma vez
misturados tornam-se de difícil separação, outro agravante são os materiais
“obsoletos” originados em processos construtivos antigos.
É notável que a grande quantidade de entulho gerado evidencie o desperdício
irracional de materiais, seja na extração, na logística até a sua utilização final do
canteiro de obra (HALMEMAN, SOUZA, CASARIN, 2010).
As discussões geradas sobre o grande volume de resíduos gerados pelo
setor da construção, descartados inadequadamente em locais não propícios para
esse fim, aos poucos esse tem tomado espaço no âmbito da política e da sociedade
em geral, vista a importância do tema e a conscientização ambiental (SILVA, 2009).
Na União Européia, da qual participam países como a Holanda, Dinamarca,
Alemanha apresentam índices de reciclagem desse resíduo entre 50% e 90%,
existem países com índices inferiores a 50%, como Portugal e Espanha (ANGULO,
2005, p.1).
No Brasil a reciclagem de RCDs iniciou-se nos anos 90 com as primeiras
usinas de reciclagem instaladas pelas prefeituras de São Paulo, SP (1991),
7
Londrina, PR (1993), e de Belo Horizonte, MG (1994) (MIRANDA, ÂNGULO,
CARELI, 2009).
O pioneiro nos estudos sobre a reciclagem dos RCD no Brasil foi o arquiteto
Tarcisio de Paula Pinto, em 1986. Sua dissertação de mestrado abordou a utilização
de resíduos de construção na fabricação de argamassas (VIEIRA, 2003).
A reciclagem realizada usualmente nas usinas nacionais é composta
basicamente por operações de cominuição e de separação por tamanho, a
quantificação visual das fases presentes nos agregado nos oferece pouca
informação sobre a sua composição. A catação realizada manualmente dos
agregados graúdos pode resultar em agregados reciclados com teores de materiais
não minerai de até 3,5% de massa. Diferente das operações realizadas no exterior,
onde se utiliza-e a separação por via úmida, como os jigues (ÂNGULO, 2005).
Tanto no Brasil como em outros países que utilizam os RCD, envolve etapa
de britagem e peneiramento, sendo poucas as usinas que fazem o beneficiamento
mineral para a separação das fases inorgânicas.
Segundo Grigoli (2001), conforme citado por Vieira (2003) A reciclagem do
entulho, apesar de existirem técnicas mais sofisticadas tecnologicamente, pode ser
realizada com instalações e equipamentos de baixo custo, podendo até mesmo ser
realizada na própria obra que gera o resíduo, reduzindo uma significativa parcela de
atividades agregadas, como por exemplo, os custos com o transporte.
8
2.4 CARACTERIZAÇÕES DOS AGREGADOS
Os resíduos de construção e demolição apresentam na sua grande maioria
uma heterogeneidade se tratando da variedade de materiais aplicados no campo de
obra. É comum designar esses materiais com o termo genérico caliça (ou entulho ou
metrala). A caliça é, portanto um conjunto de materiais, em geral não segregados.
(NAGALLI, 2014, p. 65).
Segundo Santos (2007) usualmente, a caracterização dos RCD é realizada
indicando a participação de diferentes fases de solo, rochas, concretos, argamassas,
cerâmicas, gesso, madeira, plásticos, metais, entre outros materiais.
A figura 1 apresenta dados coletados por Angulo (2005), o estudo realizado
mostra a variação das diversas fases presentes por caçamba, gerado por uma usina
de reciclagem situada na cidade de Santo André/SP.
Figura 1. Variabilidade de agregados de RCD reciclados em Santo André, SP (ANGULO, 2005).
Angulo (2005) sugere que a separação por densidade mostra ser um critério
mais interessante por se relacionar com as propriedades físicas dos agregados de
RCD reciclados, sua porosidade, e resistência mecânica e durabilidade dos
concretos.
Estes agregados reciclados são utilizados de acordo com suas propriedades
(granulometria, absorção de água, densidade, e outras), as quais, por sua vez, são
9
determinadas pelo tipo de processamento à que são submetidas (HAWLITSCHEK,
2014)
2.5 DESTINAÇÃO E REUTILIZAÇÃO
Estudos relacionados ao uso dos agregados reciclados de resíduos de
construção e demolição (RCD) são relativamente antigos (Miranda, Angulo, Careli,
2009).
Segundo Lima e Santos (2013), no Brasil são muitos os trabalhos de
pesquisas tecnológicas envolvendo o uso sustentável de RCC que comprovam a
viabilidade técnica destes resíduos como agregado reciclado para a fabricação de
argamassas (ASSUNÇÃO; CARVALHO; BARATA, 2007), concretos (CABRAL,
2007), utilização em pavimentos (LIMA, 2008) e estruturas de solo reforçado
(SANTOS, 2007),(MIRANDA; ÂNGULO; CARELI, 2009) apresentam dados mais
antigos referentes ao uso de RCD, foram realizadas por Pinto (1986) em
argamassas, Bodi (1997) em pavimentos, Levy (1997) em argamassas e Zordan
(1997) em concretos.
Os estudos realizados visando à reciclagem dos RCD mostram-se bastante
concentrados na produção de agregados para a fabricação de concreto e para a
aplicação de pavimentação (SANTOS, 2007, p. XI).
Estes agregados reciclados são utilizados de acordo com suas propriedades
(granulometria, absorção de água, densidade e outras), as quais, por usa vê, são
determinadas pelo tipo de processamento à que são submetidas (HAWLITSCHEK,
2014).
A aplicação dos agregados de RCD em concretos é viável, inclusive em
fração miúda. Porém as normas que regulamentam o uso dos agregados de RCD
reciclados não são facilmente aplicadas nas usinas de reciclagem (ÂNGULO, 2005).
O material transformado em agregados pode ser utilizado em algumas
aplicações que já possuem normativas que regulamentam o uso, foram estas
elaboradas por Comitês Técnicos e publicadas pela ABNT (Figura 2).
10
Norma Nome
NBR 15113:2004 Resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes – Aterros –
Diretrizes para projeto, implantação e operação
NBR 15114:2004 Resíduos sólidos da construção civil – Áreas de reciclagem – Diretrizes
para projeto, implantação e operação
NBR 15115:2004 Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil – Execução
de camadas de pavimentação – Procedimentos
NBR 15116:2004 Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil – Utilização
em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural – Requisitos
Figura 2- Normas técnicas relativas à reciclagem de RCD (MIRANDA, ÂNGULO, CARELI,
2009, p. 58).
Segundo Morand (2016) por não haver um processo criterioso de separação
dos resíduos, agregados reciclados não apresentam homogeneidade de suas
características, de um modo geral quando mais adequado às normas tecnicas,
maiores serão as possibilidades de aplicações, por exemplo:
a) Preenchimento de rasgos de paredes para tubulações hidráulicas e
elétricas;
b) Fixação de caixas elétricas e tubulações;
c) Contra piso de interiores de unidades habitacionais;
d) Sistemas de drenagem (deve possuir alta permeabilidade para coletar e
transportar os efluentes gerados em uma velocidade maior que a de produção);
e) Aterramento de valetas junto ao solo;
f) Pavimentação;
g) Agregados para o concreto;
h) Agregados para argamassa.
Morand (2016) ressalta que: pavimentação, agregados para concreto e
agregados para argamassa ainda são as principais aplicações dos agregados
reciclados dos RCD.
11
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A metodologia utilizada neste trabalho seguiu o esquema do fluxograma
(Figura 3).
Resíduos da Construção civil e Demolição (RCD)
Usina de reciclagem
Caracterização
Análise
Aplicação
Granulometria
Desgaste de abrasão
Índice de forma
Massa unitária
Massas específicas
Absorção de água
Figura 3- Esquema da metodologia empregada no trabalho
3.1 MATERIAIS
Os Resíduos de construção e demolição caracterizados nesse trabalho são
provenientes da usina de reciclagem ECOBRIT localizada na região metropolitana
de Natal/RN nas proximidades da BR 406, situada na Avenida Ajemiro dos Santos,
1350 - Guajiru, São Gonçalo do Amarante - RN, 59290-413.
Para o desenvolvimento deste trabalho foram caracterizadas duas amostras
RCD1 e RCD2 (Figura 4 e Figura 5) respectivamente, de mesmo material
processado com faixa granulométrica distintas, sendo ambos agregados graúdos
segundo a norma ABNT NBR NM 248.
Segundo a Resolução CONAMA 307, as amostras são classificadas na classe A.
12
Figura 4 – Agregado graúdo (RCD1)
Figura 5 – Agregado graúdo (RCD2)
13
3.2 CARACTERIZAÇÃO
A caracterização dos materiais foi realizada no Laboratório de Materiais de
Construção - LMC da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, localizado no
Núcleo de Tecnologia Industrial (NTI).
Os ensaios foram regidos segundo a norma ABNT NBR 7211 - Agregados para
concreto – Especificação, que determina quais ensaios devem ser realizados
especificamente para obtenção de características dos agregados, sendo estas
exigidas para agregados destinados à aplicação em concreto de cimento Portland,
para realização dos ensaios seguintes, os agregados foram secados em estufa à
100°C por 24 h.
Os ensaios realizados na caracterização dos materiais foram:
• Granulometria (ABNT NBR NM 248)
• Massa específica do agregado seco,massa específica do agregado na
condição saturado superfície seca, massa específica aparente e
absorção de água.(ABNT NBR NM 53:2003)
• Massa unitária (ABNT NBR 7251)
• Desgaste de abrasão (ABNT NBR NM 51)
• Índice de forma pelo método do paquímetro (ABNT NBR 7809).
3.3 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
Para a realização do ensaio de análise granulométrica a norma NBR NM 248 –
(Agregados - Determinação da composição granulométrica) determina a massa
mínima da amostra de ensaio segundo a dimensão máxima do agregado.
Sendo assim, as dimensões máximas dos agregados RCD1 e RCD2 são de
9,5mm e 25,4mm respectivamente, foram utilizados 1 Kg de RCD1 e 2 Kg do RCD2.
Para o agregado RCD1 foi utilizada a série de peneiras com aberturas de malha
(em mm): 12,5 / 9,5 / 6,3 / 4,8 / 2,4 /1,2 / 0,6 / 0,3 / 0,15 e <0,15 mm. Para o
agregado RCD2 foi utilizada a série de peneiras: 37,5 / 31,3 / 25,4 / 19,1 / 12,5 / 9,5 /
6,3 / 4,8 / 2,4 /1,2 / 0,6 / 0,3 / 0,15 e <0,15 mm.
O peneiramento foi realizado de forma manual e individual, encaixando cada
peneira previamente limpa, o fundo e a tampa; iniciando com as peneiras de
14
graduação maior até a de menor malha (Figura 6). O peneiramento teve duração de
aproximadamente 1 minuto por peneira, com agitação em movimentos laterais e
circulares alternados, tanto no plano horizontal quanto inclinado.
Figura 6 - Série de peneiras utilizadas no ensaio de análise granulométrica.
Ao passar da porção total, acumulava-se a quantidade de material com
dimensão superior a malha da peneira, cada porção de material retido por peneira
foi pesado. O somatório de todas as massas não diferiu de 0,3% da massa utilizada
inicialmente. Podendo assim ser considerado válido o ensaio.
15
3.4 DETERMINAÇÃO DE MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO SECO, MASSA
ESPECÍFICA DO AGREGADO NA CONDIÇÃO SATURADO SUPERFÍCIE SECA,
MASSA ESPECÍFICA APARENTE E ABSORÇÃO DE ÁGUA.
Para realização dos ensaios que determinam: massa específica do agregado
seco, massa específica do agregado na condição saturado superfície seca, massa
específica aparente e absorção de água, foram seguidos os procedimentos ditados
na norma ABNT NBR NM 53:2003, as aparelhagens constituíram de : balança com
capacidade de 10 kg e resolução de 1 g, recipiente em forma de cesto com abertura
de malha igual ou inferior a 3,35 mm e capacidade para 4 dm3 a 7 dm3, recipiente
com capacidade que comportou o cesto totalmente submerso em água e peneira
com abertura de 4,75mm.
Os materiais coletados foram depositados nos cestos descritos na norma (Figura
7), em seguida foi realizada a lavagem completa do agregado com propósito de
remover o pó ou outros materiais da superfície.
O procedimento para pesagem de cada massa seguiu os seguintes
procedimentos: o agregado ficou submergido em água por um período de 24 h, o
material saturado foi retirado da água e envolvido em um pano absorvente até a
absorção da água que era possível ser visualizada na superfície das partículas,
imediatamente após serem enxugadas, as amostras foram pesadas com precisão de
1g, aferindo a massa do agregado saturado com superfície seca (ms).
Logo em seguida, as amostras foram depositadas nos recipientes e submergidas
em água, o aparato foi inserido sob a balança e pesado, aferindo a massa em água
(ma). A massa do agregado seco (m) foi obtida após o agregado ser seco em estufa
em temperatura de 100°C.
16
Figura 7 – Recipiente utilizado para lavagem do agregado e aferição da massa
submersa.
Os valores obtidos foram determinados pelas seguintes equações:
� =�
�� − ��
( 1) �� =��
�� − ��
(. 2)
�� =�
� − ��
( 3) � =�� − �
��100 ( 4)
Sendo:
d, massa específica do agregado seco, em gramas por centímetro cúbico;
ds, massa específica do agregado na condição saturado superfície seca, g/cm3
da,massa específica aparente, g/cm;
m,massa ao ar da amostra seca, em gramas;
ms, massa ao ar da amostra na condição saturada superfície seca, em gramas;
ma, massa em água da amostra saturada, em gramas;
A ,absorção de água, em porcentagem;
17
3.5 MASSA UNITÁRIA
O ensaio para determinação da massa unitária foi realizada conforme
instruções da norma ABNT NBR 7251 – Agregado em estado solto – Determinação
da massa unitária. Para realização do ensaio foram utilizados: balança com
capacidade de 10 kg e resolução de 1 g, recipiente cúbico (Figura 8) e uma régua de
material metálico.
O recipiente foi preenchido com os materiais com o auxilio de uma concha,
mantendo sempre uma altura de 10 a 12 cm da borda do recipiente, o lançamento
no ato de encher o recipiente foi realizado lentamente com o propósito de não
segregar as partículas, mantendo-as como recebido.
Após o recipiente completamente cheio passou-se a régua sobre a superfície,
regularizando as saliências que se apresentavam para a extremidade do caixote. Em
seguida o recipiente preenchido com o agregado foi pesado.
Figura 8 – Recipiente utilizado no ensaio para determinação de massa unitária.
18
Os valores obtidos foram determinados pela seguinte equação :
� =��
��
(. 5)
Sendo:
d ,massa unitária do agregado solto, em gramas por centímetro cúbico;
mT, massa do agregado;
vR, volume do recipiente utilizado.
3.6 ÍNDICE DE FORMA PELO MÉTODO DO PAQUÍMETRO
O ensaio foi realizado segundo a norma ABNT NBR 7809 Agregado graúdo –
Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro - Método de ensaio,
este ensaio é realizado para agregados com dimensão máxima superior a 9,5 mm. A
aparelhagem utilizada constituiu de peneiras das séries normal e intermediária e o
paquímetro.
O índice de forma do agregado é a média da relação entre o comprimento e a
espessura dos grãos do agregado, ponderada pela quantidade de grãos de cada
fração granulométrica que o compõe (ABNT, 2005, p.2).
Para realização das medidas foi necessário efetuar uma divisão em frações, a
divisão levou em consideração os resultados obtidos no ensaio de granulometria,
desprezou-se as frações passantes na peneira com abertura de malha de 9,5mm e
aquelas cujas porcentagens, em massa, retidas individuais sejam iguais ou menores
que 5%, no total são necessários 200 grãos para realização do ensaio.
O ensaio não foi realizado com a amostra RCD1, pois o diâmetro mínimo exigido
para o ensaio é de 9,5mm.
A quantidade de grãos é definida pela equação:
�� =200
∑ ������
(. 6)
19
Sendo:
Ni, número de grãos a serem medidos na fração i;
Fi, porcentagem de massa retida individual da fração i.
A tabela 1 apresenta os valores calculados para todas as frações necessárias:
Tabela 1 - Frações de grãos por peneira
19,1 mm 12,5 mm 9,5 mm
Fi, (%) 18,66 47,696 20,445
Ni 43 110 47
Com o uso do paquímetro foram realizadas duas medidas de cada grão, medida
de comprimento e de largura, a norma orienta que:
Comprimento de um grão (c): Maior dimensão possível de ser medida em
qualquer direção do grão;
Espessura de um grão (e): Menor distância possível entre planos paralelos entre
si em qualquer direção do grão
20
3.7 DESGASTE DE ABRASÃO
Para realização dos ensaios de abrasão, os agregados foram separados por
peneiramento em diferentes frações, de acordo com a tabela 2 da norma ABNT NBR
NM 51 - Agregado graúdo - Ensaio de abrasão “Los Ángeles”, os agregados foram
lavados e secos em estufa a 100°C, a tabela 2 traz os parâmetros de ensaio:
quantidade de material a ser ensaiado, quantidade de corpos moedores, número de
rotações do tambor e peneiras.
Tabela 2 – Parâmetros do ensaio de abrasão
Graduação
Peneiras Massa
parcial (g)
Nº de
rotações do
tambor
(RPM)
Quantidade
de esferas
abrasivas Passando Retido
RCD1 C 3/8” 1/4” 2500 ~ 10
500 8 1/4” N°4 2500 ~ 10
RCD2 B 3/4” 1/2" 2500 ~ 10
500 11 1/2" 3/8” 2500 ~ 10
As amostras foram depositadas no tambor (Figura 9) juntamente com a carga
abrasiva (Figura 10), após o tempo compreendido presente na tabela acima, o
material foi retirado do tambor e peneirado na peneira com abertura de malha de
1,7mm.
Os valores obtidos foram determinados pela seguinte equação:
=� − ��
� � 100
Sendo:
P, perda por abrasão, em porcentagem;
m, massa da amostra seca, em gramas;
m1, massa do material retido na peneira com abertura de malha de 1,7 mm,em
gramas.
21
Figura 9 – Máquina de realização do ensaio de abrasão Los Angeles - Tambor (ôco de
aço)
Figura 10 – Carga abrasiva (esferas de fundição de material metálico)
22
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA
A tabela 3 e 4 apresenta os valores obtidos pela análise granulométrica das
amostras RCD1 e RCD2 respectivamente. Nas figuras 11 e 12, são apresentadas as
curvas granulométricas produzidas de cada amostra.
Tabela 3 –Análise granulométrica da amostra RCD1
Diâmetro da peneira
(mm) Material retido (g)
Porcentagem (%)
Retida Acumulada
9,5 18,9 1,89 1,89
6,3 299,3 29,96 31,85
4,8 332,0 33,23 65,08
2,4 249,8 25,00 90,08
1,2 23,9 2,39 92,47
0,6 16 1,60 94,07
0,3 20,3 2,03 96,1
0,15 18,1 1,81 97,91
d < 0,15 20,7 2,07 99,98
Total 999 99,98
23
Figura 11 - Curvas granulométricas do agregado RCD1.
No resultado de análise granulométrica do agregado RCD1 observa-se uma
concentração de material retido na série de peneiras de malha 6,3mm; 4,8mm e
2,4mm; que corresponde a 88,1% do total
Tabela 4 - Análise granulométrica da amostra RCD2
Diâmetro da peneira
(mm) Material retido (g)
Porcentagem (%)
Retida Acumulada
31,7 31,3 1,560 1,56
25,4 34 1,698 3,25
19,1 373,6 18,666 21,924
12,5 954,6 47,696 69,62
9,5 409,2 20,445 90,065
6,3 155,1 7,749 97,814
4,8 19,1 0,950 98,764
2,4 6,0 0,299 99,063
1,2 0,6 0,0299 99,093
0,6 1,6 0,0799 99,173
0,3 3,8 0,1898 99,363
0,15 5,3 0,2648 99,627
d < 0,15 7,2 0,3597 99,987
Total 2001,4
1,89
31,85
65,08
90,08 92,47 94,07 96,19 97,91 99,98
1
10
100
0 2 4 6 8 10
Por
cen
tage
m a
cum
ula
da
Diâmetro (mm)
24
Figura 12 - Curvas granulométricas do agregado RCD2.
No resultado de análise granulométrica do agregado RCD2 observa-se uma
concentração de material retida na série de peneiras de malha 19,1 mm, 12,5 mm e
9,5 mm que correspondem a 86,81%.
Os agregados reciclados em geral tendem a uma composição granulométrica
um pouco mais grossa que os agregados naturais (LEITE, 2001).
A partir dos resultados, foi obtido o valor de diâmetro máximo das amostras
caracterizadas (Tabela 5), segundo a norma NBR NM 248 – Grandeza associada à
distribuição granulométrica do agregado, correspondente à abertura nominal, em
milímetros, da malha da peneira da série normal ou intermediária, na qual o
agregado apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente
inferior a 5% em massa.
Tabela 5 - Diâmetro máximo de cada amostra
RCD1 RCD2
Diâmetro máximo (mm) 9,5 25,5
1,56
3,258
21,924
69,62
90,06597,814 98,764 99,063 99,0929 99,1728 99,3626 99,6274 99,9871
1
10
100
0 2 4 6 8 10 12 14
Por
cen
tage
m a
cum
ula
da
Diâmetro (mm)
25
4.2 MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO SECO, MASSA ESPECÍFICA DO
AGREGADO NA CONDIÇÃO SATURADO SUPERFÍCIE SECA, MASSA
ESPECÍFICA APARENTE E ABSORÇÃO DE ÁGUA.
Na tabela 6 estão apresentados os valores de cada massa requerida para os
cálculos de massa específica do agregado seco, massa específica do agregado na
condição saturado superfície seca, massa específica aparente e absorção de água
Tabela 6 – Valores de massas (amostra seca, amostra na condição saturada superfície seca, amostra em água saturada).
RCD1 RCD2
m 861,8 g 1423,0 g
ms 980,6 g 1559,6 g
ma 524,4 g 859,2 g
m - massa ao ar da amostra seca, em g;
ms - massa ao ar da amostra na condição saturada superfície seca, em g;
ma- massa em água da amostra saturada, em g.
Na tabela 7 estão apresentados os valores de massa específica do agregado
seco, massa específica do agregado na condição saturado superfície seca, massa
específica aparente, e absorção de água, calculadas a partir das equações x, y, z et.
Os resultados calculados se referem a massa em gramas que cada amostra ocupa
em 1 (um) centímetro cúbico.
26
Tabela 7 – Valores calculados referentes à: massa específica do agregado seco,
massa específica do agregado na condição saturado superfície seca, massa específica
aparente, e absorção de água.
Amostra
Massa
específica do
agregado seco
(g/cm3)
Massa
específica do
agregado na
condição
saturado
superfície seca
(g/cm3)
Massa
específica
aparente (g/cm3)
Absorção de
água (%)
RCD1 1,8890 2,1494 2,554 13,785
RCD2 2,0316 2,2267 2,7013 9,599
Foi observado que a amostra RCD1 apresentou maior absorção de água,
essa variação para o mesmo tipo de material com faixas granulométricas diferentes
pode acontecer devido à maior área superficial do agregado.
As amostras de estudo apresentam porosidade similar. Podemos utilizar o
parâmetro de massa específica aparente como referência para determinar a
porosidade de agregados reciclados (HAWLITCHE, 2014).
4.3 MASSA UNITÁRIA
A tabela 8 apresenta o valor de massa unitária calculados pela equação 5.
Tabela 8 –Massa unitária das amostras em estado solto. Amostra Massa unitária (g/cm3)
RCD1 0,9958 RCD2 1,05095
27
4.4 ÍNDICE DE FORMA PELO PAQUÍMETRO
A tabela 9 apresenta o índice de forma pelo paquímetro, este índice foi
calculado através da média da razão do comprimento do grão por sua por
espessura.
Tabela 9 - Índice de forma
Amostra Índice de forma
RCD2 2,734
A partir do valor calculado do índice de forma, a amostra RCD2 é classificada
como lamelares, pois o valor encontrado é superior a 2.
Segundo Bazuco (1999) as formas dos agregados reciclados tendem a ser
bastante angulares comparados aos agregados naturais. Esta propriedade pode
variar de acordo com o concreto de origem dos agregados reciclados e com o tipo
de equipamento utilizado para britagem. Geralmente o britador de mandíbula
acentua a forma angular, enquanto que o britador giratório toma as partículas mais
arredondadas.
A norma ABNT NBR 7809 que define os requisitos para recepção e produção
dos agregados miúdos e graúdos destinados à produção de concretos de cimento
Portand, estabelece que o índice dos grãos do agregado para esta aplicação não
deve ser superior a 3.
28
4.5 DESGASTE POR ABRASÃO
O ensaio de abrasão “Los Angeles” realizado forneceu os resultados apresentados na tabela 10.
Tabela 10 - Dados do ensaio de abrasão
Peso da
amostra inicial
(g)
Peso do material
desgastado (g)
Peso do material retido
a peneira nº12 (g)
Percentagem de
desgaste
RCD1 5000 2694 2306 53,88 %
RCD2 5002 2603 2399 52,03%
As amostras utilizadas neste trabalho, segundo a norma ABNT NBR NM 51
são consideradas inadequadas para uso em concreto, por apresentarem índices de
perda por abrasão superior a 50% em massa.
O ensaio de perda por abrasão é um indicativo da qualidade do material, com
o mesmo se determina a resistência à fragmentação por choque e atrito das
partículas de agregado graúdo. Os agregados reciclados apresentam menor
resistência ao impacto e resistência ao desgaste por abrasão que os agregados
naturais, sendo necessária a aprovação por norma para sua utilização em diversas
aplicações (LEITE, 2001).
Os resíduos reciclados de alvenaria são, em geral, menos resistentes e mais
porosos que os de concreto, sendo necessário aumentar o consumo de cimento em
20% na produção do concreto novo para que este apresente resistência similar ao
do concreto convencional (MORAND, 2016).
29
5 CONCLUSÃO
Os agregados RCD1 e RCD2 apresentaram índices de desgaste à abrasão
superior a 50% da massa total, sendo este desconsiderado para o uso em concreto
estrutural conforme descrito nas exigências da norma ABNT NBR NM 51.
Porém, com o resultado apresentado de desgaste por abrasão é observado à
baixa resistência dos agregados, facilitando assim a moagem desse material,
podendo ser utilizada em aplicações que necessitam de agregados miúdos.
Os valores de absorção de água recomendados pela NBR 115116:2004
referente aos Agregados de resíduo misto (ARM) graúdo para aplicação em
concreto sem função estrutural devem ser inferiores a 7%, desconsiderando a
possibilidade de aplicação dos agregados deste estudo nesta finalidade, por
apresentarem índices de absorção de água superiores, sendo RCD1 = 13,785% e
RCD2 = 9,599%.
As amostras enquadram-se nos requisitos: Composição granulométrica não
uniforme, dimensão máxima característica e índice de forma, da norma ABNT NBR
15116:2004 - Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil-.
Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural, porém
para aplicação em pavimentações, é necessário à realização dos ensaios:
Contaminantes - teores máximos em relação à massa do agregado reciclado (%) e
Determinação da composição dos agregados reciclados graúdos por análise visual.
Segundo Oliveira e Cabral (2011) os materiais constituintes do RCD, ao
serem submetidos ao processo de reciclagem produzem uma quantidade
considerável de material pulverulento com finos inferiores a 75µm que podem ser
utilizados em argamassas, para essa finalidade os ensaios de Materiais
Pulverulentos e Impurezas Orgânicas são necessários.
O recolhimento deste material durante o processo de britagem pode ser uma
das alternativas para as usinas de reciclagem.
De forma geral, conclui-se que, os agregados de construção e demolição
podem ser usados na produção de agregados e serem reutilizados em aplicações da
construção civil, desde que atendam requisitos presentes nas normas, além de
reduzirem o consumo de matérias primas natural e a geração deste resíduo.
30
REFERÊNCIAS
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construção e demolição reciclados. 2001. Tese de Doutorado. Universidade de
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construção civil – Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função
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