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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL
CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA CIVIL
AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA
ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO
Julliana Simas Ribeiro
Orientador: Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer
Co-orientador: Prof. Dr. Edgar Bacarji
Goiânia
2005
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JULLIANA SIMAS RIBEIRO
AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA
ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO
Dissertação apresentada ao curso de Mestrado em Engenharia Civil da Universidade Federal de Goiás para obtenção do título de Mestre em Engenharia Civil
Área de Concentração: Estruturas e Materiais Orientador: Prof. Dr. André Luiz Bortolacci Geyer Co-orientador: Prof. Dr. Edgar Bacarji
Goiânia 2005
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Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)
(GPT/BC/UFG)
Ribeiro, Julliana Simas. R484a Avaliação do desempenho de blocos de concreto pa- ra alvenaria com e sem função estrutural produzidos com resíduos de concreto compactado com rolo / Julli- ana Simas Ribeiro. – Goiânia, 2005. 179f. : il. color. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, 2005. Bibliografia: f. 155-174. Anexos
1. Concreto - Análise 2. Blocos de concreto 3. Barra- gens de concreto 4. Concreto – Reciclagem 5. Agregados (materiais de construção) I. Universidade Federal de Goiás. Escola de Engenharia Civil II. Título.
CDU: 624.012.4
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AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA COM E SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL PRODUZIDOS
COM RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO
JULLIANA SIMAS RIBEIRO
Dissertação de Mestrado defendida e aprovada em 13 de junho de 2005, pela banca
examinadora constituída pelos professores:
_______________________________________________________
André Luiz Bortolacci Geyer, Dr. (UFG)
(ORIENTADOR)
_______________________________________________________
Edgar Bacarji, Dr. (UFG)
(CO-ORIENTADOR)
_______________________________________________________
Enio José Pazini Figueiredo, Dr. (UFG)
(EXAMINADOR INTERNO)
_______________________________________________________
Paulo Sérgio Lima Souza, Dr. (UFPA)
(EXAMINADOR EXTERNO)
_______________________________________________________
José Dafico Alves, Notório Saber (UFG)
(EXAMINADOR CONVIDADO)
_______________________________________________________
Moacir Alexandre Souza de Andrade, MSc. (FURNAS)
(EXAMINADOR CONVIDADO)
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Aos meus pais, que sempre
estiveram ao meu lado nos caminhos difíceis; manifestando companheirismo, amor e compreensão...
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...E aprendi que se depende sempre
De tanta, muita diferente gente
Toda pessoa sempre é as marcas
Das lições diárias de outras tantas pessoas
E é tão bonito quando a gente entende
Que a gente é tanta gente
Onde quer que a gente vá
E é tão bonito quando a gente sente
Que nunca está sozinho
Por mais que pense estar
É tão bonito quando a gente pisa firme
Nessas linhas que estão
Nas palmas de nossas mãos
É tão bonito
Quando a gente vai à vida
Nos caminhos onde bate
Bem mais forte o coração...
Luiz Gonzaga Júnior
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AGRADECIMENTOS
Difícil ... difícil é escrever esta página de agradecimentos... Pois até mesmo o
maior poder de síntese poderia resumir em tão poucas linhas todas as pessoas presentes e
todas as coisas boas que aconteceram nestes últimos dois anos. Talvez eu possa dizer que tudo
foi engrandecedor, tanto profissionalmente como pessoalmente. Talvez eu possa, ainda, dizer:
Obrigada a todos que direta ou indiretamente fizeram parte do desenvolvimento deste
trabalho.
Mas, como não poderia deixar de ser... algumas pessoas foram essenciais. Por isto
eu gostaria de agradecer:
Aos meus orientadores André Geyer e Edgar Bacarji por terem aceitado orientar-
me nesta pesquisa, principalmente pela competente orientação, disposição, tranqüilidade e
coerência com que lidam com seus orientandos.
Ao Professor José Dafico Alves, por quem guardo uma admiração e respeito sem
limites. Obrigado por ter me iniciado na pesquisa, ensinando-me a desenvolver projetos, o que
no mestrado me ajudou muito: obrigado pelas cartas de recomendação, pela orientação,
credibilidade, incentivo, apoio constante, amizade, companheirismo, e, fundamentalmente,
por ser para mim, um exemplo de dedicação, mostrando sempre seriedade e amor pelo que
faz.
Ao Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas
S.A., a quem gostaria de agradecer nas pessoas dos Engenheiros Rubens Bittencourt, Newton
Goulart Graça e Moacir Alexandre Souza de Andrade, pela viabilização da realização do
trabalho experimental.
Ao Engenheiro de FURNAS, Maurice Antoine Traboulsi, pela viabilização da
realização do trabalho experimental, pelas valiosas sugestões e contribuições dadas durante
toda esta pesquisa, pelo apoio constante, amizade, incentivo e disponibilidade sempre prestada
à minha pessoa.
Aos Engenheiros de FURNAS, Luciana dos Anjos, Eduardo Gambale, Reynaldo
Bittencourt, Flávio de Lima, Sérgio Botassi, Alexandre Chaves, Rodrigo Junqueira Calixto e
Joilson Inácio, aos Técnicos Élcio Guerra e Adão Rodrigues e à Geóloga Heloísa Helena, pelo
apreço e boa vontade sempre demonstrados e pelo auxílio durante a realização do programa
experimental. Em especial, gostaria de agradecer ao empenho e dedicação desprendida à
realização deste trabalho pelo coordenador desta pesquisa, Engº Alfredo Santos Liduário, pelo
inestimável apoio na realização deste trabalho.
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Ao Engenheiro de FURNAS, Alexandre de Castro, sempre me ajudando com
idéias ao longo desta pesquisa: obrigado pelas correções, pelo ensino das ferramentas
estatísticas, pelos ensinamentos computacionais, pelo apoio efetivo, pelo companheirismo e
pela grande amizade. Você é imprescindível.
Aos amigos de FURNAS, Alceu Castro e Olivano, pela ajuda ímpar quando da
realização da pesquisa bibliográfica.
A toda equipe técnica de FURNAS, em especial aos colegas Cláudio Luiz,
Emerson Júlio, Antônio Marques, Paulo Guimarães, Jesus Antônio, Rosivaldo, Paulo Arcanjo,
Ériko da Silveira, José Cícero, Joaquim, André, Marco Aurélio, Jacilene, Josean, Jésus Luiz,
Emerson, Álvaro Donizete, Ademir, Lutz e Jorge Luiz pela ajuda imprescindível quando da
execução do programa experimental.
À CAPES pelo indispensável suporte financeiro.
Aos professores do Curso de Mestrado em Engenharia Civil da Universidade
Federal de Goiás (CMEC - UFG), pelos valiosos ensinamentos ao longo de todo o curso de
mestrado que alargaram meu universo de pesquisa. Sinceros agradecimentos aos professores
Oswaldo Cascudo e Zenon del Prado pela atenção e disponibilidade constantes e às
professoras Helena Carasek e Rejane Tubino, pelas quais tenho profunda admiração.
À Neusa, Tancredo e Mário, secretários do Mestrado, pois sem eles tudo seria
mais difícil.
Aos queridos companheiros do mestrado: Carlos Alberto Squeff, Deyse Crhistina,
Simone Beserra, Heber de Paula, Ricardo Prado, Hélio Elias e Valda Mendonça; pelas
discussões dentro e fora da sala de aula. Tenham certeza que, durante nosso convívio quase
que diário, aprendi a respeitá-los e admirá-los pelos profissionais e pessoas maravilhosas que
são.
Em especial aos grandes amigos, Engº Ricardo Ferreira e Engª Tatiana Jucá, que
nos momentos mais difíceis me incentivaram muito, dando muito apoio e encorajamento
próprio das pessoas otimistas e maravilhosas que são.
Às minhas grandes amigas, Engª Ziza e Rosângela, que sempre contribuíram para
que eu pudesse vencer os desafios. Obrigada pela amizade, gargalhadas, companheirismo e
momentos de lazer. Pois por causa dela, este período de mestrado foi mais do que especial.
Às minhas irmãs, Ana Flávia e Ana Laura, pelo companheirismo e amizade, força
e incentivo sempre e por sempre acreditarem em mim e nos meus sonhos.
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Ao meu irmão Júlio, que mesmo de longe, sempre esteve perto do meu coração,
me apoiando, fazendo sugestões, sendo meu cúmplice e aliado, sempre acreditando que eu
conseguiria.
Ao meu pai, José Mário, pela compreensão, paciência, companhia e
principalmente, pelo incentivo e apoio dado ao longo de todo o curso de mestrado.
À minha mãe, Nazareth, que durante toda a sua vida não poupou esforços e
sacrifícios para tornar possíveis meus sonhos e ideais. Agradeço por cada palavra de apoio ou
repreensão, pela alegria nos momentos felizes, pelo incentivo e alto astral nos momentos
difíceis, por me mostrar o melhor caminho a seguir, pela dedicação e noites mal dormidas sem
saber o dia de amanhã como seria, foram tempos duros, mas que, com seu carinho e firmeza
conseguimos superar e hoje podemos comemorar. Sem você, eu nada seria.
À DEUS, onde sempre encontrei o apoio para as situações mais difíceis; pela
graça de ter chegado até aqui e pelas pessoas especiais que ele colocou ao meu redor.
A todos, meus sinceros agradecimentos,
Julliana.
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SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS ............................................................................................................15
LISTA DE QUADROS...........................................................................................................16
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS............................................................................17
RESUMO .......................................................................................................................18
ABSTRACT .......................................................................................................................19
CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO...........................................................................................19
1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DA PESQUISA .....................................23
1.2 OBJETIVOS............................................................................................................25
1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO...............................................................26
CAPÍTULO 2 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO E SEU RESÍDUO..........28
2.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO .....................................................28 2.1.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA BARRAGENS ..................................................................................................................29
2.1.2 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA PAVIMENTOS.................................................................................................................32
2.1.3 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA PESQUISAS EM LABORATÓRIO ................................................................................34
2.2 RESÍDUO DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO PROVENIENTE DE CONTROLE TECNOLÓGICO EM LABORATÓRIO...........................................36
2.2.1 DEFINIÇÃO.....................................................................................................36
2.2.2 POTENCIAL DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR ........................37
2.3 PERSPECTIVAS DE UTILIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO .........................................................................................40
CAPÍTULO 3 BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA..................................42
3.1 DEFINIÇÃO............................................................................................................42
3.2 CLASSIFICAÇÃO .................................................................................................42
3.3 MATERIAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO DOS BLOCOS....................43 3.3.1 CIMENTO ........................................................................................................43
3.3.2 AGREGADOS..................................................................................................44
3.3.3 ÁGUA...............................................................................................................44
3.3.4 ADITIVOS........................................................................................................45
3.4 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO PARA BLOCOS...............................45 3.4.1 ÍNDICE DE VAZIOS.......................................................................................46
3.4.2 QUANTIDADE DE ÁGUA .............................................................................47
3.4.3 MÉTODOS DE DOSAGEM ............................................................................49
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3.4.3.1 Método Besser Company.........................................................................50
3.4.3.2 Método ABCP...........................................................................................50
3.4.3.3 Método IPT/EPUSP adaptado para concretos secos ............................51
3.4.3.4 Método Columbia.....................................................................................52
3.4.3.5 Método Dafico ..........................................................................................53
3.5 PRODUÇÃO DOS BLOCOS ................................................................................56 3.5.1 EQUIPAMENTOS ...........................................................................................56
3.5.2 MISTURA E MOLDAGEM.............................................................................57
3.5.3 CURA ...............................................................................................................58
3.6 ESPECIFICAÇÕES PARA PROPRIEDADES DOS BLOCOS DE CONCRETO .......................................................................................................................60
3.7 PESQUISAS ENVOLVENDO A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS RECICLADOS COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO 62
CAPÍTULO 4 PROGRAMA EXPERIMENTAL – SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS...........................................................................66
4.1 INTRODUÇÃO.......................................................................................................66
4.2 RESÍDUO DE CCR ................................................................................................66 4.2.1 PROCEDÊNCIA...............................................................................................66
4.2.2 AMOSTRA DO RESÍDUO..............................................................................67
4.2.3 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA.....................................................................69
4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS...........................................................72 4.3.1 CIMENTO ........................................................................................................72
4.3.2 ANÁLISE QUÍMICA DO RESÍDUO..............................................................75
4.3.3 ENSAIO DE POZOLANICIDADE DO RESÍDUO ........................................77
4.3.4 ANÁLISES FÍSICAS DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR E DOS AGREGADOS CONVENCIONAIS................................................................................78
4.3.4.1 Composição Granulométrica ..................................................................81
4.3.4.2 Massa Específica ......................................................................................86
4.3.4.3 Massa Unitária .........................................................................................88
4.3.4.4 Absorção de Água ....................................................................................89
4.3.4.5 Teor de Material Pulverulento ...............................................................91
4.3.4.6 Desgaste por Abrasão ..............................................................................93 4.3.5 ENSAIO DE SANIDADE AO ATAQUE NA2SO4 DO RESÍDUO ................94
4.3.6 CLASSIFICAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO..........................................96
4.4 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS .......................................................................................................................97
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CAPÍTULO 5 PROGRAMA EXPERIMENTAL – SUBSTITUIÇÃO DOS AGREGADOS CONVENCIONAIS PELOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR.99
5.1 PLANEJAMENTO DOS ENSAIOS ...................................................................100 5.1.1 VARIÁVEIS INDEPENDENTES..................................................................100
5.1.2 VARIÁVEIS DEPENDENTES......................................................................103
5.2 PLANEJAMENTO DA AMOSTRA...................................................................105
5.3 DOSAGEM EXPERIMENTAL ..........................................................................106 5.3.1 AJUSTE DA PROPORÇÃO IDEAL DE ARGAMASSA.............................107
5.3.2 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DOS BLOCOS DE CONCRETO DE REFERÊNCIA E DOS BLOCOS DE CONCRETO RECICLADOS............................108
5.4 PRODUÇÃO DOS BLOCOS DE CONCRETO................................................110 5.4.1 MISTURA DOS MATERIAIS.......................................................................110
5.4.2 MOLDAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA..................................................113
5.4.3 CURA E ARMAZENAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA ..........................115
5.5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS NO CONCRETO FRESCO PARA PRODUÇÃO DOS BLOCOS .....................................115
5.5.1 ENSAIO DE TRABALHABILIDADE..........................................................115
5.5.2 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA.............................................................118
5.6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS EM BLOCOS DE CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO ........................................120
5.6.1 ASPECTO SUPERFICIAL ............................................................................120
5.6.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO .........................................123
5.6.3 ENSAIO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA .........................................................133
5.6.4 ENSAIO DO TEOR DE UMIDADE .............................................................139
5.6.5 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA............................144
CAPÍTULO 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................150
6.1 CONSIDERAÇÕES..............................................................................................151 6.1.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS RECICLADOS ...............................................................................................................151
6.1.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE A CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO DE CCR........................................................................................................152
6.1.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE O DESEMPENHO DO RESÍDUO DE CCR NA PRODUÇÃO DE BLOCOS ...........................................................................................152
6.2 PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS ..............................................154
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................155
ANEXO .....................................................................................................................175
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LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 – (a) Primeira concretagem experimental com CCR no Brasil, realizada na usina de Itaipu; (b) Primeira barragem com CCR no Brasil, realizada em Saco de Nova Olinda (MEDEIROS, 2005)...............................................................................31
Figura 2.2 – (a) Barragem da UHE de Cana Brava (GO), localizada no Rio Tocantins; (b) Detalhe da UHE Cana Brava (GO) (FURNAS, 2001).......................................32
Figura 2.3 – Concretagem experimental de CCR para camada final de pavimento rodoviário, realizada em FURNAS, Aparecida de Goiânia (GO): (a) Lançamento do CCR; (b) Compactação do CCR (FURNAS, 2001). ....................................................33
Figura 2.4 – Equipamento simulador de pista experimental para CCR: (a) Concretagem; (b) Detalhe do rolo compactador; (c) Cura úmida (FURNAS, 2003)......................35
Figura 2.5 – Extração de testemunhos da pista; (b) Aspecto dos testemunhos retirados para ensaios; (c) Resíduo de CCR gerado pelo processo (FURNAS, 2003). ............36
Figura 2.6 – Microestrutura do concreto produzido com agregado convencional (BUTTLER, 2003). .................................................................................................................38
Figura 2.7 – Microestrutura do concreto produzido com agregado reciclado (BUTTLER, 2003). .................................................................................................................38
Figura 3.1 – Efeito da quantidade de água nos concretos secos e plásticos (ABREU; KATTAR, 2000). ...............................................................................................48
Figura 3.2 – Seqüência básica de funcionamento de uma vibro-prensa automática (SOUZA et al., 1990 apud MEDEIROS, 1993). ...................................................................58
Figura 4.1 – Seleção e estocagem das pistas experimentais de CCR utilizadas para obtenção dos agregados reciclados: (a) Aspecto geral do resíduo armazenado para descarte; (b) Detalhes da coleta da amostra do resíduo. ....................................67
Figura 4.2 – (a) Trituração da amostra do resíduo de CCR com o auxílio de um martelo mecânico; (b) Transporte da amostra do resíduo para a central de britagem.....69
Figura 4.3 – Esquemática do circuito de britagem do resíduo de CCR utilizado no programa experimental (BALLISTA, 2003). .....................................................................70
Figura 4.4 – Aspecto geral da central de britagem de FURNAS: (a) Vista geral da central de britagem; (b) Detalhe dos equipamentos da central de britagem. ......................70
Figura 4.5 – (a) Britadores da central de britagem: britador de cones (à esquerda) e britador de mandíbulas (à direita); (b) Deposição do resíduo triturado para britagem no britador de mandíbulas. ......................................................................................71
Figura 4.6 – Peneirador mecânico para produção de agregados com graduações maiores (agregados graúdos): (a) Vista geral do peneirador mecânico; (b) Peneiramento dos agregados graúdos. ......................................................................................71
Figura 4.7 – Obtenção dos agregados com graduações menores: (a) Britador de cones para produção de agregados miúdos; (b) Peneiramento dos agregados miúdos........72
Figura 4.8 – Curva da composição granulométrica a laser do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100). ..................................................................................74
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Figura 4.9 – Aspecto geral do agregado miúdo convencional (AMC). ....................................79
Figura 4.10 – Aspecto geral do agregado miúdo reciclado (AMR)..........................................79
Figura 4.11 – Aspecto geral do agregado graúdo convencional (AGC)...................................80
Figura 4.12 – Aspecto geral do agregado graúdo reciclado (AGR). ........................................80
Figura 4.13 – Curva da composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da zona utilizável superior especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005)......................................................82
Figura 4.14 – Curva da composição granulométrica do agregado miúdo reciclado de CCR passante na peneira 0,15 mm (número 100).......................................................83
Figura 4.15 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da Graduação 0 especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005). .................................................................................85
Figura 5.1 – Diagrama de dosagem da ajustagem experimental dos concretos para produção dos blocos.........................................................................................................108
Figura 5.2 – Local de preparo do concreto. ............................................................................111
Figura 5.3 – (a) Pesagem dos materiais para a mistura do concreto; (b) Detalhe da mistura dos materiais na betoneira.......................................................................................111
Figura 5.4 – Determinação empírica da consistência ideal do concreto através do "ponto de pelota". .............................................................................................................112
Figura 5.5 – Aspecto do concreto para blocos no estado fresco. ............................................113
Figura 5.6 – (a) Aspecto geral vibro-prensa; (b) Preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada à moldagem dos blocos. ......................................................113
Figura 5.7 – (a) Desforma dos blocos; (b) Aspecto dos blocos retirados da vibro-prensa sobre o palete de madeira...........................................................................................114
Figura 5.8 – (a) Aspecto dos blocos de concreto após a moldagem; (b) Modelo do corpo-de-prova.................................................................................................................114
Figura 5.9 – (a) Blocos de concreto cobertos com sacos de linhagem umedecidos; (b) Cura inicial através de aspersão de água nos blocos de concreto, após a moldagem...........................................................................................................................115
Figura 5.10 – Determinação do Cannon Time: (a) Preenchimento do consistômetro Vebe com o concreto fresco; (b) Recipiente com concreto fresco tendo a sua superfície rasada; (c) Medição do Cannon Time. .............................................................116
Figura 5.11 – Determinação da massa específica: (a) mesa vibratória ligada durante 120 segundos; (b) Peso do concreto adensado; (c) Peso do concreto adensado mais água. .................................................................................................................118
Figura 5.12 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T1, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................121
Figura 5.13 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T2, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................121
Figura 5.14 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T3, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................122
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Figura 5.15 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T4, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados................................................................122
Figura 5.16 – Aspecto dos blocos de concreto capeados com argamassa de cimento:areia: (a) Transporte dos blocos para local de realização dos ensaios; (b) Aspecto geral dos blocos.........................................................................................................124
Figura 5.17 – Equipamentos necessários para execução do ensaio de resistência à compressão: (a) Prensa hidráulica universal; (b) Detalhe do bloco de concreto posicionado nos pratos da prensa. ........................................................................................125
Figura 5.18 – Padrões de ruptura dos blocos: (a) Fissuração apresentada pela maioria dos blocos; (b) Ruptura típica apresentada pelos blocos de concreto.....................126
Figura 5.19 – Representação gráfica dos valores médios de resistência à compressão dos blocos de concreto............................................................................................127
Figura 5.20 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada idade. As linhas tracejadas verticais definem os grupos..........................130
Figura 5.21 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%, para cada teor de substituição...........................................................................................................................131
Figura 5.22 – (a) Obtenção da massa do bloco de concreto após período de cura; (b) Blocos colocados na estufa para determinação da absorção de água...........................134
Figura 5.23 – (a) Blocos imersos em água à temperatura de (23±5)ºC durante 24 horas; (b) Blocos na condição de SSS, após drenagem da água.......................................135
Figura 5.24 – Representação gráfica dos valores médios de absorção de água dos blocos....136
Figura 5.25 – Estimativa da média global dos valores de absorção de água, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada teor de substituição. .................................................................................................137
Figura 5.26 – Representação gráfica dos valores médios do teor de umidade dos blocos de concreto. ...........................................................................................................141
Figura 5.27 – Estimativa da média global dos valores do teor de umidade, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição. As linhas tracejadas verticais e horizontais definem os grupos. ..............................................................................................................142
Figura 5.28 – Determinação das dimensões dos blocos de concreto: (a) Comprimento; (b) Largura; (c) Altura; (d) Parede.........................................................................145
Figura 5.29 – Representação gráfica dos valores médios de massa específica seca dos blocos...........................................................................................................................147
Figura 5.30 – Estimativa da média global dos valores de massa específica seca, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição...........................................................................148
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1.1 – Evolução de barragens de CCR de 1986 a 2002 (BATISTA, 2004). ..................21
Tabela 3.1 – Curvas de referência para Dmáx igual a 9,5 mm.................................................55
Tabela 4.1 – Composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado. .81
Tabela 4.2 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado. 85
Tabela 5.1 – Valores médios de resistência à compressão. ....................................................126
Tabela 5.2 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de resistência à compressão dos blocos de concreto, para os fatores considerados no modelo estatístico........................................................................................128
Tabela 5.3 – Valores médios da absorção de água dos blocos de concreto............................135
Tabela 5.4 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de absorção de água, para os fatores considerados no modelo estatístico. ...........137
Tabela 5.5 – Valores médios do teor de umidade. ..................................................................140
Tabela 5.6 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais do teor de umidade, para os fatores considerados no modelo estatístico..........................141
Tabela 5.7 – Valores médios da massa específica seca dos blocos de concreto.....................146
Tabela 5.8 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de massa específica, para os fatores considerados no modelo estatístico........................147
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LISTA DE QUADROS
Quadro 3.1 – Parâmetros de controle para os blocos de concreto (TANGO, 1984).................60
Quadro 3.2 – Resultados dos ensaios em blocos (POON et al., 2002).....................................64
Quadro 4.1 – Consumo de materiais utilizados na produção das pistas experimentais de CCR.............................................................................................................................68
Quadro 4.2 – Propriedades químicas, físicas e mecânicas do cimento CP II F- classe 32. ......73
Quadro 4.3 – Composição granulométrica a laser* do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100)................................................................................................74
Quadro 4.4 – Análise química semiquantitativa por espectrometria de Raios X dos agregados reciclados de CCR obtidos através da britagem das pistas e posterior peneiramento. .....................................................................................................75
Quadro 4.5 – Requisitos químicos para uso de pozolanas em cimento Portland (GEYER, 2001). .................................................................................................................76
Quadro 4.6 – Índice de atividade pozolânica do resíduo de CCR com o cimento. ..................78
Quadro 4.7 – Composição granulométrica a laser* do agregado miúdo reciclado passante na peneira 0,15 mm (número 100). .........................................................................83
Quadro 4.8 – Resultados de massa específica dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................87
Quadro 4.9 – Massa específica de agregados reciclados em função da faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996)...................................................................................88
Quadro 4.10 – Resultados de massa unitária dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................89
Quadro 4.11 – Taxa de absorção dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.............................................................................................................................90
Quadro 4.12 – Taxas de absorção em agregados reciclados em função faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996)...................................................................................91
Quadro 4.13 – Teor de material pulverulento dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................92
Quadro 4.14 – Perda de massa por abrasão dos agregados graúdos, convencional e reciclado.............................................................................................................................93
Quadro 4.15 – Índice de sanidade ao ataque Na2SO4 dos agregados miúdos, convencional e reciclado. ............................................................................................................95
Quadro 5.1 – Especificações das dosagens dos blocos de concreto e esquematização do programa experimental com respectiva quantidade de CP’s ensaiados. ..........106
Quadro 5.2 – Traços em massa utilizados na produção dos blocos de concreto. ...................109
Quadro 5.3 – Consumo de materiais utilizados na produção dos blocos de concreto. ...........110
Quadro 5.4 – Relações água/cimento e valores de trabalhabilidade*.....................................117
Quadro 5.5 – Massa específica dos concretos estudados no estado fresco (Kg/dm3).............119
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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ACI American Concrete Institute
AGC Agregado Graúdo Convencional
AGR Agregado Graúdo Reciclado
AMC Agregado Miúdo Convencional
AMR Agregado Miúdo Reciclado
ASTM American Society for Testing and Materials
BS British Standard
CAPES Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
CCR Concreto Compactado com Rolo
CMEC Curso de Mestrado em Engenharia Civil
CP’s Corpos-de-prova
DCT.T Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas S.A.
IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo
MPa Mega Pascoal, unidade de medida de resistência
NBR Norma Brasileira
NM Norma Mercosul
T1 Traço correspondente à classe de resistência de 2,5 MPa
T2 Traço correspondente à classe de resistência de 6,0 MPa
T3 Traço correspondente à classe de resistência de 8,0 MPa
T4 Traço correspondente à classe de resistência de 10,0 MPa
SSS Superfície Saturada Seca
UFG Universidade Federal de Goiás
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RESUMO
Nos últimos anos percebe-se uma preocupação da sociedade com a preservação ambiental e com o crescente acúmulo de resíduos de diferentes origens. Dentro desta preocupação pelo bem estar ambiental, a reciclagem de resíduos tem se mostrado uma boa alternativa na redução do impacto causado pelo consumo desordenado de matérias-primas e pela redução das áreas de disposição, em virtude do grande volume de resíduos descartados a cada ano em todo o mundo. A construção civil tem uma importante representação mundial no consumo de recursos naturais e na geração de impactos ambientais. Com a aproximação do conceito de desenvolvimento sustentável e a necessidade de novas relações da população com o meio ambiente, a construção civil está buscando importantes transformações. Redução de desperdício, busca de melhor qualidade de seus produtos, reciclagem de seus resíduos, projetos voltados para sustentabilidade ambiental, aumento da durabilidade de componentes são exemplos de preocupações atuais no campo da pesquisa voltada para esta sustentabilidade. Dentre os vários tipos de resíduos gerados, o resíduo de concreto compactado com rolo (CCR) passa a ser considerado pelo fato do CCR ser uma tecnologia cada vez mais utilizada na construção. A utilização do resíduo de CCR como material de construção ainda é pouco difundida. Transformá-lo em fonte alternativa de matéria-prima dentro do próprio setor constitui um desafio para o meio técnico-científico. Este trabalho foi desenvolvido com objetivo de estudar o resíduo de CCR como agregado reciclado, em substituição aos agregados convencionais na produção de blocos de concreto para alvenaria. Para tanto, tomou-se como amostra, pistas experimentais de CCR, confeccionadas para experimentos nos Laboratórios do Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas S. A. (DCT.T), procedendo-se à caracterização sob o ponto de vista químico, físico, morfológico e ambiental para posteriormente serem utilizados na produção de blocos de concreto para alvenaria. Para produção dos blocos de concreto foram consideradas quatro classes de resistência à compressão (2,5; 6,0; 8,0 e 10,0 MPa) e cinco níveis de substituição tanto do agregado miúdo reciclado (AMR), quanto do agregado graúdo reciclado (AGR), (0%, 25%, 50%, 75%, 100%). A influência do agregado reciclado foi avaliada sobre propriedades dos blocos de concreto no estado fresco (consistência e massa específica) e no estado endurecido (aspecto superficial, resistência à compressão, absorção de água, teor de umidade e massa específica seca). Os resultados obtidos demonstraram viabilidade ambiental, técnica e econômica na utilização dos agregados reciclados de CCR, miúdo e graúdo, em percentuais até 100%, em blocos de concreto para alvenaria com classes de resistência entre 2,5 MPa e 10,0 MPa. Com teores de substituição iguais a 25% a 100% se tem benefícios ambientais, devido à redução do consumo de agregados convencionais e benefícios econômicos, agregando valor a um material atualmente sem valor econômico. Com teor de substituição igual a 75% se tem também benefícios técnicos, devido à melhoria das propriedades avaliadas nos blocos de concreto comparadas com os demais teores de substituição. Conforme os resultados obtidos, supõe-se que a utilização deste bloco de concreto produzidos com estes agregados reciclados, dentro de uma visão holística, possa contribuir para equacionar os problemas gerados pelo gerenciamento inadequado dos resíduos de CCR ou outros tipos de concreto com maiores consumo de cimento. Palavras-chave: CCR; laboratório; resíduos de barragens; resíduo de CCR; reciclagem de CCR; agregados reciclados; pista experimental; blocos de concreto.
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ABSTRACT
In the last years it is noticed a concern of the society with the environmental preservation and with the crescent accumulation of residues of different origins. The recycling process appears as a good way to minimize this natural resources use and the shortage of proper disposal sites caused by the large amount of waste discarded around the world. The civil construction has an important world representation in the consumption of natural resources and in the generation of environmental impacts. With the approach of the concept of sustainable development and the need of new relationships of the population with the environment, the civil construction is looking for important transformations. Example such as waste reduction, research for better quality of products, recycling of residues, projects viewing the environmental sustainability and increase of the durability of components are currently concerning in the field of research directed to sustainability. Among the several types of generated residues, the roller compacted concrete (RCC) residue should be considered, due to the fact that RCC is an increasing technology used in the construction. The use of the residue of RCC as building material is still little spread. However, the technical-scientific sector is trying to use it as an alternative source of raw materials. This work was developed with objective of studying the residue of RCC as recycled aggregate, in substitution to the conventional aggregate in the production of concrete blocks for masonry. For then, it was taken as samples experimental tracks of RCC, made at the laboratories of the FURNAS Centrais Elétricas S. A - Department of Support and Technical Control (DCT.T), and their characterization under the physical, morphologic, chemical and environmental points of view were realized, for later use in the production of concrete blocks for masonry. Four types of compression resistance (2,5; 6,0; 8,0 and 10,0 MPa) and five substitution proportion from fine and coarse recycled aggregate (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) were considered to produce concrete blocks mixtures. The recycled aggregate influence was analyzed in fresh concrete blocks properties (specific gravity and workability), and in hardened concrete blocks properties (superficial aspect, compressive strength, absorption of water, humidity tenor and specific gravity drought). The results demonstrate environmental viability, technique and economy saving in the use of the recycled aggregates of RCC, fine and coarse, in substitution proportion 100%, in concrete blocks for masonry with resistance class between 2,5 MPa and 10 MPa. With equal substitution proportions between 25% to 100% there are environmental benefits, due to the reduction of the consumption of conventional aggregates and economical benefits, joining value now to a material without economical value. With substitution proportion same to 75% there are also technical benefits, due to the improvement of the appraised properties in the concrete blocks compared with other substitution proportions. According to the obtained results, it is supposed that the use of concrete block produced with recycled aggregates, inside of a holistic vision, can contribute to reduce the problems generated by the inadequate administration of the residue of RCC or other concrete types with larger cement content. Keywords: RCC; laboratory; residues of dams; residue of RCC; recycling of RCC, recycled aggregates; experimental track; concrete blocks.
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CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
As atividades de construção geram resíduos. Estes resíduos podem ser líquidos,
gasosos ou sólidos. Durante muito tempo, como decorrência da pequena população existente
na terra, bem como da incipiente organização social, estes resíduos foram tratados
normalmente pela natureza, sendo processados dentro do ciclo natural de transformação da
matéria, resultante da capacidade de autodepuração da natureza (ENGENHARIA
SANITÁRIA, 1977). Hoje, diante da necessidade e busca de um desenvolvimento sustentável,
cientistas e pesquisadores se vêem na responsabilidade de assumirem perfis ecologicamente
corretos, que busquem a preservação dos recursos naturais e a conservação de energia com
vistas a uma maior harmonia e proteção ao meio ambiente, garantindo melhores expectativas
de qualidade de vida às gerações futuras (PENTALLA, 1997; ANGULO et al.; 2001;
CARNEIRO et al., 2001; ALVES, 2002; LIPPIATT, 2002).
A preocupação com o meio ambiente tem sido a mola propulsora para reavaliação
de vários dos processos produtivos em toda a sociedade. A população mundial tem se voltado
para os conceitos de sustentabilidade e desta forma, vários segmentos ligados à ciência e
tecnologia vêm buscando alternativas para controlar ou minimizar danos causados pelo
consumo indiscriminado de matéria-prima, energia e alto volume de resíduos gerados. A
reciclagem dos resíduos tem se mostrado uma alternativa viável neste sentido, sendo
perseguida por todos os setores (LEITE, 2001).
O Relatório da Comissão Mundial sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento,
constituída pela Organização das Nações Unidas (ONU), divulgado em 1987 com o título de
Our Common Future (Nosso Futuro Comum) ou Relatório Brundtland, representou um marco
no enfrentamento da questão ambiental ao propor a perspectiva da busca do chamado
desenvolvimento sustentável, ou seja, um desenvolvimento que permita à humanidade
usufruir os recursos naturais sem comprometer a possibilidade de que as gerações futuras
também possam fazê-lo. Este Relatório apresentou diversas proposições para reduzir as
ameaças à sobrevivência da humanidade, tornar viável o desenvolvimento e interromper o
ciclo causal e cumulativo entre subdesenvolvimento, condições de pobreza e problemas
ambientais (BITAR, 1999).
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I N T R O D U Ç Ã O 20
Considerando-se o crescimento constante da produção na indústria da construção,
observa-se também o crescimento do volume de resíduos oriundos deste setor. Entretanto, não
é só a geração de resíduos que preocupa o setor, atualmente encontrar bons agregados naturais
está cada vez mais difícil. Além disso, as distâncias entre as fontes e os locais de novas
construções ficam cada vez maiores (HANSEN, 1992). Problemas com o gerenciamento dos
resíduos gerados e o escasseamento de áreas de disposição, são pontos que também devem ser
considerados na análise do impacto ambiental causado pelo setor (LEITE, 2001).
Conforme Buttler (2003), nos dias de hoje não se pode excluir o fato de que a
quantidade de resíduos gerados, tanto pelas atividades da construção como por qualquer outra
fonte geradora, torna-se uma grande problemática quando estes são depositados
indiscriminadamente em vales, margens de rios, a céu aberto ou em aterros desprovidos de
qualquer tratamento específico. Diante deste contexto, algumas vertentes de pesquisas têm
surgido dentro do setor da construção. Uma delas é a da valorização e utilização de resíduos
industriais no desenvolvimento de materiais de construção (MARGON; ROCHA, 2003).
Outra é a da valorização, desenvolvimento e utilização de materiais de construção alternativos
provenientes de recursos renováveis e de baixos consumos de energia que tenham baixa
toxicidade e não gerem poluentes (ALVES, 2002). Ambas, diretamente relacionadas à grande
demanda e aptidão que o setor demonstra ao consumir cada vez mais estes tipos de materiais
(MARGON; ROCHA, 2003).
Dentro destas vertentes, a reciclagem dos resíduos, sejam eles provenientes de
atividades de construção ou de demolição, tem sido cada vez pesquisada no Brasil
(ZORDAN, 1997; ANGULO, 1998; LIMA, 1999; ANGULO, 2000; JOHN, 2000;
MIRANDA, 2000; CARNEIRO et al., 2001; LEVY, 2001; SOUSA, 2001; LEITE, 2001;
XAVIER; ROCHA, 2001; ALTHEMAN, 2002; OLIVEIRA, 2002; ÂNGULO; JOHN, 2003;
BUTTLER, 2003; GRANATO; PAULON, 2003; HABITARE, 2003; LEVY; HELENE,
2004). Banthia e Chan (2000) afirmam que a incorporação ao concreto é uma das maneiras
mais eficientes de gerenciar os resíduos de construção. Em outros países, componentes de
construção produzidos com agregados reciclados de resíduos de construção ou demolição já
são comumente encontrados em edifícios e obras-de-arte, onde a maioria está sendo
monitorada dentro de programas de acompanhamento do comportamento destes componentes
ao longo do tempo (ZORDAN, 1997; OLIVEIRA, 2002; BUTTLER, 2003; HINCAPIE-
HENAO; AGUJA-LÓPEZ, 2004; OIKONOMOU, 2005).
Dentre os vários resíduos da construção, os resíduos de concreto compactado com
rolo (CCR), sejam provenientes das construções de barragens, pavimentos ou mesmo controle
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I N T R O D U Ç Ã O 21
tecnológicos e pesquisas em laboratórios, apresentam grande potencial de utilização devido ao
conhecimento de suas propriedades básicas e seu menor grau de contaminação por outros
materiais, quando comparado com outros resíduos da construção. Soma-se a isto o grande
volume de CCR utilizado nas construções, que vem crescendo significativamente. Segundo
Batista (2004), esta crescente utilização da técnica construtiva com CCR em todo mundo pode
ser observada através da ampliação dos sistemas de construções de barragens de CCR nos
últimos anos. A autora quantificou a evolução das barragens construídas com CCR, no
período de 1986 a 2002, conforme apresentada na Tabela 1.1.
Tabela 1.1 – Evolução de barragens de CCR de 1986 a 2002 (BATISTA, 2004).
Anos Continentes 1986 1990 1993 1996 2002
África 2 7 15 19 27 Ásia 3 11 24 53 94
Europa 1 6 20 28 32 América do Norte 6 15 26 30 38
Oceania 2 3 6 8 9 América Central e América do Sul 1 3 5 19 45
Índia, Sub-continentes e Oriente Médio - - - - 6 Total 15 45 96 157 251
Segundo Dunstan (2003), no final de 2002 já se tinham no mundo 251 barragens
de CCR construídas e mais 34 em construção, sendo a média de altura em torno de 80m e o
volume médio de concreto lançado de aproximadamente 600.000 m3. Ortega (2003),
corroborando com esta posição, afirmou que nos últimos 25 anos, não somente 250 destas
barragens já se encontram concluídas, como também houve uma evolução significativa tanto
do número das barragens de CCR, como do número de países que utilizaram esta tecnologia,
o qual duplicou nos últimos anos, chegando a ultrapassar de 20 países no final de 1996, para
40 países que atualmente detêm experiência nos projetos e construções de barragens. O
mesmo autor destaca a China como o país que, além de construir o maior número de
barragens e as mais altas, também detém o maior número de inovações na tecnologia do CCR.
Marulanda (2003) abordou em seu relato uma série de tecnologias e técnicas construtivas
desenvolvidas para o CCR, sendo o maior número delas na China, Japão e Brasil.
Não obstante, o CCR continua sendo aplicado também em obras temporárias,
como as ensecadeiras construídas para desviar os rios durante a construção das barragens.
Exemplo disto são as ensecadeiras da barragem de Três Gargantas, na China, onde foi lançado
em 4 meses, um volume igual a 1.100.000 m³ de CCR (CAO et al., 2003). No Brasil, já
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I N T R O D U Ç Ã O 22
existem hoje cerca de 50 barragens de CCR. A maioria são açudes construídos na região
Nordeste, que antes eram construídos com barragens de terra. O CCR vem ganhando espaço
porque sua durabilidade, diretamente ligada ao intemperismo, é maior do que a da barragem
de terra, que pode ser destruída com chuvas fortes (MEDEIROS, 2005).
A técnica construtiva com CCR também tem sido largamente empregada para
pavimentação no mundo. O percentual da malha pavimentada no Brasil atualmente é de
13,87%, ou seja, de um total de 1.413.982 Km de malha viária no país, somente196.093 Km
tem algum tipo de revestimento (DNER, 2005). Deste total de malha pavimentada, somente
2% é pavimentado em CCR (ABCP, 1998), ou seja, os restantes 98% são pavimentos em
concreto asfáltico. O volume de estradas a ser pavimentado no Brasil é muito grande, abrindo
espaço para tecnologias que busquem a execução de pavimentos seguros, duráveis e,
principalmente com baixo custo de implantação e manutenção, exemplo disto, é a crescente
utilização do pavimento de CCR (ABREU, 2002).
Paralelo ao crescimento da utilização do CCR no mundo, observa-se também uma
constante evolução e utilização dos blocos de concreto para alvenaria. Com esta constante
evolução da indústria de elementos pré-moldados, em especial, dos blocos de concreto para
alvenaria, torna-se cada vez mais necessário buscar meios tecnológicos que tragam melhorias
à relação custo/benefício dos blocos produzidos. No Brasil, a alvenaria com blocos de
concreto vem sendo largamente empregada, principalmente em construções habitacionais,
devido às suas vantagens técnicas e econômicas que garantem a racionalização da construção
através da otimização do uso de recursos temporais, materiais e humanos e também, devido à
expansão das indústrias de blocos de concreto no país (FRANCO, 1988).
A utilização de matérias-primas alternativas, mudanças nos processos industriais,
bem como adequações das propriedades às condições de serviços, são pontos de extrema
importância na indústria de pré-moldados, em geral. A produção de blocos de concreto,
utilizando resíduos de CCR, pode ser uma alternativa para solucionar o problema da
disposição deste resíduo no meio ambiente, além de gerar um produto de maior valor
agregado, sem que haja a produção de um novo resíduo. Incorporar resíduos a este elemento
pré-moldado pode ser interessante, uma vez que o bloco de concreto é produzido em larga
escala, tem fácil aplicação, é flexível (se adequando bem a várias situações), possui potencial
para encapsulamento de substâncias nocivas, é durável (se for bem confeccionado), e é
razoavelmente resistente a agentes químicos e físicos.
No Brasil e no exterior, algumas pesquisas têm buscado em áreas urbanas, o
reaproveitamento dos resíduos de concretos convencionais em blocos de concreto (HANSEN;
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I N T R O D U Ç Ã O 23
NARUD, 1983; HANSEN, 1990; SAGOE-CRENTSIL, 2001; SOUSA, 2001; POON et al.,
2002). Entretanto, o resíduo de CCR ainda não tem sido objeto de estudo. Este estudo busca o
manuseio ambientalmente adequado dos resíduos de CCR gerados pelos sistemas construtivos
de barragens e pavimentos, analisando os resíduos de CCR oriundos de controles tecnológicos
de barragens executados nos laboratórios de FURNAS, através da produção de blocos de
concreto para alvenaria com agregados reciclados destes resíduos, contribuindo assim com o
desenvolvimento sustentável da construção.
1.1 JUSTIFICATIVA E IMPORTÂNCIA DA PESQUISA
A partir da geração de resíduos de CCR, proveniente das atividades voltadas para
os sistemas de construções de barragens, pavimentos ou mesmo de atividades em laboratório,
surge um problema, pois o descarte inadequado destes resíduos pode ocasionar diversos
impactos, além dos ambientais, sociais e econômicos. Uma das soluções para este problema
passaria por desenvolvimento e implantação de tecnologias adequadas, que buscassem a
redução, reutilização e reciclagem destes resíduos.
À medida que se utiliza a técnica construtiva com CCR, os seus resíduos se
tornam muito importantes pela sua quantidade, características químicas, físicas e
potencialidade de reciclagem. A crescente utilização do CCR no Brasil pode ser evidenciada,
na prática, através de serviços prestados de controle tecnológico do concreto, nos estudos de
dosagens e nas construções de barragens em todo Brasil e no exterior, por FURNAS. Obras
executadas nos últimos 10 anos, como: Serra da Mesa (GO), Cana Brava (GO), Lajeado (TO),
Pindobaçu (BA), Capim Branco (MG), Barra Grande (RS), Campos Novos (RS), Irapé (MG),
Itapebi (BA), João Leite (GO), Dona Francisca (RS), Salto Caxias (PR), Bertarello (RS), Val
de Serra (RS), Tucurui (PA), Capanda (Angola), dentre outras, utilizaram o CCR em grande
escala (BATISTA, 2004).
Estimativas do Ministério de Minas e Energia (MME) prevêem, no período de
2003 a 2006, a elaboração de projetos e construção de 70 grandes barragens, onde muitas
destas, provavelmente, utilizarão a técnica construtiva com CCR. O Plano 2015, proposto em
1993 pelo Governo Federal, prevê a construção de mais 494 grandes barragens, dentre os anos
1993 a 2015. Segundo a Eletrobrás (1994), também existe um potencial que poderá vir a ser
explorado em Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs), em torno de 942 novas barragens, até
o ano 2015.
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I N T R O D U Ç Ã O 24
Com relação à utilização do CCR para pavimentação, o setor se mostra promissor.
Dados do DNER (2005) mostram que, dos 13,87% de malha pavimentada no Brasil até o ano
de 2004, somente 34% pode ser considerado em bom estado de conservação, 39% em estado
regular e 27% em péssimo estado de conservação, sem mencionar os trechos em obras. Com a
escassez de recursos, novas alternativas foram colocadas em prática na década de 90, a
exemplo do Programa de Concessões Rodoviárias, o Programa de Descentralização e
Restauração da Malha e o Programa Crema, de restauração e manutenção rodoviárias por
períodos de 5 anos (DNER, 2005). A utilização do CCR para pavimentação urbana passa a ser
uma alternativa técnica e economicamente muito promissora para melhoria da malha
pavimentada do Brasil, visto que, para sua execução são utilizados os mesmos equipamentos
de pavimentação conhecidos e largamente utilizados em todo o país.
O paradigma do desenvolvimento sustentável vem se consolidando como uma
referência fundamental para orientar todas as atividades humanas. Os sistemas construtivos
que utilizam CCR na construção de barragens, pavimentos ou mesmo como substituto ao
concreto convencional, apresentam grande potencial de gerar resíduos. Estima-se que para
cada grande barragem construída com CCR sejam gerados um volume igual a 1.000.000 m3
de resíduos de CCR, com difícil solução de disposição final.
No Brasil, dentre os principais centros que desenvolvem pesquisas com o CCR,
está o Departamento de Apoio e Controle Técnico de FURNAS Centrais Elétricas S. A.
(DCT.T), localizado em Aparecida de Goiânia (GO), designado neste trabalho por FURNAS.
FURNAS é uma das concessionárias estatais do setor elétrico responsável pelo suprimento de
energia elétrica de uma grande parte do Brasil, atuando na geração e transmissão de energia, e
em especial na construção de usinas hidrelétricas. Subordinado à Superintendência de
Empreendimentos de Geração Hidráulica, o DCT.T é um órgão de FURNAS voltado ao
desenvolvimento de pesquisas e estudos, assim como ao controle tecnológico de qualidade,
nas várias fases que compõem uma obra de geração, atuando nas áreas de Concreto, Mecânica
dos Solos, Mecânica das Rochas e Geologia de Engenharia.
Desde a implantação de sua primeira obra, a Barragem de Furnas, FURNAS tem
acumulado uma experiência ímpar no setor, através da nacionalização e sistematização do
conhecimento adquirido. Este conhecimento tem permitido definir critérios de projeto a serem
empregados tanto nas barragens em construção como para os projetos de barragens futuras.
Devido à grandeza de suas dimensões, estas obras requerem o uso de avançadas tecnologias,
tanto para a adoção de soluções quanto para o atendimento aos requisitos técnicos. Em
FURNAS são desenvolvidos estudos com CCR de interesse próprio e de outras empresas
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brasileiras e do exterior, além de serem apoiados desenvolvimentos de pesquisas acadêmicas,
através de convênios com universidades. Empresas como as Centrais Elétricas do Norte do
Brasil (ELETRONORTE), o Instituto de Tecnologia para o Desenvolvimento do Paraná
(LACTEC), a Companhia Energética de São Paulo (CESP) e os Laboratórios de Itaipu,
também investigam o comportamento do CCR no Brasil (BATISTA, 2004).
O processo de reciclagem do CCR é recente e praticamente inexistente na
construção mundial, portanto muitas pesquisas e testes práticos precisam ser realizados para
seu melhor conhecimento. Esta pesquisa procura utilizar o resíduo de CCR, como insumo
para um novo material e com isto resolver o problema ambiental da sua disposição.
As vantagens decorrentes do processo de reciclagem são extremamente visíveis,
principalmente nos dias atuais. No Brasil, este processo cresce no momento em que as
legislações sobre as questões ambientais ficam cada vez mais rigorosas, aumentando o nível
de conscientização das camadas mais consumidoras de bens. Outro fato importante, diz
respeito a simples disposição dos resíduos em aterros sanitários, que vêm se tornando em
alguns casos inviáveis. Isto porque, dentre outras questões, na maioria das vezes tais aterros
estão sujeitos ao esgotamento (CAMARGO, 1995).
No Brasil, existe uma malha viária muito grande a ser pavimentada e a qualidade
das pavimentações convencionais nos últimos tempos não têm atendido às expectativas do
usuário, devido aos altos índices de acidentes fatais que ocorrem nas estradas provocados
pelas péssimas condições das mesmas (DIÁRIO POPULAR, 2000; A TRIBUNA DE
SOROCABA, 2001). À medida que obras provisórias forem demolidas, bases de estradas
forem refeitas, tendo sido executadas com CCR, estes volumes poderão ser significativos.
Hoje a realidade de dificuldade na disposição final do resíduo de CCR, ainda é muito restrita
aos laboratórios, entretanto, soluções encontradas para estes casos pontuais poderão também
oferecer indicativos para futuras quantidades deste resíduo em outras áreas.
Mesmo apresentando uma solução para o problema da disposição do resíduo de
CCR específico de barragens, considerando a problemática que já envolve, tem-se uma
grande justificativa para a necessidade deste estudo.
1.2 OBJETIVOS
Esta pesquisa tem como objetivo geral contribuir para os estudos de alternativas
de disposição final do resíduo de CCR, avaliando a utilização destes resíduos, após o processo
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de reciclagem, como agregado miúdo e graúdo na confecção de blocos de concreto para
alvenaria com e sem função estrutural.
São objetivos específicos:
• Apresentar alternativa para a disposição final do resíduo de CCR proveniente
de sistemas construtivos de barragens, pavimentos ou mesmo atividades laboratoriais;
• Caracterizar os agregados reciclados de CCR (análises químicas, físicas,
morfológicas e de impacto ambiental);
• Avaliar o desempenho dos agregados reciclados de CCR em blocos de
concreto com diferentes classes de resistência (2,5 MPa; 6,0 MPa; 8,0 MPa e 10,0 MPa),
quanto às seguintes propriedades: no estado fresco; trabalhabilidade e massa específica e no
estado endurecido; aspecto superficial, resistência à compressão, absorção de água, teor de
umidade e massa específica aparente seca.
1.3 ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO
A apresentação deste trabalho está divida em seis capítulos. Neste Capítulo 1,
como já apresentado, consta a introdução, a justificativa e os objetivos da pesquisa.
No Capítulo 2 é apresentada a revisão bibliográfica sobre o CCR e seu resíduo,
enfocando a utilização do CCR como material para barragens, pavimentos e controles
tecnológicos em laboratório. São apresentados alguns aspectos ambientais e econômicos
relativos ao resíduo de CCR proveniente de controles tecnológicos em laboratório e por fim,
apresenta-se o estado da arte sobre perspectivas de aproveitamento deste resíduo como
insumo na indústria da construção civil.
No Capítulo 3, apresentam-se aspectos importantes quanto aos blocos de concreto
para alvenaria, destacando-se definições, classificações, os materiais empregados,
características do concreto, metodologias de dosagem, processo de produção e algumas
pesquisas envolvendo a utilização de resíduos na sua produção.
O programa experimental está dividido em dois capítulos. No Capítulo 4, o
resíduo de CCR utilizado na pesquisa, é caracterizado quimicamente, fisicamente,
morfologicamente e ambientalmente verificando-se o potencial de aproveitamento deste
resíduo como substituição aos agregados convencionais, nos blocos de concreto. O Capítulo 5
consiste na utilização dos agregados reciclados de CCR como substituição aos agregados
convencionais, para blocos de concreto para alvenaria. Também, no Capítulo 5 encontra-se a
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I N T R O D U Ç Ã O 27
análise dos resultados dos ensaios no estado fresco (trabalhabilidade e massa específica) e no
estado endurecido (aspecto superficial, resistência à compressão, absorção de água, teor de
umidade e massa específica aparente seca).
No Capítulo 6, são apresentadas considerações finais sobre o trabalho e sugestões
para futuras pesquisas.
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 28
CAPÍTULO 2
CONCRETO COMPACTADO COM ROLO E SEU RESÍDUO
2.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO
O concreto compactado com rolo (CCR) é um concreto de consistência seca, não
mensurável pelo ensaio de abatimento do tronco de cone e consolidado por vibração externa,
por meio de equipamentos usualmente empregados na compactação de solos, como rolos
compressores lisos, estáticos ou vibratórios. Este tipo de concreto apresenta consistência
suficiente para suportar o peso do equipamento de vibração e para assegurar uma distribuição
homogênea da argamassa através do todo material, durante as operações de mistura e
compactação pela ação do rolo, apresentando no estado endurecido, características físicas e
propriedades similares às obtidas em concretos convencionais (SCHRADER, 1982;
OLIVEIRA; SALLES, 1995; RIBEIRO et al., 2000).
O consumo de cimento utilizado para o CCR pode variar de 40 Kg/m³ a 380
Kg/m³, em função do tipo e das exigências de desempenho específicas de cada aplicação deste
material. Em baixos consumos de cimento, o CCR apresenta-se com uma aparência
semelhante à brita graduada tratada com cimento (BGTC), muito utilizada em camadas de
base ou sub-base de pavimentos rígidos e semi-rígidos com a finalidade de elevar o módulo
de elasticidade das camadas subjacentes ao revestimento. Já, com maiores consumos de
cimento e preparado com uma curva granulométrica adequada, apresenta-se após o
adensamento, uma aparência de concreto convencional (ABREU, 2002).
A versatilidade do CCR nos dias atuais está impulsionando o seu uso para vários
tipos de projetos. Conforme Andriolo (1998), o CCR pode ser aplicado a barragens de
qualquer tamanho e para qualquer função. Pode ser empregado, essencialmente, como
substituto do concreto convencional, sendo também adequado para as seguintes situações:
• Proteção de margens de canais, lagos e reservatórios em lugar de rip-rap ou
gabiões;
• Lançamento de grandes blocos, praças ou áreas pavimentadas;
• Fundações massivas e lajes de fundação;
• Ensecadeiras;
• Enchimentos;
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 29
• Reparos de emergência;
• Proteção de crista de barragens de terra;
• Reabilitação de barragens de terra e de concreto;
• Aumento da altura de barragens existentes.
A tecnologia do CCR tem desenvolvido e transformado vertiginosamente o
cenário das construções de barragens e pavimentos, modernizando os conceitos sobre os
processos construtivos, além de se mostrar uma técnica competitiva com os métodos já
consagrados.
2.1.1 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA
BARRAGENS
A tecnologia do CCR é uma das alternativas mais indicadas, do ponto de vista de
custo e beneficio, para barragens com fins de acumulação de água, como açudes para
irrigação ou perenização de rios; para controle de enchentes; geração de energia; lazer e
pavimentos. O CCR utilizado para construção de barragens e pavimentos concorre
diretamente com tecnologias que utilizam terra e as que utilizam enrocamento, apresentando
como vantagem a maior durabilidade (MEDEIROS, 2005).
Após a Segunda Guerra Mundial, a indústria de equipamentos pesados tornou
viável a utilização dos equipamentos de terraplenagem e o desenvolvimento intenso das
barragens de materiais soltos. Surgiu então, a idéia de se otimizar o processo executivo das
barragens de concreto com equipamentos semelhantes aos das obras de terra, utilizando-se um
concreto com consistência seca que suportasse o tráfego de equipamentos de transporte,
espalhamento e compactação.
Considera-se que a tecnologia da camada estendida aplicada em Alpe-Gera (altura
172 m e volume de concreto igual a 1.716.000 m3), localizada na Lombardia, Itália, no início
dos anos 60, seja a precursora direta do CCR para barragens. Nesta mesma década, em 1962,
foi executado em CCR, o núcleo de uma ensecadeira com 65 m de altura, na barragem de
Shimen, em Formosa. Desde então, esta técnica foi denominada Roller Compacted Concrete
(RCC) ou Concreto Compactado com Rolo (CCR) (ANDRIOLO, 1998).
O grande o impulso para o desenvolvimento do uso do CCR na construção de
barragens foi dado na conferência de Asilomar, na Califórnia (EUA), em 1972, onde a
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 30
necessidade de um método mais rápido e também mais econômico para a construção de
barragens foi discutida, sendo apresentados trabalhos que relatavam a utilização do CCR
como material alternativo (ANDRIOLO, 1998). A partir dessa conferência, muitos outros
congressos relativos à tecnologia em CCR emergiram em todo o mundo difundindo as
vantagens deste tipo de concreto; não apenas em obras que demandam grandes volumes de
concreto, como as barragens, mas também em estruturas de proteção e reforço de taludes de
barragens de solo e enrocamento, com a finalidade de evitar ou limitar a erosão (LEITE, et
al., 1995). Algumas etapas básicas sobre o desenvolvimento de estudos e aplicações do CCR
no mundo, merecem ser mencionadas, tais como:
• Paquistão, 1974 – Obra de Tarbela, onde foram aplicados 2,6 milhões de m3 de
CCR na reconstituição de rochas erodidas (pico de 18.000 m3/dia);
• Japão, 1974 – Ministério das Construções iniciou programa de pesquisas,
incluindo CCR, objetivando reduzir custos e prazos na construção de barragens.
• Japão, 1979 – Construção da barragem de Shimajigawa, utilizando-se 170.000
m3 de CCR, batizado no Japão com o nome de Roller Concrete for Dam (RCD);
• Estados Unidos, 1984 – Projetada e construída a primeira barragem totalmente
em CCR, chamada Willow Creek, com 52 m de altura, utilizando volume de CCR igual a
329.000 m3 e prazo de lançamento do concreto de 5 meses.
No Brasil, a técnica do CCR teve seu primeiro registro no ano de 1976, quando
foi feita uma aplicação de CCR na construção do contrapiso de almoxarifados no canteiro de
obras da Usina Hidrelétrica de Itaipu, mostrada na Figura 2.1a. Na época, para estudar e
começar a desenvolver esta técnica, foram lançados 26.000 m3 em CCR, de um volume total
de 140 milhões de m3 de concreto (ANDRIOLO, 1998). Em 1978, foram desenvolvidos
estudos para utilização do CCR na rampa de acesso na Itaipu Binacional. No mesmo ano
foram executados 40.000 m3 de CCR para preenchimento das adufas de desvio da Usina
Hidrelétrica de São Simão. A partir de então, o CCR foi aplicado em Tucuruí (PA) e Três
Marias na década de 1980, em um trecho do muro da eclusa e em um aumento da altura do
vertedouro, respectivamente. Entretanto, a primeira barragem efetivamente construída no
Brasil com CCR foi a Saco de Nova Olinda (PB), em 1986, com 56 m de altura e com a
aplicação de 135.000 m3 de CCR, mostrada na Figura 2.1b. Posteriormente, a aplicação da
técnica do CCR foi disseminada por várias outras barragens (BATISTA, 2004; MEDEIROS,
2005).
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 31
A experiência brasileira no estudo, desenvolvimento e aplicação do CCR em
barragens e pavimentos pode ser relatada de forma sucinta (MEDEIROS, 2005):
• 1976 – Hidrelétrica de Itaipu, primeira experiência brasileira, execução de um
piso da oficina mecânica da empreiteira;
• 1978 – Hidrelétrica de Itaipu, construção de maciços experimentais, ensaios de
laboratório e aplicação de CCR no preenchimento de alguns acessos às fundações da
barragem, atingindo o volume de 26.000 m3;
• 1978 – Hidrelétrica de São Simão, onde foram lançados cerca de 40.000 m3 em
locais diversos;
• 1982 – Hidrelétrica de Tucuruí, onde no muro da eclusa foram lançados cerca
de 12.000 m3, considerado o primeiro lançamento de CCR em estrutura definitiva;
• 1986 – Paraíba, barragem de abastecimento de Saco de Nova Olinda, com 56
m de altura e volume de 135.000 m3 de CCR lançados em 110 dias.
Figura 2.1 – (a) Primeira concretagem experimental com CCR no Brasil, realizada na usina de Itaipu; (b) Primeira barragem com CCR no Brasil, realizada em Saco de Nova Olinda (MEDEIROS, 2005).
Recentemente no Brasil, em 2001, foram construídas mais duas grandes obras em
CCR, a UHE Cana Brava (GO) e a UHE Lajeado (TO), sendo que a primeira foi executada
utilizando o método construtivo tradicional, ou seja, com lançamento de camadas horizontais
de 30 cm de altura e argamassa de ligação entre camadas e a segunda foi a pioneira no Brasil
a utilizar o método chinês rampado (BATISTA et al., 2001). Na Figura 2.2a e 2.2b são
mostradas as obras de barramento da UHE Cana Brava, nas quais foram utilizados CCR em
três estruturas: na barragem propriamente dita, na tomada d’água e no vertedouro (BABÁ et
al., 2001).
a b
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 32
Figura 2.2 – (a) Barragem da UHE de Cana Brava (GO), localizada no Rio Tocantins; (b) Detalhe da UHE Cana Brava (GO) (FURNAS, 2001).
2.1.2 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA
PAVIMENTOS
A idéia de se utilizar o concreto na construção de pavimentos não é recente. A
primeira aplicação de CCR em pavimentos que se teve notícia foi realizada na Escócia, em
1865 (JOFRÉ, 1990). Entretanto, em 1894, por iniciativa de George Bartholomew, em
Bellefontaine, estado de Ohio (EUA), construiu-se o que se pode definir como o primeiro
pavimento de CCR, por apresentar consistência seca e ter sido aplicado pelo processo de
compactação (PASKO, 1998). Posteriormente, por volta de 1910, em Grand Forks, Dakota do
Norte (EUA), empregou-se o CCR também em pavimentação urbana. Na Inglaterra, desde
1944 esta alternativa tecnológica é utilizada (CARVALHO, 1995; ANDRIOLO, 1998). Por
outro lado, Andrews (1955) aponta como fato isolado e não investigado, a aplicação de
processos de estabilização de solos com cimento no Reino Unido, em 1917.
Outras obras julgadas emblemáticas são: caminho rural na Bélgica em 1935, pista
experimental na rodovia US 441 (EUA) em 1950; rodovias no Texas, Carolina do Sul e outros
estados americanos entre 1950 e 1960; além de vários pavimentos industriais, estradas e
aeroportos entre 1960 e 1990 (EUA); pavimentos de ruas, urbanizações, estradas vicinais e
rodovias na Espanha entre 1970 e 1990. Somam-se a estes, pavimentos em CCR de alta
resistência na Austrália entre os anos de 1986 e 1990, além de registros de pavimentação em
CCR no Japão, Suécia, Noruega, Canadá, Alemanha, Argentina, Chile, Uruguai e África do
Sul (PITTA; DIAZ, 1995; ANDRIOLO, 1998; ABREU, 2002).
a b
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 33
No Brasil, existem alguns registros históricos da utilização do CCR em
pavimentos desde o ano de 1946, na pavimentação do Vale do Anhangabaú. Em 1950 houve a
pavimentação do aeroporto de Congonhas (SP) e alguns pavimentos no Rio de Janeiro (RJ) no
ano de 1954 (ANDRIOLO, 1998). Ocorreram também obras executadas pela Prefeitura
Municipal de Porto Alegre (RS), em 1972, aplicando o CCR como base de pavimento
asfáltico em vias urbanas (CARVALHO, 1995). Também há registro de utilização de CCR
como base de pavimento de concreto simples em Santa Catarina (SC), revestimento de ruas
em Salvador (BA), Pelotas (RS) e São Paulo (SP) (PITTA; DIAZ, 1995).
Em 1989, foram pavimentadas ruas urbanas com CCR, nos Bairros de São Mateus
e Santana, na cidade de São Paulo (SP) (ANDRIOLO, 1998). Em 1991, foi realizada
pavimentação urbana utilizando o CCR como base e revestimento nas cidades de Itajaí e
Criciúma, no estado de Santa Catarina (TRICHËS, 1995). Também, neste mesmo ano,
buscando verificar a viabilidade quanto a minimização dos custos do CCR na sua execução e
até mesmo o custo/benefício ao longo do tempo, utilizou-se 13 diferentes dosagens de CCR
para pavimentação de 13 trechos (localizados em 6 ruas) no DCT.T, em Aparecida de Goiânia
(GO). A área pavimentada foi de 3500 m², sendo utilizado um volume de 536 m3 de CCR,
conforme mostra a Figura 2.3 (ANDRADE et al., 2002).
Figura 2.3 – Concretagem experimental de CCR para camada final de pavimento rodoviário, realizada em FURNAS, Aparecida de Goiânia (GO): (a) Lançamento do CCR; (b) Compactação do CCR (FURNAS, 2001).
De acordo com Abreu (2001), o CCR apresenta grande vantagem na construção
de pavimentos, sendo cada vez mais estudado em centros de pesquisas renomados desta
técnica, como a Universidade de Sherbrooke (Canadá) e o DCT.T (Brasil). Como principais
vantagens, salientam-se a rapidez e praticidade de aplicação em relação a outras alternativas
ba
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 34
de pavimentação. Além disto, os materiais constituintes do CCR são encontrados com certa
facilidade em qualquer região do país, podendo sua produção ser realizada em centrais
misturadoras de concreto, centrais dosadoras de concreto, e usinas contínuas de agregados,
solo-cimento e asfalto. O transporte do CCR pode ser realizado em caminhões betoneira e
caminhões basculantes (uma vez que sua consistência é seca).
2.1.3 CONCRETO COMPACTADO COM ROLO COMO MATERIAL PARA
PESQUISAS EM LABORATÓRIO
De acordo com Paulon et al. (2004), a técnica construtiva com CCR de modo
geral, caracteriza-se pela peculiaridade de usar extensivamente equipamentos tipicamente
empregados em obras de terra/enrocamento, utilizando um material conhecido, que é o
concreto, procurando obter um máximo desempenho no quesito velocidade de lançamento,
aliado à baixos custos e teores de cimento relativamente pequenos, para redução dos efeitos
das mudanças de volumes de origem termogênicas do concreto. O processo executivo com
CCR impacta em todas as etapas construtivas, pois seus paradigmas de execução e controle
são particulares e totalmente diferentes da prática usual dos concretos convencionais, podendo
trazer aspectos a serem avaliados e monitorados ao longo da vida útil da obra.
Os estudos em laboratório para previsão do comportamento mecânico e de
trabalhabilidade do concreto vêm sendo sedimentados ao longo do último século. As
discrepâncias entre a condição de laboratório e de campo são mais agudas no caso do CCR,
onde os métodos usuais de ensaio não se adaptam facilmente à simulação da compactação por
rolo vibratório, da ligação entre camadas e da influência das condições climáticas (PAULON
et al., 2004). Uma alternativa para o processo é a confecção de pistas experimentais de CCR
em laboratório, com a finalidade de simular as condições de execução no campo, tanto para
barragens quanto pavimentos rígidos. Através da confecção destas pistas experimentais, é
possível obter informações sobre a caracterização dos materiais constituintes do CCR e o
desempenho das dosagens aplicadas em campo, conhecendo o comportamento do CCR e
facilitando a tomada de decisões, embasada em resultados confiáveis (GALLEGO et al.,
1999).
Esta técnica foi inicialmente tentada no Japão, com a criação de simulador de
compactação, hoje desativado. FURNAS, em Aparecida de Goiânia (GO), local onde foi
realizada esta pesquisa, possui um equipamento que simula uma pista experimental de CCR,
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 35
totalmente automatizado, que possibilita a execução de CP’s compactados, com possibilidade
de variação da freqüência e energia de vibração do rolo e velocidade do percurso
(GALLEGO, 1998; MARQUES FILHO et al., 1998). As vantagens deste tipo de simulação
em laboratório são elencadas (GALLEGO et al., 1999; PAULON et al., 2004):
• Verificação do grau de compactação potencial as misturas;
• Avaliação da capacidade de compactação potencial das misturas;
• Avaliação da capacidade de compactação com equipamentos convencionais;
• Avaliação de vários tipos de mistura, podendo ser avaliada a granulometria,
teor de material cimentícios e finos, utilização de aditivos, entre outros;
• Simulação da execução de faces impermeáveis, ou do acabamento das faces;
• Simulação das condições de ligação entre camadas, podendo-se variar tempo
entre camadas sucessivas, bem como simular condições ambientais diversas;
• Simulação de variações das alturas das camadas de concreto.
Na Figura 2.4a, pode ser visualizado este equipamento e na Figura 2.4b está
mostrado o aspecto geral da pista experimental de CCR, confeccionada nas dimensões
aproximadas de: 300 cm de comprimento, 90 cm de largura e 110 cm de altura (2,97 m3 de
volume). A cura é feita através da câmara úmida construída especialmente para as pistas, com
cobertura móvel, onde a pista é colocada através de uma ponte rolante pela sua parte superior,
conforme mostrado na Figura 2.4c.
Figura 2.4 – Equipamento simulador de pista experimental para CCR: (a) Concretagem; (b) Detalhe do rolo compactador; (c) Cura úmida (FURNAS, 2003).
b
a
c
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 36
Através da confecção da pista experimental, são obtidos testemunhos (extraídos
da pista) para realização de variados ensaios com CCR, utilizados para otimizar as misturas
sob diversas condições, além de determinar potencialmente os diversos parâmetros físicos de
interesse, criando condições para simular correções que serão requeridas durante a execução
real da obra. Na Figura 2.5 pode ser visualizada as extrações dos testemunhos de uma pista
experimental de CCR, em FURNAS.
Figura 2.5 – Extração de testemunhos da pista; (b) Aspecto dos testemunhos retirados para ensaios; (c) Resíduo de CCR gerado pelo processo (FURNAS, 2003).
Segundo Gallego et al. (2001), através da extração de testemunhos das pistas
podem ser realizados estudos preliminares das propriedades do CCR, tais como: resistência à
compressão, resistência à tração, permeabilidade, módulo de elasticidade, fluência,
capacidade de deformação, propriedades térmicas, cisalhamento e massa unitária.
2.2 RESÍDUO DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLO PROVENIENTE DE
CONTROLE TECNOLÓGICO EM LABORATÓRIO
2.2.1 DEFINIÇÃO
A NBR 10004 (ABNT, 2004) define os resíduos sólidos como sendo “resíduos no
estado sólido e semi-sólido, que resultem de atividades da comunidade de origem: industrial,
doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta
definição, os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em
equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas
ba
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 37
particularidades tornem inviáveis o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de
água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor
tecnologia disponível”.
A NBR 15114 (ABNT, 2004) define os resíduos de construção civil como sendo
resíduos provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção
civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como tijolos, blocos
cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e
compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos,
tubulações, fiação elétrica etc., comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou
metralha.
De forma simplificada, o resíduo de CCR pode ser definido como um resíduo
proveniente de construções, reparos, reformas ou mesmo demolições de estruturas e
pavimentos que utilizam técnicas construtivas com CCR.
2.2.2 POTENCIAL DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR
As relações estrutura-propriedade constituem a essência da moderna ciência dos
materiais. O concreto tem uma estrutura muito heterogênea e complexa. É muito difícil
estabelecer modelos exatos, a partir dos quais o comportamento do material pode ser previsto
com segurança. Um conhecimento da estrutura e das propriedades de cada constituinte do
concreto e a relação entre elas são úteis para se exercer certo controle sobre as propriedades
do material (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
Diversas pesquisas no Brasil e no mundo apontam as potencialidades do uso de
agregados reciclados provenientes de diferentes tipos de concretos, na produção de novos
concretos, argamassas e pavimentos. Uma avaliação do potencial de utilização dos agregados
reciclados de CCR pode ser feita através de uma análise comparativa da microestrutura de
concretos confeccionados com agregados convencionais e de concretos confeccionados com
agregados reciclados de concreto massa, conforme Buttler (2003) sugeriu em seus estudos.
Analisando a microestrutura do concreto com agregados convencionais podem ser
identificados dois constituintes principais: a pasta de cimento endurecida e o agregado.
Entretanto, a nível microscópico pode-se distinguir outra fase que está em contato com o
agregado graúdo: a zona de transição, que apresenta características distintas do restante da
pasta e que, segundo Neville (1997), geralmente é mais fraca do que as duas outras fases,
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 38
exercendo conseqüentemente uma influência muito maior nas propriedades do material,
conforme mostra a Figura 2.6.
Figura 2.6 – Microestrutura do concreto produzido com agregado convencional (BUTTLER,
2003).
Com relação à microestrutura do concreto com agregado graúdo reciclado de
concreto, pode-se observar que as propriedades do material são influenciadas principalmente
pelas características da argamassa aderida ao agregado reciclado e pela nova matriz de
cimento em contato com o agregado reciclado, conforme mostra a Figura 2.7.
Figura 2.7 – Microestrutura do concreto produzido com agregado reciclado (BUTTLER, 2003).
A B
C
A = Agregado graúdo B = Zona de transição C = Matriz de cimento
A = Agregado graúdo B = Zona de transição C = Argamassa aderida A+B+C = Agregado reciclado D = Zona de transição pasta/agregado reciclado E = Nova matriz de cimento
AB C
D
E
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 39
A fase agregado é predominantemente responsável pela massa unitária, módulo de
elasticidade e estabilidade dimensional do concreto. A massa específica do agregado graúdo
influi diretamente na massa específica do concreto, sendo também diretamente proporcional à
resistência do concreto, isto é, quando maior a porosidade (índice de vazios) do agregado,
menor será sua resistência tornando-se o elo fraco da mistura (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
A argamassa aderida ao reciclado de CCR representa o elo mais fraco da mistura,
caso sua resistência seja menor que a resistência da nova zona de transição, devido à sua
maior porosidade (LEITE, 2001; BUTTLER, 2003). Assim, para concretos produzidos a
partir de agregados reciclados de CCR, devido ao baixo consumo de cimento, a zona de
transição pode representar o elo fraco do conjunto desde que sua resistência seja menor que a
resistência da argamassa aderida ao agregado reciclado.
A matriz é formada pela zona de transição entre agregado e pasta e a pasta de
cimento propriamente dita. É constituída por diferentes tipos de compostos hidratados do
cimento; os mais importantes são os silicatos hidratados (C-S-H) que podem parecer como
estruturas fibrosas, hidróxido de cálcio Ca(OH)2 que cristaliza em grandes placas hexagonais
superpostas e a etringita, que cristaliza no início da pega na forma de agulhas.
A zona de transição apresenta características diferentes do restante da pasta, sendo
caracterizada pela sua maior porosidade e heterogeneidade. Esta porosidade é decorrente da
elevação da relação água/cimento em decorrência do filme de água se formar em torno do
agregado graúdo; verifica-se, também, falha na aderência entre pasta e agregado relacionada à
formação de grandes cristais que apresentam superfície específica menor, fato este que
diminui a força de adesão (Forças de Van der Waals). Todas essas características contribuem
para que a zona de transição seja considerada o elo fraco do conjunto, estando sujeita a micro-
fissuração devida a pequenos acréscimos de carga, variações de volume e umidade.
Segundo SILVA (2000), os principais tipos de ligações presentes numa pasta de
cimento-agregado são enumerados a seguir:
• Ligação mecânica: por rugosidade superficial do agregado em que os cristais
dos componentes hidratados do cimento envolvem as protuberâncias e as asperezas da
superfície dos materiais aglomerados;
• Aderência devido à absorção, pelo agregado, da água contendo parte do
aglomerante dissolvido; o qual, após penetrar na superfície da partícula, cristaliza-se no
mesmo tempo que a pasta, ligando-se a ela;
• Atração entre a pasta de cimento e a superfície do agregado, por força de Van
der Waals – ligação puramente física;
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• Continuidade da estrutura cristalina do inerte nos produtos da hidratação do
cimento. Uma espécie de ligação, na qual os cristais dos componentes do cimento hidratado
prolongam os do agregado, tendo em comum entre si as suas redes cristalinas;
• Aderência química entre os produtos de reação da hidratação do cimento e as
superfícies do agregado.
Segundo Buttler (2003), em concretos produzidos com agregados reciclados, a
zona de transição pode representar o elo mais fraco do conjunto (agregado, matriz de
cimento), desde que a resistência deste concreto seja inferior à resistência da argamassa
aderida ao agregado reciclado que foi utilizado para produção deste concreto. Para resíduos
de concreto que foram reciclados logo após sua geração, isto é, que possuem uma grande
quantidade de cimento não-hidratado presente na sua superfície, a resistência do conjunto será
determinada pelas características da argamassa aderida ao agregado. Neste caso, haverá mais
partículas de cimento para se hidratarem na nova zona de transição e capazes de se dispor
densamente junto das partículas grandes do agregado; como conseqüência, a zona de transição
terá um menor índice de vazios e influenciará de maneira menos significativa a resistência.
Pode-se citar também o efeito filler provocado por estas partículas não-hidratadas que produz
um maior empacotamento e preenchimento dos vazios da matriz e na interface, ocasionando
um efeito parede que proporciona uma maior compacidade localizada; gerando uma ligação
mais eficiente entre pasta e o agregado.
É bem provável que concretos com agregados reciclados de CCR apresentem
diferenças com relação às apontadas neste subitem, visto que a maioria destas estão
relacionadas a concretos produzidos com agregados reciclados de concretos convencionais.
Todavia, esta análise microestrutural apresentada, torna-se fundamental para interpretação de
concretos confeccionados com agregados reciclados, de modo geral.
2.3 PERSPECTIVAS DE UTILIZAÇÃO DOS RESÍDUOS DE CONCRETO
COMPACTADO COM ROLO
Os resíduos de CCR, sejam oriundos de execução de obras, sejam oriundos de
atividades laboratoriais, poderão seguir o mesmo caminho de experiências envolvendo outros
resíduos de concretos, no que se refere ao seu aproveitamento. A utilização de variados
resíduos de concreto como agregados para construção, tem avançado fortemente com a maior
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C O N C R E T O C O M P A C T A D O C O M R O L O E S E U R E S Í D U O 41
abordagem dos problemas ambientais atuais e decorrentes no futuro. Muitos pesquisadores
consideram que o emprego do resíduo de concreto, em novos concretos e argamassas, como a
forma mais eficaz de tentar fechar o ciclo de vida dos materiais de construção (LEITE, 2001).
Comparado com outros resíduos, o resíduo de CCR não oferece grandes riscos à
população e ao meio ambiente, pelo fato de ser inerte. Disposto de forma inadequada causa
assoreamento do leito de ribeirões como principal poluição gerada (BRITO FILHO, 1999).
Entretanto, os resíduos descartados pelas obras que utilizam tecnologia do CCR podem se
constituir a longo prazo em verdadeiras jazidas de matérias-primas. Assim, a questão dos
resíduos de CCR provenientes de controle tecnológico em laboratório, pode ser uma
alternativa interessante para os laboratórios que trabalham com esta tecnologia e se deparam
diariamente com problemas de gerenciamento destes rejeitos.
Algumas utilizações de resíduos de concreto já são bem difundidas, como a
utilização em bases e sub-bases de pavimentos, produção de concretos magros sem fins
estruturais, produção de blocos de concreto, utilização em projetos de drenagem, entre outros.
Todavia, autores como: SIMONS; HENDERIECKX, 1993; COLLINS, 1998; MAULTZSCH;
MELLMANN, 1998; VAN DER WEGEN; HAVERKORT, 1998; BANTHIA; CHAN, 2000;
CARNEIRO et al., 2001; FONSECA SILVA et al., 2001; LEITE, 2001; LEVY, 2001;
SOUSA, 2001; BUTTLER, 2003, SHAYAN; XU, 2003, concordam que o mercado dos
resíduos de construção deve crescer e, paralelo a isso, a sua utilização em variados tipos de
concreto é, sem dúvida, uma das melhores alternativas para que este propósito seja alcançado.
Alguns estudos já foram realizados para utilização de resíduos de concreto na
produção de concreto, principalmente no exterior (RANVIDRARAJAH, et al. 1987;
HANSEN, 1992; SCHULZ; HENDRICKS, 1992). Países como a Alemanha (um dos
precursores do uso de resíduos de demolição), Estados Unidos, Dinamarca, França, Bélgica e
Inglaterra já fazem uso deste tipo de resíduo e têm muitos estudos sobre a utilização do
material e o seu comportamento.
Com base nestas pesquisas, constata-se que o agregado obtido a partir da
reciclagem de resíduo de concreto, neste caso, o agregado obtido do resíduo de CCR, pode ser
aplicado em serviços como pavimentação, argamassas de assentamento e revestimento,
concretos, fabricação de pré-moldados (blocos, briquetes, meio-fio e outros), serviços de
drenagem, entre outros (HANSEN, 1992; MEHTA; MONTEIRO, 1994; PINTO 1989;
HAMASSAKI et al., 1996; LEVY 1997; LATTERZA, 1998; ZORDAN 1997).
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 42
CAPÍTULO 3
BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA
3.1 DEFINIÇÃO
A alvenaria é definida como um conjunto de unidades (neste caso, os blocos)
dispostas em camadas e unidas entre si por juntas de argamassa, formando um conjunto rígido
(SABBATINI, 1984). Segundo Medeiros (1993), estas unidades de alvenaria, ou seja, os
blocos ocupam em torno de 98% do volume da parede. Desta forma, esta definição de
alvenaria, bem como a sua porcentagem que é constituída por blocos, demonstra a
importância do bloco na alvenaria, destacando-o como principal componente do conjunto e,
como tal, o maior responsável pelas propriedades resistentes da alvenaria.
Os blocos de concreto para alvenaria podem ser definidos, como elementos pré-
moldados de concreto obtidos a partir da mistura adequada entre agregados graúdos e miúdos,
cimento, água e eventualmente, aditivos. Tal mistura, depois de compactada ou prensada em
moldes específicos ganha resistência e durabilidade suficientes para diversas aplicações,
especialmente para a execução de alvenarias (MEDEIROS, 1993).
Segundo Holanda Jr (2002) e Medeiros (1993), o bloco de concreto pode ser
especificamente definido como a unidade de alvenaria constituída pela mistura homogênea,
adequadamente proporcionada, basicamente composta de cimento Portland, agregado miúdo e
graúdo e água, conformada através de vibração e prensagem, possuindo dimensões superiores
a (250 x 120 x 55) mm, correspondendo a comprimento, largura e altura, respectivamente.
3.2 CLASSIFICAÇÃO
A normalização brasileira define basicamente dois tipos de blocos de concreto, de
acordo com sua aplicação: para vedação, o bloco vazado de concreto simples para alvenaria
sem função estrutural - NBR 7173 (ABNT, 1982) e com função estrutural, o bloco vazado de
concreto simples para alvenaria estrutural - NBR 6136 (ABNT, 1994).
A resistência à compressão é uma propriedade fundamental para os blocos
estruturais, justamente por sua função e também porque a durabilidade, a absorção de água e a
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 43
permeabilidade da parede estão intimamente ligadas a esta propriedade. Deste modo, os
blocos são classificados de acordo com a resistência, a saber: blocos sem função estrutural
com resistência média de 2,5 MPa ou mínima individual de 2,0 MPa, segundo a NBR 7173
(ABNT, 1982) ao passo que os blocos com função estrutural devem apresentar resistência
mínima de 4,5 MPa, seguindo os patamares de 6,0 MPa, 7,0 MPa, 8,0 MPa, 9,0 MPa, 10
MPa, 11 MPa, 12 MPa, 13 MPa, 14 MPa, 15 MPa e 16 MPa, conforme classifica a NBR 6136
(ABNT, 1994).
3.3 MATERIAIS EMPREGADOS NA PRODUÇÃO DOS BLOCOS
Como regra geral, a maioria dos pesquisadores indica que os materiais adequados
para a produção de concreto convencional são também adequados para produção de blocos de
concreto para alvenaria, dede que sejam consideradas as peculiaridades intrínsecas de cada
processo (ABCP, 1978; MEDEIROS, 1993; FERREIRA JUNIOR, 1995; FRASSON, 2000;
SOUSA, 2001). Os materiais utilizados na produção dos blocos de concreto são resumidos
em: aglomerante, agregados graúdos, agregados miúdos e água. Ainda nesta lista, podem-se
incluir os aditivos redutores de água e plastificantes, como também corantes inorgânicos,
quando se tem o objetivo produzir blocos decorativos (ANDOLFATO, 2002; HOLANDA JR,
2002; MAIA et al., 2002; SABBATINI, 2002).
3.3.1 CIMENTO
Todos os tipos de cimento Portland podem ser utilizados na produção de blocos
de concreto, segundo as prescrições da NBR 6136 (ABNT, 1994), devendo atender às
especificações quanto aos limites mínimos de qualidade, das seguintes normas brasileiras:
NBR 5732 (ABNT, 1992), NBR 5733 (ABNT, 1991), NBR 5735 (ABNT, 1991), NBR 5736
(ABNT, 1991) ou NBR 11578 (ABNT, 1991). É importante ressaltar a necessidade de que
seja observada a compatibilidade entre o tipo de cimento e os demais materiais (agregados,
adições e aditivos principalmente) e entre o processo de cura utilizado, onde, dependendo das
especificações, poderá alterar as propriedades dos blocos (MEDEIROS et al, 1994; SOUSA,
2001).
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 44
3.3.2 AGREGADOS
Para a obtenção das propriedades desejadas no concreto para produção de blocos,
as características dos agregados devem ser observadas, pois interferem na aderência com a
pasta de cimento, alterando a homogeneidade e a resistência do concreto obtido (MEDEIROS,
1993). Não há restrições quanto aos tipos de agregados utilizados no preparo dos blocos de
concreto, desde que atendam aos requisitos necessários quanto à granulometria, podendo ser
de origem natural, já encontrados fragmentados ou resultantes da britagem de rochas.
Entretanto, é muito importante que substâncias nocivas, tais como: torrões de argila, materiais
friáveis, materiais carbonosos, materiais pulverulentos e substâncias orgânicas estejam dentro
dos limites aceitáveis para agregados conforme estabelece a NBR 7211 (ABNT, 2005).
Em síntese, os agregados miúdos e graúdos podem ser de origens naturais ou
resultantes da britagem de rochas, conforme os padrões estabelecidos pela NBR 7211 (ABNT,
1983), ou agregados leves tais como a escória de alto forno, cinzas volantes, argila expandida
ou outros agregados, que apresentem massa específica normal conforme recomenda a NBR
6136 (ABNT, 1994). Sousa (2001) comenta que a prática da utilização de agregados materiais
alternativos, em muitos casos, não é acompanhada de uma avaliação experimental,
principalmente no que se refere ao proporcionamento entre os materiais constituintes e ao
desempenho dos componentes ao longo do tempo.
Na região de Aparecida de Goiânia (GO), onde se realiza este trabalho, evidencia-
se grande utilização de agregados em blocos de concreto, com as seguintes características:
• Graúdo: brita com graduação zero segundo a NBR 7211 (ABNT, 2005),
dimensão máxima característica igual a 9,5 mm, com elevada percentagem de pó de pedra e,
em conjunto com a composição, areia muito fina de cava com dimensão máxima
característica igual a 2,36 mm - Zona Utilizável Inferior da NBR 7211 (ABNT, 2005);
• Miúdo: areia grossa natural com dimensão máxima característica igual a 6,3
mm - Zona Ótima da NBR 7211 (ABNT, 2005) ou resultante da britagem de rochas, com as
mesmas especificações.
3.3.3 ÁGUA
Segundo as especificações da NBR 6136 (ABNT, 1994), a água utilizada para
fabricação dos blocos de concreto deve ser isenta de substâncias prejudiciais à hidratação do
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 45
cimento (material orgânico, ácido). Cabe aqui mencionar a normalização específica para água
destinada ao amassamento de concreto, qual seja: NBR NM 137 (ABNT, 1997), onde estão
especificados padrões exigíveis para água de mistura do concreto. Seguindo as especificações
destas normalizações, presumem-se como satisfatórias as águas tratadas e utilizadas no
abastecimento público, sendo as águas potáveis quase sempre adequadas para a produção dos
blocos.
3.3.4 ADITIVOS
Conforme a normalização que prescreve os blocos de concreto para alvenaria –
NBR 6136 (ABNT, 1994), é permitido o uso de aditivos, desde que não acarretem efeitos
prejudiciais devidamente comprovados por ensaios. Segundo Holanda Jr. (2002), alguns
fabricantes utilizam também aditivos plastificantes para facilitar a moldagem dos blocos, o
que possibilita uma redução da relação água/cimento e facilita a limpeza das partes da
máquina que entram em contato com a mistura, além de proporcionar um aumento da
produtividade do equipamento.
Segundo Medeiros (1993), os aditivos mais utilizados na fabricação dos blocos de
concreto são os redutores de água. Estes aditivos têm como função reduzir a quantidade de
água de amassamento do concreto para uma dada consistência. Como resultado, tem-se uma
redução do consumo de cimento do concreto onde a relação água/cimento é constante.
3.4 CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO PARA BLOCOS
Os concretos utilizados na produção dos blocos para alvenaria, são concretos de
consistência seca, semelhante à terra úmida (TANGO, 1994). Caracterizam-se pela presença
significativa de vazios não comunicáveis na sua estrutura e pela ausência de exsudação,
sendo, genericamente, denominados como concretos secos (ABREU, 2002). Estes concretos
apresentam abatimento zero, havendo necessidade de que a retirada de ar aprisionado seja
realizada por máquinas que confiram compacidade à mistura.
Os produtos fabricados com concretos secos sem manutenção de formas, precisam
ter coesão suficiente para manterem-se íntegros até seu endurecimento, sem sofrer
desmoronamento, deformação, quebra de arestas ou quaisquer outros danos. Esta coesão da
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 46
mistura no estado fresco é obtida em função de uma boa dosagem combinada com adequada
energia de compactação, onde os finos do concreto têm papel importante na produção da pasta
que proporciona coesão à mistura (ABREU; KATTAR, 2000).
3.4.1 ÍNDICE DE VAZIOS
O índice de vazios é um parâmetro para a avaliação da compacidade de um
material, sendo muito utilizado na mecânica dos solos. Corresponde à relação entre o volume
de vazios presentes entre os grãos de um determinado material e o volume total do recipiente
que o contém. Em agregados para concreto, podem ajudar a definir a qualidade de uma areia
principalmente no que diz respeito à sua distribuição granulométrica: quanto menor for o
índice de vazios de um agregado, melhor é o arranjo entre seus grãos, menor será a
quantidade de finos necessária para o seu envolvimento e consequentemente menor será o
consumo de cimento da argamassa e do concreto, resultando em adequada coesão e
compacidade da mistura (ABREU, 2002).
Mehta e Monteiro (1994) concluíram que um arranjo denso dos agregados, com o
menor número de vazios, será o mais econômico, pois irá requerer a mínima quantidade de
pasta. Esta conclusão, segundo estes autores, levou a um elevado número de estudos teóricos
sobre características de arranjos de materiais granulares com objetivo de obter expressões
matemáticas ou curvas de distribuição granulométrica ideais, as quais poderiam auxiliar na
composição ideal das partículas de diferentes dimensões visando produzir o mínimo de
vazios.
A dosagem dos concretos secos é geralmente executada pelo método menor
volume de vazios, ou seja, consiste em encontrar a melhor proporção entre os agregados de
maneira a propiciar o menor volume de vazios possível entre os agregados componentes do
concreto (FRASSON, 2000). Isto significa que as dosagens visam alcançar maiores massas
unitárias, ou seja, maior massa de material em um mesmo volume diminuindo o volume de
vazios. Esta busca por um menor volume de vazios tem por objetivo encontrar um
proporcionamento entre agregados que resulte em uma mistura mais compacta por ter relação
direta com a resistência à compressão. Deste modo, o alcance destas propriedades vai
depender muito do tipo de agregado e suas composições devido às diferentes granulometrias e
formas dos agregados que irão compor os traços.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 47
3.4.2 QUANTIDADE DE ÁGUA
O concreto utilizado na produção de blocos é muito mais sensível às variações do
conteúdo de água do que outros concretos de cimento Portland. A falta de água aumenta a
probabilidade de segregação, dificultando a compactação e o acabamento superficial,
enquanto que o excesso de água provoca a instabilidade da mistura durante a compactação.
Entretanto, tanto a falta quanto o excesso de água, em relação à quantidade ótima, produzem
diminuição da resistência mecânica do material.
A influência da quantidade de água na consistência dos blocos de concreto, está
intimamente relacionada aos fatores externos, como a energia de compactação empregada, e
fatores internos, como a curva granulométrica do concreto, os tipos de agregados utilizados,
quantidade e tipo de cimento empregado e aditivo eventualmente utilizado na mistura,
principalmente nas fases de produção, o que resultará ou não em um concreto com
trabalhabilidade.
Entende-se por trabalhabilidade do concreto seco, como a facilidade de se
produzir, transportar e aplicar o concreto com o auxílio do equipamento apropriado, com a
mínima perda de homogeneidade e mantenham-se intactas as características de aspecto visual,
forma e coesão do produto recém adensado, além de aceitáveis níveis de produtividade. Vale
ressaltar que esta propriedade não é facilmente parametrizada como, no concreto plástico,
pela medida de consistência pelo abatimento do tronco de cone, conforme especificações da
NBR NM 67 (ABNT, 1998).
Uma vez que a caracterização da trabalhabilidade através de medições é difícil e
às vezes tendendo a impossível, destaca-se a inspeção visual como parâmetro de medida de
um concreto trabalhável (ANDRIOLO et al., 1993). Ao contrário do concreto plástico, a
relação água/cimento necessária ao concreto seco deverá ser a máxima possível, desde que se
garanta trabalhabilidade adequada ao concreto (ABREU; KATTAR, 2000; TANGO, 1994).
Esta quantidade de água é conhecida como teor de umidade do concreto fresco ou teor de
água/materiais secos do concreto, aqui simplificado como teor de água.
A porcentagem ótima de água no concreto para produção de blocos varia de 4% a
7% da massa dos materiais secos, sendo necessárias, na maioria dos casos, quantidades de
água variando entre 110 l/m³ a 130 l/m³ de concreto (KOKUBO et al., 1996), o que
corresponde aproximadamente a 70% do volume de água necessário à produção de um
concreto plástico tradicional (±190 l/m³).
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 48
Existe, para cada traço, equipamento e procedimento de moldagem, um teor ótimo
de água necessário para obter a melhor compacidade do concreto fresco. Geralmente, esse
teor ótimo de água, corresponde à máxima resistência mecânica que o concreto pode alcançar
(TANGO, 1994). No gráfico mostrado na Figura 3.1 pode-se visualizar o comportamento do
concreto em relação à quantidade de água utilizada na sua mistura.
Figura 3.1 – Efeito da quantidade de água nos concretos secos e plásticos (ABREU; KATTAR, 2000).
Neville (1997) comenta que o intervalo de validade da Lei de Abrams é limitado,
sendo que em valores muito baixo de relação água/cimento, a curva deixa de ser seguida
quando o adensamento pleno não é mais possível. Neste ponto, o adensamento só é possível
com o emprego de equipamento mecânico, caracterizando-se o concreto seco. Isto ocorre
porque a água dosada confere à mistura uma plasticidade que facilita a prensagem do material
nas formas da máquina. Existe uma umidade ótima que misturas conseguem obter uma
melhor compacidade, bem parecido com o que ocorre na compactação dos solos, por
exemplo. Todavia, existe uma quantidade limite acima da qual as peças não conseguem ser
produzidas (FRASSON, 2000). Observa-se também um ganho de resistência com o aumento
da água, devido ao fato da mistura mais úmida ser mais fácil de ser compactada, resultando
numa menor quantidade de vazios devido à melhor acomodação das partículas na peça
moldada e aumento de peso por unidade de volume (VARGAS, 1977).
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 49
Abreu (2002) elencou os pontos mais comuns dos procedimentos de dosagem dos
concretos para blocos, quais sejam:
• A Lei de Abrams não é aplicável;
• A resistência está sempre associada à compactação do material;
• O proporcionamento dos agregados é feito procurando-se o proporcionamento
que confira o menor consumo de cimento;
• A compactação é sempre facilitada com o aumento da umidade até certo ponto
onde a água em excesso produz um aumento na porosidade como no caso dos concretos
plásticos;
• A pasta deve preencher o volume de vazios dos “agregados totais”;
• O equipamento é parte fundamental na dosagem, pois vai conferir a energia de
compactação.
3.4.3 MÉTODOS DE DOSAGEM
A dosagem dos concretos para blocos se reveste de peculiaridades, devido às
técnicas utilizadas, as quais exigem cuidados especiais às misturas. Devido ao elevado
consumo de cimento dos blocos, o consumo mínimo de cimento passa a ser uma preocupação
dominante, tanto pelo aspecto econômico, como pelo técnico (para minimizar as variações de
volume devidas à retração por secagem).
Nos concretos para blocos, assim como nos concretos convencionais, a dosagem
nada mais é do que a busca da melhor composição dos materiais constituintes, de forma que
no estado fresco o concreto seja trabalhável, permitindo adequada moldagem das peças e que,
após o endurecimento, elas tenham qualidade assegurada.
Conforme Medeiros et al. (1994), a maioria dos fabricantes de blocos no Brasil
não aplica qualquer método racional na dosagem do concreto de seus componentes.
Usualmente adota-se um método empírico de proporcionamento dos materiais baseado em
séries de tentativa e erro. Tal prática, segundo o autor, pode acarretar um alto consumo de
cimento, que seria desnecessário, provocando perdas em economia e produtividade.
A seguir são apresentados os métodos de dosagem mais utilizados para o
proporcionamento de misturas para produção de blocos de concreto.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 50
3.4.3.1 Método Besser Company
Este método foi formulado por Lucas Pfeiffenberger e adotado pela fabricante de
máquinas vibro-prensas norte americana, a Besser Company. Baseia-se no ajuste do traço
pelo módulo de finura das misturas. No Brasil, este método foi muito utilizado pela empresa
ENCOL, que desenvolveu junto ao EPUSP, um manual sobre o processo produtivo e dosagem
de blocos de concreto, intitulado Manual do Processo Construtivo Poli-Encol para Blocos e
Pré-Moldados (EPUSP; ENCOL, 1991).
Este método exige que se disponha de agregados com granulometrias desejadas.
(areia média e pedrisco), bem como um proporcionamento inicial estabelecido na faixa de
40% para o pedrisco e 60% para a areia média, em massa. No caso de não se ter
disponibilidade destes agregados, é necessário que se faça uma adequação com um terceiro
tipo de material para que este, juntamente aos outros, se enquadre nas faixas granulométricas
dos grupos de peneiras propostos.
Também são apresentados por Epusp e Encol (1991), alguns traços e ajustes que
devem ser dados ao processo produtivo a fim de obter êxito nas resistências à compressão a
serem atingidas nos ensaios. Segundo este manual, cuidados para a mistura e produção dos
blocos devem ser tomados, tais como:
• Ajustes no equipamento e tempos de produção adotados na vibro-prensa;
• A mistura deve possuir cerca de 6% a 7,5% de umidade;
• A relação cimento/agregado a ser utilizada dependerá da resistência à
compressão desejada para os blocos;
• Os blocos devem ser avaliados quanto à sua textura;
• Deve-se controlar o tempo de ciclo na vibro-prensa para evitar variações nas
resistências dos blocos.
3.4.3.2 Método ABCP
A Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) apresentou em 1990 este
método em forma de boletim técnico desenvolvido por Sylvio Ferreira Jr., intitulado Produção
de Blocos de Concreto para Alvenaria – Prática Recomendada, apresentado no manual ABCP
(1990). Este método baseia-se no alcance de proporcionamentos entre os agregados miúdos e
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 51
graúdos que resultem na máxima compacidade possível da mistura. Segundo Andolfato
(2002), o termo compacidade é utilizado para expressar a densidade final seca dos blocos, ou
seja, maior ou menor índice de vazios.
Segundo esta metodologia, a maior compacidade alcançada pela mistura trará
maior resistência aos blocos de concreto. O método consiste na comparação de massas que
cabem em um recipiente padronizado e de volume conhecido. O procedimento para dosagem
consiste no encontro da mistura com maior massa, através das seguintes etapas:
• Secagem dos agregados utilizados (recomenda-se a utilização de areia de
graduação média e brita de graduação 0);
• Proporcionamento de cada um dos agregados de modo a produzir um agregado
total com a máxima compacidade possível;
• Colocação dos agregados previamente misturados no recipiente com quadro
(colarinho) metálico já adaptado (40 cm x 40 cm) e de volume conhecido, adensar, retirar o
quadro, rasar e pesar. A composição que apresentar a maior massa será a composição ideal;
• Para trabalhar com mais de dois agregados, determina-se a composição com os
dois agregados de maiores módulos de finura e depois, esta composição com o agregado de
menor módulo de finura.
3.4.3.3 Método IPT/EPUSP adaptado para concretos secos
Este método foi proposto por Carlos Tango, baseando-se no método IPT/EPUSP
utilizado para dosagem de concretos plásticos e adaptado para a produção de concreto para
blocos. Tango (1994) propôs este método racional de dosagem de concreto para blocos
estruturais, combinando os agregados miúdos e graúdos de forma a obter um máximo grau de
compactação durante a moldagem nas vibro-prensas, compreendendo basicamente seis
passos:
• Ajuste dos agregados;
• Estabelecimento da resistência média a ser obtida;
• Estimativa dos teores de agregado/cimento, definindo-se três traços de
concreto: rico, médio e pobre;
• Determinação da proporção de argamassa e da umidade ótima do traço médio
que no estado fresco deve apresentar bom aspecto superficial dos blocos, massa unitária
elevada e boa trabalhabilidade;
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 52
• Confecção das misturas experimentais e ensaio dos blocos à compressão,
correlacionando os resultados e empregando um diagrama de dosagem. Este diagrama possui
quatro quadrantes, onde cada um deles possui uma relação própria que é interligada aos
quadrantes adjacentes;
• Finalmente, com esse resultado, pode-se determinar graficamente a relação
água/cimento correspondente a qualquer resistência dentro do campo pesquisado.
3.4.3.4 Método Columbia
Este método foi sugerido pelo fabricante de máquinas vibro-prensas Columbia,
baseado em estudos realizados por Wilk (1948 apud Frasson, 2000) e Menzel (1934 apud
Frasson, 2000). Diferentemente das metodologias descritas anteriormente, este método
preocupa-se muito com as características dos blocos e suas misturas, tais como: resistência à
compressão, textura, porosidade, trabalhabilidade e disponibilidade dos agregados. Este
método propõe estudos em blocos de concreto moldados em laboratório, utilizando-se
conceitos como o módulo de finura ótimo das misturas. Também são recomendados critérios
para uma adequação da trabalhabilidade, facilidade de compactação e produção (tenham
coesão). Para isto elas devem possuir uma quantidade mínima de finos, variando de 12% a
15% de finos, em volume, passantes na peneira de diâmetro 0,3 mm, com relação à mistura
total (incluindo o cimento), geralmente dão resultados satisfatórios neste método.
Recomenda-se também, em alguns casos, dependendo do tipo de areia utilizada e forma do
agregado graúdo, pode ser feita uma correção e estes teores podem variar de 18% a 20%.
De acordo com esta metodologia, quase todos os fabricantes de blocos utilizam
agregados graúdos com dimensões menores que 12,5 mm. O agregado não pode ser maior que
a espessura da parede dos blocos (fator limitante deste tamanho), que na maioria dos casos
gira em torno de 1,5 cm a 3 cm. Uma das recomendações propostas por esta metodologia é
que a combinação de agregados miúdos e graúdos gere uma mistura que tenha 100% de
agregados passante na peneira de diâmetro 9,5 mm e 20% a 30% de agregados passante na
peneira de diâmetro 4,75 mm.
Esta metodologia recomenda também que o único modo de realmente testar a
mistura adequada é produzindo concretos que variam o agregado graúdo de 25% a 55%,
misturando-o com o agregado miúdo e diferentes proporções de cimento, quais sejam: 1:6,
1:7, 1:8, 1:9, 1:10 e 1:11. Segundo esta metodologia, não são necessários percentuais maiores
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que 40% de agregados graúdos na mistura para alcançar a máxima resistência mecânica das
peças produzidas com determinada quantidade de cimento.
3.4.3.5 Método Dafico
Este método de dosagem foi desenvolvido por José Dafico Alves, descrito em
Alves (2004). É apresentado com maior detalhamento neste trabalho, por ter sido empregado
nos experimentos realizados no Capítulo 5.
Os agregados para a produção de blocos segundo este método, podem ser desde o
pedrisco (pó de pedra) até a brita 0, desde que estes apresentem dimensão máxima de 9,5 mm
a 12,5 mm. Este método apresenta uma inovação ao recomendar a utilização de 10% de pó de
pedra (resíduo da britagem) na composição das misturas. Segundo o autor, este pó de pedra
permitirá uma melhoria do volume da pasta, que é considerado um parâmetro muito
importante neste tipo de concreto.
Utilizando os materiais disponíveis para produção dos blocos, busca-se atender os
módulos de finura das composições ideais de referência, obtidas normalmente a partir de
expressões típicas, tais como as propostas pelo ACI 207.1R-87 (ACI, 1991) (Fuller, Jean
Bolomey, Talbot Richart), das quais são obtidos os percentuais de agregados, miúdo e graúdo,
para atender à granulometria proposta. As curvas teóricas de granulometria são utilizadas com
freqüência para misturas plásticas, apresentando um aspecto importante para a composição
inicial dos agregados, devendo ser ajustada para atender aos requisitos do concreto de
consistência seca.
Para compor as misturas, inicialmente estabelece-se uma composição
granulométrica dos agregados em função de uma curva de referência.
As curvas de Talbot-Richart (ALVES, 2004) utilizadas para composição dos
agregados, estão definidas através da Equação 3.1.
P = ×⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
− nn
nn
Dd
15,015,01 100 (3.1)
Onde:
P = Porcentagem retida acumulada na peneira;
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 54
d = dimensão da peneira (mm);
D = dimensão máxima da mistura (mm);
n = coeficiente igual a 0,5 para agregado natural e 0,8 para agregado britado.
As curvas de Jean Bolomey (ACI, 1991) apresentam-se através da Equação 3.2.
P = ( ) ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−×−
Dda 1100 (3.2)
Onde:
P = Porcentagem retida acumulada na peneira;
d = dimensão da peneira (mm);
D = dimensão máximo da mistura (mm);
a = coeficiente utilizado para agregados britados, igual a 12 para mistura seca, 13
para mistura branda e 14 para mistura fluida.
As curvas de Fuller (ACI, 1991) também indicam uma boa composição
granulométrica total dos agregados para blocos, sendo definidas através da Equação 3.3.
P = 1001 ×⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎣
⎡⎟⎠⎞
⎜⎝⎛−
n
Dd (3.3)
Onde:
P = Porcentagem retida acumulada na peneira;
d = dimensão da peneira (mm);
D = dimensão máxima da mistura (mm);
n = coeficiente relacionado com a forma e textura dos agregados, igual a 0,5 para
agregado natural e 0,4 para agregado britado.
Como a dimensão máxima (Dmáx) do agregado utilizado na pesquisa para a
produção dos blocos de concreto para alvenaria varia de 9,5 mm a 12 mm, calculam-se os
módulos de finura do agregado adotado, utilizando-se as três equações correspondentes às
curvas supracitadas. Na Tabela 3.1 estão mostrados um exemplo de composição
granulométrica para um agregado com Dmáx igual a 9,5 mm.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 55
Tabela 3.1 – Curvas de referência para Dmáx igual a 9,5 mm.
Peneiras (mm) Curva de Talbot-Richartn = 0,8
Curva de Bolomey a = 10
Curva de Fuller n = 0,4
9,5 --- --- --- 4,8 33,0 26,0 23,8 2,4 56,8 44,7 42,8 1,2 73,7 58,0 56,3 0,6 85,6 67,3 66,8 0,3 94,0 74,0 74,9
0,15 100,0 78,0 80,9 M. F. 4,43 3,48 3,45
Após caracterização dos materiais disponíveis (Dmáx, módulo de finura, massa
específica e massa unitária), utiliza-se o módulo de finura da composição para atender aos
módulos de finura das curvas granulométrica teóricas, conforme mostra a Tabela 3.1, para se
obter o teor ideal de argamassa correspondente a cada curva granulométrica.
Segundo o autor, a curva de Talbot-Richart pode ser desconsiderada para a
dosagem de blocos de concreto, por apresentar grande percentual de agregado graúdo, sendo
praticamente impossível moldar blocos de concreto homogêneos e compactos com o teor de
agregado graúdo obtido através desta curva. O autor considera a curva granulométrica de
Bolomey como sendo a curva ideal para a produção de blocos pelo fato de proporcionar uma
mistura mais argamassada, ideal para produção destes elementos pré-moldados.
Após a determinação do teor de argamassa, procede-se à ajustagem das
composições dos agregados, adotando-se uma relação cimento: agregado (1: m), sendo os
valores utilizados em massa. A partir dos percentuais, são obtidas de três ou mais
combinações entre os agregados (alterando o módulo de finura da mistura), de forma a
minimizar o consumo de cimento sem prejuízo da resistência mecânica e da trabalhabilidade
do concreto, realizando em seguida um desenvolvimento experimental destas três misturas.
O desenvolvimento experimental consiste no ajuste ideal de argamassa para um
traço intermediário, fixando-se um consumo de cimento e determinando-se a consistência
através do ensaio designado por Cannon Time, conforme procedimento de ensaio 01.006.011
(FURNAS, 2004), que consiste na determinação do intervalo de tempo decorrido do início da
vibração até aquele em que a argamassa ocupe todos vazios da mistura. Em seguida são
executados os três traços, obtidos através das curvas granulométricas teóricas, dos quais são
moldados blocos de concreto para a determinação da resistência à compressão e com os
resultados são elaborados os diagramas de dosagem. Por fim, são feitos alguns ajustes do teor
de agregado miúdo. Este método necessita de pelo menos três pontos que são usados para
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 56
montar os diagramas de dosagem correlacionando resistência à compressão e água unitária,
massa específica e água unitária e, por fim, resistência à compressão e massa específica. O
teor de argamassa ideal será aquele que apresentar maior massa específica e maior resistência
à compressão.
Este método introduz conceitos inovadores para produção dos blocos, como o
ensaio de consistência através de um equipamento, fazendo com que haja interação da mistura
com o equipamento, proporcionando uma previsão adequada da umidade requerida pela
mistura e, consequentemente, coesão necessária para que esta continue firme no transporte
após a moldagem, desenvolvendo assim, uma mistura adequada e econômica. Foi utilizado no
programa experimental desta pesquisa por se destacar entre os demais, como o único capaz de
abranger toda a sistemática da produção dos blocos, fazendo de forma simples, um estudo
capaz de encontrar traços que sejam mais adequados à produção.
3.5 PRODUÇÃO DOS BLOCOS
3.5.1 EQUIPAMENTOS
No Brasil, as fábricas de elementos pré-moldados diferem muito em termos de
sofisticação e nível de organização. Pequenas centrais onde funcionam uma betoneira e uma
vibro-prensa operada manualmente convivem com usinas detentoras de equipamentos
automatizados de alta produtividade. Percebe-se então, que os blocos de concreto produzidos
possuem propriedades bastante divergentes (MEDEIROS et al., 2004).
Os equipamentos utilizados para produção dos blocos de concreto são
denominados vibro-prensas. Estes equipamentos recebem esta denominação devido ao
mecanismo de funcionamento empregado durante o processo de moldagem dos blocos:
vibração associada à prensagem. A primeira função é responsável pelo preenchimento e
adensamento da mistura nos moldes, e a segunda, influencia o adensamento e o controle da
altura dos blocos (SOUSA, 2001).
A tecnologia destas vibro-prensas está em constante desenvolvimento. Segundo
Mattos (2003), atualmente existe no mercado uma grande diversidade de equipamentos (desde
manuais a totalmente automatizados), com elevada produção e custos relativamente baixos.
Este desenvolvimento tem permitido um maior grau de competição entre os diferentes
produtos para alvenaria, existentes no mercado.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 57
O mecanismo de vibração das vibro-prensas é responsável direto pelas
características dos componentes moldados. Esta vibração é responsável, sobretudo, pelas
operações de moldagem, colaborando diretamente para a prensagem dos blocos. Os principais
parâmetros que caracterizam a vibração, com influência no processo, se resumem em: direção,
forma, freqüência, amplitude, velocidade, aceleração e tempo de adensamento.
3.5.2 MISTURA E MOLDAGEM
A mistura dos materiais básicos para produção de blocos de concreto é de grande
importância para a uniformidade da produção. A seqüência de colocação dos materiais e o
tempo adequado de mistura devem ser definidos em função do tipo de equipamento utilizado
no processo, não sendo considerados válidos os procedimentos gerais recomendados. Depois
de proporcionada, a mistura é levada aos misturadores que podem ser de eixo vertical ou
horizontal (FRASSON, 2000). Realizada a mistura, o material é conduzido à cuba de
alimentação da vibro-prensa, equipamento de fundamental importância nas características dos
blocos de concreto por imprimir elevados graus de compactação aos concretos secos,
interferindo significativamente nas resistências à compressão, absorção e textura do material.
Durante a moldagem na vibro-prensa, a mistura destinada à moldagem dos blocos
sofre compactação através de vibração e prensagem. Para garantir que os blocos de concreto
obtenham o grau de compactação previsto e atendam às características de projeto, devem-se
respeitar os tempos de alimentação e vibração do equipamento. A maioria das máquinas
vibro-prensas, com exceção das manuais de pequeno porte, possuem sistemas de alimentação
totalmente automatizados. Estes sistemas controlam desde o preenchimento da mistura nos
moldes até o tempo necessário para adensar e liberar os blocos.
A seqüência básica de funcionamento das vibro-prensas durante a moldagem dos
blocos resume-se nas etapas apresentadas a seguir e mostradas na Figura 3.2 (MEDEIROS,
1993; HOLANDA JR, 2002):
a) Preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada à moldagem
dos blocos;
b) Deslocamento da mistura e preenchimento do molde metálico onde os blocos
são moldados. Esta fase é acompanhada por vibração do molde;
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 58
c) Retorno da gaveta para a sua posição inicial e descida dos extratores para
compactação e extrusão dos blocos dentro do molde. Esta fase também é acompanhada de
nova vibração do molde finalizando quando a altura desejada para os blocos é atingida;
d) Extrusão ou desforma dos blocos logo após o término da operação anterior.
Nesta fase os extratores permanecem imóveis, enquanto o molde ascende, permitindo que os
blocos permaneçam sobre o palete onde foram moldados;
e) O palete com os blocos recém-moldados avançam para frente da máquina,
enquanto um novo palete vazio ocupa seu lugar sob o molde;
f) O molde metálico desce então para sua posição original, enquanto os extratores
ascendem, preparando-se para um novo ciclo.
Figura 3.2 – Seqüência básica de funcionamento de uma vibro-prensa automática (SOUZA et al., 1990 apud MEDEIROS, 1993).
3.5.3 CURA
Comparada à cura de outros artefatos de cimento, a cura de blocos é
especialmente delicada devido às condições extremas em que estes componentes são dosados.
(e) (f) Blocos de concreto
(d)(c)
(b)(a) Palete Molde vibratório
Extratores
Concreto
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 59
Empregam-se na fabricação dos blocos quantidades mínimas de cimento e água. Portanto, se a
umidade não se faz presente no ambiente onde os blocos são curados, o processo de
hidratação do cimento é interrompido e praticamente todas as propriedades dos componentes
ficam comprometidas, principalmente a resistência à compressão (HOLANDA JR, 2002).
Basicamente existem quatro tipos de cura, que geralmente são utilizadas na
produção dos blocos de concreto:
• Cura através de autoclaves: utiliza temperatura entre 150ºC e 205ºC e pressão
de aproximadamente 1,0 MPa. Este método é pouco utilizado devido aos altos custos de
implantação e consumo que representa (MEDEIROS, 1993);
• Cura natural ou ao ar livre: neste tipo de cura, recomenda-se que os blocos
permaneçam úmidos e protegidos do vento e da insolação direta, com a manutenção da
umidade do estoque de blocos constante por meio de aspersão de água pelo menos durante os
três a sete primeiros dias, para evitar a evaporação excessiva de água (MEDEIROS, 1993;
TANGO, 1984);
• Cura em câmara a vapor: É o sistema de cura mais empregado na indústria de
blocos de concreto. Este sistema é normalmente empregado pelos produtores de blocos que
exigem de seus componentes melhor desempenho a curtas idades. Efetivamente, a aplicação
do vapor produzido por gerador ou caldeira dura cerca de duas horas, dentro de um ciclo total
variável podendo chegar de 16 horas a 24 horas (MEDEIROS et al., 1994). Para realização
deste tipo de cura, o bloco deve ser precedido de um período de descanso de duas horas após a
moldagem, para evitar fissurações (FRASSON, 2000). Sabbatini (2002) considera este tipo de
cura como sendo o ideal para as empresas que solicitam financiamento de edifícios em
alvenaria estrutural;
• Cura com aspersão de água ou câmara úmida: É o sistema de cura considerado
ideal pelo Sinapocim (1999), para qualificação ou certificação dos produtores de blocos de
concreto, segundo o Programa de Qualificação e Certificação de blocos de concreto
(QUALIHAB). A cura através de aspersão de água deve ser realizada a cada 2 horas, durante
24 horas, ao passo que a cura através de câmara úmida deve ser realizada durante 5 dias após
a produção dos blocos. Comparado aos demais processos de cura, a cura através de aspersão
de água apresenta-se como um método simples, não exigindo grandes investimentos, pois
requer apenas de uma fonte de água, sendo o tipo de cura ideal para esta pesquisa. Este
processo de cura foi utilizado nesta pesquisa, devido aos resultados satisfatórios obtidos em
pesquisas na área de reaproveitamento de resíduos em blocos de concreto (SOUSA, 2001;
FIORITI et al., 2002).
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 60
3.6 ESPECIFICAÇÕES PARA PROPRIEDADES DOS BLOCOS DE CONCRETO
Tango (1984) discriminou as especificações para as principais propriedades
utilizadas como parâmetros de qualidade dos blocos de concreto para alvenaria, ligando a
importância e a metodologia de avaliação de forma resumida, conforme mostrado no Quadro
3.1.
Quadro 3.1 – Parâmetros de controle para os blocos de concreto (TANGO, 1984). Propriedades Importância Ensaios
Geométrica: dimensões
• Modulação • Capacidade • Resistência do bloco
• Medidas do comprimento: largura e altura dos blocos;
• Medidas da espessura das paredes;
• Medidas das áreas líquidas e brutas dos blocos.
Absorção de água: quantidade percentual de água
contida no bloco saturado
• Influência na aderência do bloco à argamassa e ao graute.
• Influência na resistência destes elementos
• Influência na permeabilidade.
• Pesagem do bloco: seco em estufa, saturado de água.
Teor de umidade: quantidade percentual de água contida no bloco em relação à
saturação
• Influência no aparecimento de manchas nas paredes.
• Influência na aderência do bloco à argamassa e ao graute.
• Influência na resistência destes elementos.
• Influência na fissuração devido à retração hidráulica.
• Pesagem do bloco: tal como recebido na obra, seco em estufa, saturado de água.
Aspecto superficial: cor, textura e integridade.
• Estética, a integridade influência a capacidade resistente.
• Avaliação visual e tátil, subjetiva.
Resistência à compressão: tensão de ruptura
• Propriedade diretamente ligada à capacidade resistente da parede.
• Medida da carga de ruptura do bloco e divisão da mesma pela área bruta.
Na NBR 6136 (ABNT, 1994) estão fixadas as condições exigíveis para a
aceitação de blocos vazados de concreto simples, confeccionados com cimento Portland, água
e agregados minerais, com ou sem inclusão de outros materiais, destinados à execução de
alvenaria estrutural. Assim, qualquer que seja a aplicação, o bloco dever ser vazado, ou seja,
sem fundo, onde os furos são utilizados para a passagem das instalações e para a aplicação do
graute (concreto de alta plasticidade). São padronizadas ainda as modulações dos blocos em
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 61
M-20 e M-15, as quais correspondem às larguras nominais dos componentes. Esta norma
divide ainda os blocos vazados de concreto para alvenaria estrutural em duas classes, quanto
ao uso:
• Classe AE: para uso geral, como em paredes externas acima ou abaixo do
nível do solo, que podem estar expostas à umidade ou intempéries, e que não recebem
revestimento de argamassa de cimento;
• Classe BE: limitada a uso acima do nível do solo, em paredes externas com
revestimento de argamassa de cimento, para proteção contra intempéries, e em paredes não
expostas às intempéries.
Outra classificação também é apresentada, desta vez quanto aos valores mínimos
de resistência à compressão, os quais estabelecem valores mínimos de resistência à
compressão para blocos estruturais, variando de 4,5 MPa a 16 MPa. Com relação à
resistência, na NBR 7173 (ABNT, 1982) estão fixadas as características exigíveis no
recebimento de blocos vazados de concreto simples, destinados à execução de alvenaria sem
função estrutural.
Na NBR 7184 (ABNT, 1992) está prescrito o método de determinação da
resistência à compressão em blocos vazados de concreto simples para alvenaria com e sem
função estrutural ao passo que o método de determinação da retração de blocos de concreto
em condições padronizadas de secagem acelerada está prescrito pela NBR 12117 (ABNT,
1992). Entende-se como retração por secagem às variações de uma dimensão de um corpo-de-
prova devido à secagem a partir de uma condição saturada até uma massa e um comprimento
de equilíbrio, sob condições de secagem acelerada padronizadas.
Na NBR 12118 (ABNT, 1991) estão apresentados os métodos de determinação da
absorção de água, do teor de umidade e da área líquida em blocos vazados de concreto
simples para alvenaria com e sem função estrutural.
Na NBR 10837 (ABNT, 1989) estão fixadas as condições exigíveis no projeto e
na NBR 8798 (ABNT, 1985) estão fixadas as condições exigíveis para execução das obras
exclusivamente de blocos vazados de concreto para alvenaria estrutural não armada,
parcialmente armada, ou armada, exclusivamente de blocos vazados de concreto.
As normalizações que prescrevem os métodos de preparo e de ensaio de paredes
estruturais e prismas submetidos à compressão axial, construídas com blocos de concreto, são
a NBR 8949 (ABNT, 1985) e a NBR 8215 (ABNT, 1983), respectivamente.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 62
Segundo Andolfato et al. (2002), não existe norma brasileira referenciando a
determinação do módulo de deformação dos blocos de concreto vazado para alvenaria,
existindo apenas algumas pesquisas isoladas sobre o assunto.
3.7 PESQUISAS ENVOLVENDO A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS
RECICLADOS COMO INSUMO NA PRODUÇÃO DE BLOCOS DE
CONCRETO
No século passado, na Alemanha, utilizaram-se restos de blocos de concreto para
a produção de blocos de concreto. Realizaram-se também, posteriormente, pesquisas pontuais
de reutilização de resíduos de construção em artefatos de concreto (DE PAUW, 1982;
LAURITZEN, 1994).
Em um estudo realizado pela ABCP (1978), foram encontrados registros da
utilização de blocos de concreto no Brasil, desde a época de 1940, na construção de núcleos
habitacionais próximos às grandes hidrelétricas, sendo utilizados como a matéria-prima para a
confecção destes blocos, os resíduos provenientes da britagem dos agregados utilizados nas
construções das barragens (MEDEIROS, 1993).
Em 1980 ocorreu um terremoto de grandes proporções na cidade de Al Asnam, na
Argélia, o que motivou uma pesquisa internacional para o reaproveitamento dos rejeitos na
fabricação de blocos de concreto. Segundo as estimativas dos pesquisadores, poderiam ser
fabricados aproximadamente 50 milhões de blocos de concreto para a construção de
habitações, seguindo procedimentos normalizados. Curiosamente, não foram implantadas
unidades de reciclagem em grande escala: entre outros motivos, a população se recusou a usar
blocos fabricados com material de escombros que causaram a morte de seus parentes e
conterrâneos (DE PAUW, 1982; LAURITZEN, 1994).
De Pauw (1982) avaliou a substituição de agregados naturais, convencionalmente
utilizados na produção dos blocos de concreto, por agregados reciclados de entulho,
entretanto, para todas as composições foram mantidas percentuais de areia natural. Em
relação à composição de referência, o autor observou que, na média, os resultados obtidos
foram satisfatórios. Para as composições com percentuais de agregados reciclados, na faixa
entre 0 mm e 25 mm, verificou-se uma queda na resistência. Ao contrário, nas composições
onde se utilizou agregados reciclados nas faixas entre 3 mm e 12 mm, verificou-se um ganho
da resistência para as porcentagens mais elevadas.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 63
A prefeitura de São Paulo (SP) construiu, entre os anos de 1992 e 1993, uma
grande obra com blocos de entulho reciclado no país: um alojamento de 190 m2 nas
dependências da Usina de Asfalto Municipal, no Bairro da Barra Funda. Ensaios realizados
pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo (IPT) demonstraram um bom
desempenho do resíduo utilizado quanto à abrasão, resistência à compressão e absorção,
indicando seu uso para fabricação de pisos intertravados, lajes, guias de sarjetas, bocas-de-
lobo, tampas de caixa de inspeção, mourões, blocos de concreto para alvenaria e, com
algumas restrições, como argamassa para alvenaria. Também nestes mesmos ensaios
realizados pelo IPT, foram produzidos blocos com traços similares aos das lajotas e blocos de
concreto utilizados no campus da Universidade de São Paulo (USP) e os resultados dos
ensaios de resistência também foram considerados satisfatórios (TOALDO, 1993).
Toaldo (1993) mencionou o custo destes blocos produzidos como sendo cerca de
70% inferior ao valor dos convencionais. Cinco anos após a construção, Coelho e Chaves
(1998) analisaram estes blocos e constataram o excelente comportamento do material
comparativamente ao convencional usado em obra vizinha. Segundo os autores, a edificação
estava em perfeitas condições, sem quaisquer fissuras, furos ou desgastes irregulares. Os
autores comentaram também que alguns blocos articulados produzidos com o mesmo material
ficaram submetidos ao ambiente nocivo da planta de reciclagem por um período de cinco anos
sem apresentar desgastes significativos e, ao fim do período, foram utilizados em outra
propriedade da prefeitura. Segundo Coelho (2001), estudos indicaram que, dependendo da
sofisticação tecnológica exigida da nova peça, a diminuição dos custos de produção dos
componentes de construção com resíduos provenientes de construções e demolições, estaria
entre 45% e 80%, em relação aos componentes convencionais.
Pinto (1997) e Coelho (2001) comentaram que a utilização de resíduos na
produção dos blocos de concreto e elementos pré-moldados em geral, como agregados
reciclados, vêm se evidenciando com certa rotina nas grandes cidades que têm um projeto de
reaproveitamento deste resíduo bastante desenvolvido, como é o caso de Belo Horizonte, São
Paulo, entre outras.
Pollet (1997), também avaliou a substituição de agregados convencionais por
agregados reciclados para diferentes faixas granulométricas, e dois diferentes tempos de
adensamento. Os blocos com agregados reciclados se mostraram mais deficientes, em relação
aos resultados obtidos com os blocos com materiais convencionais, e abaixo dos limites
especificados pela normalização. O autor ressaltou que algumas precauções devem ser
tomadas, principalmente quanto à utilização destes blocos em paredes externas ou subsolos.
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 64
Collins (1998), estudando a utilização de 75% de agregados de construção e
demolição reciclados para produção de blocos de concreto, verificaram desempenho adequado
destes blocos quanto à resistência à compressão. Verificou também que este teor de
substituição dos agregados reciclados não apresentou redução da trabalhabilidade que
comprometesse a produção dos blocos.
Poon et al. (2002) produziram blocos de concreto (225x105x75)mm3 utilizando a
fração graúda e miúda dos agregados reciclados em blocos de concreto, utilizando teores de
substituição de 25% a 100% dos agregados naturais por reciclados. Os resultados obtidos
pelos autores podem ser observados no Quadro 3.2.
Quadro 3.2 – Resultados dos ensaios em blocos (POON et al., 2002).
Dosagem Resistência à compressão
(MPa)
Resistência à flexão(MPa)
Retração por secagem
(%)
Densidade (Kg/m3)
Referência 16,2 1,76 0,040 2210 25% reciclados 15,9 1,80 0,042 2195 50% reciclados 16,7 1,87 0,044 2150 75% reciclados 15,0 1,95 0,046 2120
100% reciclados 11,8 1,99 0,052 2060
Analisando os resultados apresentados no Quadro 3.2, os autores concluíram que
teores de substituição de até 50% de agregados convencionais por reciclados não causaram
diferenças significativas nas propriedades de resistência à compressão e retração por secagem
dos blocos de concreto. Entretanto, salientaram que para substituições maiores, poderá ocorrer
uma redução da resistência à compressão e um aumento mais pronunciado da retração por
secagem; ao passo que a resistência à flexão aumentará proporcionalmente com a elevação da
taxa de substituição dos agregados naturais por reciclados.
A reciclagem do entulho como agregado para a confecção de blocos de concreto
utilizados em vedação, tem se mostrado uma alternativa altamente adequada e promissora,
sendo sua utilização já adotada em algumas prefeituras de cidades brasileiras. Segundo
Zordan (1997), Levy (1997) e Ângulo (1998) esta aplicação apresenta inúmeras vantagens,
dentre elas:
• Os blocos de concreto sem função estrutural (vedação) não exigem grandes
resistências mecânicas, uma vez que sua principal função é vedar; tendo estes agregados
(reciclados) baixa resistência mecânica, o índice de aproveitamento do material pode ser
bastante alto;
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B L O C O S D E C O N C R E T O P A R A A L V E N A R I A 65
• Do ponto de vista de resistência à compressão para blocos, são mais críticos
fatores como compactação e curvas granulométricas; as curvas granulométricas de agregados
reciclados não são tão diferentes quando comparadas às curvas dos agregados naturais;
• Em casos, onde baixos consumos de cimento são exigidos, a diferença de
resistência à compressão dos concretos plásticos reciclados é igual quando comparada com
concretos de agregados naturais;
• Blocos com estes agregados apresentam custos relativamente baixos; benefício
este, que pode contribuir com soluções tecnológicas mais baratas, já que os traços exigem
grande quantidade de agregados.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 66
CAPÍTULO 4
PROGRAMA EXPERIMENTAL – SELEÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DOS
MATERIAIS
4.1 INTRODUÇÃO
Com o objetivo de identificar alternativas mais adequadas para o aproveitamento
de resíduo de CCR, especificamente neste caso os provenientes das pistas experimentais de
CCR confeccionadas para estudos de barragens em laboratório e descartadas por FURNAS,
analisaram-se as propriedades dos agregados de reciclados de CCR neste Capítulo.
Apresenta-se inicialmente, a procedência e amostragem do resíduo de CCR utilizado no
programa experimental, seguida pela etapa de reciclagem do resíduo de CCR, seguida pela
seleção e caracterização dos materiais utilizados no programa experimental, quais sejam:
cimento, agregados reciclados de CCR e agregados convencionais. Por fim, apresenta-se
uma avaliação do potencial de reaproveitamento deste resíduo. Nesta caracterização dos
materiais estão incluídas análises químicas, físicas, morfológicas e ambientais. Os ensaios de
caracterização de todos os materiais utilizados na pesquisa foram realizados em FURNAS.
4.2 RESÍDUO DE CCR
4.2.1 PROCEDÊNCIA
A amostra do resíduo de CCR, objeto de estudo desta pesquisa, foi coletada no
DCT.T de FURNAS, localizado na cidade de Aparecida de Goiânia (GO). Este
Departamento desenvolve estudos com o CCR voltados para sua aplicação em barragens e
pavimentos desde a década de 70 (ANDRIOLO, 1998).
Conforme visto no Capítulo 2, FURNAS possui um equipamento capaz de
moldar um grande bloco de CCR (o qual é chamado de pista experimental) em condições
ideais de compactação, de maneira que possam ser extraídos por meio de sonda rotativa,
carotes (testemunhos) representativos do concreto integral, para serem submetidos a diversos
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 67
ensaios pré-estabelecidos, com objetivo de se obter antecipadamente análises das principais
propriedades do CCR, a partir da simulação das condições de lançamento previstas para a
obra (ABREU, 2002).
4.2.2 AMOSTRA DO RESÍDUO
A definição do tamanho da amostra foi feita objetivando a obtenção de um lote
que pudesse ser representativo do universo das pistas experimentais de CCR, confeccionadas
por FURNAS. As coletas foram feitas no final das atividades laboratoriais de FURNAS, ou
seja, foram coletadas pistas experimentais de CCR que passaram por todas as campanhas de
extração de testemunhos (no sentido horizontal e no sentido vertical) necessárias para
controles tecnológicos do CCR das barragens e pavimentos em andamento ou mesmo
pesquisas executadas por FURNAS. A escolha deste local para coleta de amostra ocorreu
pelo aspecto de FURNAS possuir laboratórios que analisa e ensaia rotineiramente CCR,
produz rejeito de CCR com volume condizente com o necessário para o estudo, possui
equipamentos para preparo e análise do resíduo e também por estar interessado em
solucionar seu problema com a disposição final do resíduo de CCR.
Foram coletadas como amostra do resíduo, duas pistas experimentais de CCR,
que estavam estocadas para descarte, apresentando 190 dias de idade, com dimensões iguais
a 300 cm de comprimento, 90 cm de largura e 110 cm de altura, perfazendo um total de 2,40
m3 de resíduo de CCR aproximadamente para cada pista, conforme ilustrado na Figura 4.1.
Figura 4.1 – Seleção e estocagem das pistas experimentais de CCR utilizadas para obtenção dos agregados reciclados: (a) Aspecto geral do resíduo armazenado para descarte; (b) Detalhes da coleta da amostra do resíduo.
ba
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 68
As pistas experimentais de CCR que serviram como amostra do resíduo de CCR
foram produzidas com a mesma dosagem dos seguintes materiais: cimento CP III, areia
artificial granítica e duas granulometrias de britas graníticas (de mesmo tipo litológico). Os
materiais utilizados para a produção destas pistas experimentais foram os mesmos utilizados
como referência (agregados convencionais) para a produção de blocos de concreto, variando
apenas a granulometria. No Quadro 4.1 estão apresentadas as características dos materiais
utilizados para produção destas pistas experimentais de CCR.
Quadro 4.1 – Consumo de materiais utilizados na produção das pistas experimentais de CCR.
Propriedade Material Resultados* Brita 25 mm 690 Brita 50 mm 460
Areia Artificial 1079 Cimento 70 Aditivo 1260 Água 135
Consumo (Kg/m3)
a/c 1,93 Ar incorporado (%) 1,0
Aditivo (%) 1,8 Volume de pasta 0,170
Volume de agregado total 0,830 Areia artificial (%) 48,3
Agregado graúdo (%) 51,7 Brita 25 mm (%) 60
Consumo (%)
Brita 50 mm (%) 40 7 dias 3,0
91 dias 5,9 Resistência à compressão (MPa) 182 dias 7,2
Resistência à tração simples (MPa) 182 dias 0,28 91 dias 0,87 Resistência à tração por compressão diametral (MPa)
182 dias 1,12 * O módulo de finura da mistura dos agregados foi de 5,047.
Através do Quadro 4.1, verificou-se que o CCR utilizado como amostra
apresentou um consumo de cimento equivalente a 70 Kg/m3, caracterizando-se como um
concreto pobre, quando comparado com a maioria dos concretos convencionais (SAGOE-
CRENTSIL, 2001; OLORUSSONGO; PADAYACHEE, 2002; POON et al., 2002;
ZAHARIEVA et al., 2003). Deve-se ressaltar no entanto que este consumo de cimento está
situado em uma faixa bastante utilizada para CCR, o que torna a amostra, neste aspecto,
representativa.
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4.2.3 PREPARAÇÃO DA AMOSTRA
Feita a separação das pistas de CCR, procedeu-se inicialmente à trituração do
material, com a utilização de um martelo mecânico. Com o auxílio de uma pá mecânica (tipo
Bob Cat), a amostra do resíduo de CCR triturada foi transportada para a central de britagem,
conforme pode ser visualizado na Figura 4.2.
Figura 4.2 – (a) Trituração da amostra do resíduo de CCR com o auxílio de um martelo mecânico; (b) Transporte da amostra do resíduo para a central de britagem.
Após a trituração da amostra do resíduo de CCR, todo o material foi transportado
para a central de britagem, para ser britado em britadores de grande porte. Esta central de
britagem foi projetada para a britagem dos materiais necessários para produção de concretos
experimentais em FURNAS, não sendo, portanto, uma usina específica para a britagem de
materiais reciclados. Todavia, como os equipamentos empregados nas usinas de reciclagem
são similares aos utilizados pelas mineradoras, optou-se pela britagem da amostra do resíduo
de CCR nesta central de britagem.
O procedimento para a britagem do resíduo utilizado neste programa
experimental pode ser observado na Figura 4.3. Na Figura 4.4, pode ser visualizada a central
de britagem utilizada para preparação da amostra do resíduo de CCR, sendo esta composta
pelos seguintes equipamentos (LEROY et al.,1998):
• Britador de mandíbula, marca FACO, modelo 4230: com capacidade de 30 t/
hora, em circuito aberto para produção de agregado graúdo com dimensão máxima
característica até 76 mm;
• Britador de alta rotação (cones) tipo VSI (Vertical Shaft Impact) marca
a b
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CÂNICA, modelo 65: para produção de agregado miúdo e graúdo com dimensão máxima
característica até 38 mm;
• Sistema de classificação de agregados: através de peneiramento vibratório
alimentado por uma correia transportadora que coleta os materiais nos britadores, marca
Simplex, modelo SXP 2510/4D, contendo quatro decks de peneiras.
Figura 4.3 – Esquemática do circuito de britagem do resíduo de CCR utilizado no programa experimental (BALLISTA, 2003).
Figura 4.4 – Aspecto geral da central de britagem de FURNAS: (a) Vista geral da central de britagem; (b) Detalhe dos equipamentos da central de britagem.
Na etapa de britagem, buscou-se a obtenção de agregados com granulometrias
próximas aos agregados convencionais que atendessem a bibliografia para serem utilizados
em blocos (MEDEIROS, 1993; TANGO, 1994; SOUSA, 2001; ALVES, 2004). Nas Figuras
4.5, 4.6 e 4.7 são mostradas e detalhadas as etapas para britagem dos resíduos de CCR, na
a b
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central de britagem. Inicialmente a toda amostra foi passada num britador de mandíbula que
reduzia o material a uma dimensão máxima de aproximadamente 9,5 mm. Em seguida, parte
do material foi colocada no britador de cones, no qual se obtinham partículas de dimensão
máxima de aproximadamente 4,75 mm.
Figura 4.5 – (a) Britadores da central de britagem: britador de cones (à esquerda) e britador de mandíbulas (à direita); (b) Deposição do resíduo triturado para britagem no britador de mandíbulas.
Terminada a britagem, o material foi peneirado em peneirador mecânico.
Posteriormente, foi acondicionado separadamente em baias todo material passante na peneira
de 9,5 mm e retido na malha 4,75 mm classificado como agregado graúdo reciclado, e todo o
material passante na malha de 4,75 mm classificado como agregado miúdo reciclado,
conforme mostram as Figuras 4.6 e 4.7.
Figura 4.6 – Peneirador mecânico para produção de agregados com graduações maiores (agregados graúdos): (a) Vista geral do peneirador mecânico; (b) Peneiramento dos agregados graúdos.
a b
ba
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Figura 4.7 – Obtenção dos agregados com graduações menores: (a) Britador de cones para produção de agregados miúdos; (b) Peneiramento dos agregados miúdos.
4.3 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
4.3.1 CIMENTO
O cimento utilizado para a produção dos blocos de concreto foi o CP II F-32,
fornecido em sacos de 50 Kg, de um mesmo lote. Este cimento foi escolhido por ser o tipo de
cimento Portland utilizado pela maioria das fábricas de blocos de concreto na Região e por
ter sido empregado em vários outros trabalhos de pesquisa no país sobre produção de blocos
com materiais reciclados (ALVES; OLIVEIRA, 2001; SOUSA, 2001). As propriedades
químicas, físicas e mecânicas determinadas para este cimento estão apresentadas no Quadro
4.2.
a b
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Quadro 4.2 – Propriedades químicas, físicas e mecânicas do cimento CP II F- classe 32.
Propriedade ou Característica Determinada
Método de ensaio Resultado Limites da NBR 11578
(ABNT, 1991)Massa específica (g/cm³) NBR NM 23 (ABNT, 2000) 3,01 N.E.
Resíduo na peneira 200 (%) NBR 11579 (ABNT, 1991) 0,5 < 12 Resíduo na peneira 325 (%) NBR 12826 (ABNT, 1993) --- N.E. Finura Área específica (cm²/g) NBR NM 76 (ABNT, 1998) 5270 > 2600 Inicio de Pega (h:min) 2:20 > 1:00 Tempos de
Pega Fim de Pega (h:min) NBR NM 65 (ABNT, 2002) 3:10 < 10:00 Água de Consistência – Pasta (%) NBR NM43 (ABNT, 2002) 28,4 N.E.
3 dias 22,1 > 10 7 dias 27,0 > 20
Resistência à Compressão
(MPa) 28 dias NBR 7215 (ABNT, 1996)
32,0 > 32 e < 49 Perda ao fogo NBR NM 18 (ABNT, 2004) 9,42 < 6,5 Resíduo insolúvel NBR NM 15 (ABNT, 2004) 4,02 < 2,5 Trióxido de enxofre (SO3) 2,58 < 4,0 Óxido de magnésio (MgO) 0,77 < 6,5 Dióxido de silício (SiO2) 19,69 N.E. Óxido de ferro (Fe2O3) 2,34 N.E. Óxido de alumínio (Al2O3) 3,67 N.E. Óxido de cálcio (CaO) 60,42 N.E. Óxido de cálcio livre (CaO) 2,1 N.E. Sulfato de cálcio (CaSO4) 4,39 N.E. Expansão em Autoclave (%)
Procedimento 1.02.135 (1) (FURNAS, 2003)
0,0 < 0,8 Óxido de sódio (Na2O) 0,41 N.E.
Óxido de potássio (K2O) 0,57 N.E.
Componentes Químicos
(%)
Álcalis Totais
Equivalente alcalino em Na2O
Procedimento 1.02.31 (2) (FURNAS, 2004)
0,78 N.E.
Sílicato tricálcico (C3S) 52,42 N.E. Silicato dicálcico (C2S) 16,91 N.E. Aluminato tricálcico (C3A) 5,77 N.E.
Composição Potencial Método
Bogue (%) Ferro aluminato tetracálcico (C4AF)
---
7,12 N.E. N.E. = Não especificado. (1) Fluorescência por raios X. (2) Espectrofotometria de absorção atômica.
Diante dos resultados apresentados no Quadro 4.2, percebe-se que este cimento
apresentou uma área superficial específica muito pequena, igual a 5270 cm2/g, podendo
segundo a NBR 5733 (ABNT, 1991), quanto à área específica, ser considerado um cimento
tipo alta resistência inicial (ARI), contribuindo positivamente para a produção de blocos de
concreto, já que estes elementos pré-moldados exigem resistências elevadas nas primeiras
idades.
Foi realizada também uma análise de Granulometria por Raios Laser para
determinação das dimensões das partículas de cimento, cuja faixa granulométrica de medição
do aparelho está situada entre 2000 µm a 0,5 µm. Utilizou-se álcool isopropanol para
dispersar o material; para desfaazer os pontos de aglutinação do material, empregou-se uma
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maior vibração durante a realização do ensaio, através do acionamento do ultra-som. No
Quadro 4.3 estão apresentados os valores de dimensão média e as dimensões abaixo das
quais encontraram-se 90% das partículas do cimento ensaiado. Na Figura 4.8 pode ser
visualizada a curva granulométrica do cimento obtida no ensaio.
Quadro 4.3 – Composição granulométrica a laser* do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100).
Características Resultados
Amostra CP II F-32 Líquido Álcool
Agente dispersante - Ultrasom 60 s
Concentração 152 Dimensão abaixo da qual encontram-se 10% das partículas (µm) 2,19
Dimensão Média (µm) 13,83 Dimensão abaixo da qual encontram-se 90% das partículas (µm) 38,40
Index Granulômetro 393 *Procedimento 1.02.133 (FURNAS, 2000).
Figura 4.8 – Curva da composição granulométrica a laser do cimento CP II F-32 passante na peneira 0,15 mm (nº 100).
Através da Figura 4.8, pode-se observar uma curva típica de uma distribuição de
tamanhos de partículas de cimento, onde é mostrado também a contribuição dessas partículas
para a área superficial total da amostra. São justamente estas partículas mais finas que
0102030405060708090
100
0,001 0,01 0,1 1 10
Diâmetro das Partículas (mm)
Porc
enta
gem
Pas
sant
e
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contribuem para a área específica do cimento. Segundo Neville (1997), acredita-se que para
uma dada área específica do cimento, o desenvolvimento da resistência às primeiras idades
será melhor se pelo menos 50% das partículas tiverem entre 3 µm e 30 µm, com menor
quantidade de partículas muito finas e muito grandes, respectivamente.
4.3.2 ANÁLISE QUÍMICA DO RESÍDUO
John (2000) afirmou ser de fundamental importância uma análise química do
resíduo realizada de forma completa, bem como as demais espécies listadas na NBR 10004
(ABNT, 2004), classificadas como nocivas. Deste modo, a caracterização química do resíduo
de CCR foi realizada com os agregados reciclados obtidos por britagem e posterior
peneiramento das pistas experimentais de CCR, utilizando-se a Análise Química
Semiquantitativa por Espectrometria de Raios X. As propriedades químicas destes agregados
reciclados estão dispostas seguir, no Quadro 4.4.
Quadro 4.4 – Análise química semiquantitativa por espectrometria de Raios X dos agregados reciclados de CCR obtidos através da britagem das pistas e posterior peneiramento.
Método de Resultados Propriedades Determinadas Ensaio (%)
Perda ao fogo NBR NM 18
(ABNT, 2004) 6,18
Trióxido de enxofre (SO3) 0,41 Óxido de magnésio (MgO) 1,20 Dióxido de silício (SiO2) 54,29 Óxido de ferro (Fe2O3) 8,64 Óxido de alumínio (Al2O3) 13,31 Óxido de cálcio (CaO)
Procedimento 1.02.135 (1)
(FURNAS, 2003)
8,64 Óxido de sódio (Na2O) 2,37
Álcalis Totais Óxido de potássio (K2O) 4,45
Equivalente alcalino
Procedimento 1.02.31 (2)
(FURNAS, 2004) 5,29 Sulfato de cálcio (CaSO4) --- 0,70
(1) Fluorescência por Raios X. (2) Espectrofotometria de absorção atômica.
Analisando os resultados apresentados no Quadro 4.4, observou-se a ausência de
substâncias que poderiam conferir periculosidade aos resíduos, estabelecidas conforme a
NBR 10004 – Resíduos Sólidos (ABNT, 2004), nos Anexo A ou B, nas listagens de
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substâncias que conferem periculosidade aos resíduos. Neste sentido, a amostra do resíduo
de CCR não apresentou indicação de que seja patogênica e perigosa (caso o resíduo de CCR
seja lixiviável e solúvel no local de sua disposição), confirmando a classificação prescrita na
norma supracitada como Resíduo classe II B - Inerte. Também, a análise química deste
resíduo mostrou-se próximas às demais análises químicas apontadas pela bibliografia para
resíduos de concreto de modo geral (LIMA, 1999; OLIVEIRA, 2002).
A análise química do resíduo de CCR apontou compostos de cimento Portland,
através do teor de seus principais óxidos, que são: CaO, SiO2, Al2O3, MgO, SO3 e os
chamados óxidos secundários, como MgO, K2O e Na2O, que apareceram em pequenas
quantidades. Dos óxidos secundários encontrados no resíduo, dois são de interesse: os óxidos
de sódio e potássio, conhecidos como álcalis (BUREAU OF RECLAMATION, 1975;
PETRUCCI, 1998).
O ensaio de perda ao fogo mostrou a extensão da carbonatação e da hidratação da
cal livre e do óxido de magnésio livre devido à exposição do resíduo ao ar. Segundo Neville
(1997), o máximo de perda ao fogo admitido pela BS 12:1991 e pela ASTM C 150:1994 é de
30%. No Brasil, a perda ao fogo para os cimentos Portland é de no máximo, 4% (NBR
5732). Observou-se que o teor de perda ao fogo encontrado para o resíduo foi de 6,18%,
valor este superior ao mínimo estabelecido no Brasil para cimentos Portland.
A NBR 12653 (ABNT, 1992), também estabelece exigências químicas para o
aproveitamento de materiais como pozolânicos em adições cimentícias em concretos e
argamassas. Geyer (2001) apresentou em seu estudo um comparativo entre as exigências
químicas de diversas normas quanto ao uso de materiais pozolânicos, buscando verificar a
potencialidade do seu resíduo sobre a ótica de aproveitamento. Seguindo esta linha de
raciocínio, o referido autor apresentou um comparativo entre as exigências químicas de
diversas normalizações quanto às propriedades químicas dos resíduos para utilização em
concretos, conforme pode ser visualizado no Quadro 4.5.
Quadro 4.5 – Requisitos químicos para uso de pozolanas em cimento Portland (GEYER, 2001).
Características BS 3892 (Reino Unido)
ASTM C 618
Classe F
ASTM C 618
Classe C
NBR 12653
Classe N
NBR 12653
Classe C
NBR 12653
Classe E Umidade máxima (%) 0,5 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
(SiO2+Al2O3+Fe2O3) (% min) - 70,0 60,0 70,0 70,0 50,0 CaO (% máx) 10,0 - - - - - SO3 (% máx) 2,0 5,0 5,0 4,0 5,0 5,0
Perda ao fogo (% máx) 10,0 6,0 6,0 Álcalis disponíveis em Na2O (% máx) 1,5 1,5 1,5
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Conforme requisitos apresentados no Quadro 4.5, o resíduo de CCR, no aspecto
ensaiado, apresentou-se dentro dos limites estabelecidos, pois o teor de SiO2+Al2O3+Fe2O3
totalizou 76,2%, a quantidade de CaO é de 8,64% e de SO3 de 0,43, atendendo as
especificações da ASTM C 618 e da NBR 12653 (ABNT, 1992), para todas as classes.
Conforme Malhotra e Mehta (1996), as pequenas diferenças na composição
química entre diferentes tipos de substituições não são, isoladamente, determinantes das
propriedades do concreto, sendo estas influenciadas também por outras propriedades como
as físicas e as morfológicas.
Com relação à potencialidade de aproveitamento deste resíduo, a análise dos
compostos químicos dos agregados reciclados de CCR, mostrou que o material apresenta
altos teores de compostos semelhantes aos utilizados como adições ao concreto, como o
dióxido de silício, óxido de alumínio, óxido de cálcio e óxido de ferro, entre outros
(SWAMY et al., 1986 apud GEYER, 2001).
4.3.3 ENSAIO DE POZOLANICIDADE DO RESÍDUO
As pozolanas são, por definição, substâncias constituídas de sílica e alumina que
em presença de água se combinam com o hidróxido de cálcio e com os diferentes
componentes do cimento formando compostos estáveis à água e com propriedades
aglomerantes (MALHOTRA; MEHTA, 1996).
As pozolanas estão classificadas em naturais: rochas vulcânicas submetidas à
meteorização; artificiais: argilas de qualquer tipo submetidas a altas temperaturas para
desidratação, porém a temperaturas abaixo do início da fusão; e por fim subprodutos
industriais: cinzas volantes, cinza de casca de arroz, sílica ativa, entre outros (MEHTA;
MONTEIRO, 1994; NEVILLE, 1997; MALHOTRA; MEHTA, 1996).
Em face da possibilidade de reatividade pozolânica de partículas não hidratadas
de cimento contidas no resíduo de CCR, realizou-se este ensaio com o objetivo de se
conhecer o comportamento deste resíduo com relação a sua atividade pozolânica.
A avaliação da atividade pozolânica do resíduo de CCR foi realizada com o
cimento Portland, de acordo com o método prescrito pela normalização Materiais
Pozolânicos – Determinação a atividade pozolânica com o cimento Portland – Índice de
atividade pozolânica com cimento – NBR 5752 (ABNT, 1992). O resultado obtido para o
resíduo de CCR, está apresentado no Quadro 4.6.
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Quadro 4.6 – Índice de atividade pozolânica do resíduo de CCR com o cimento.
Material analisado Índice de atividade pozolânica com o cimento (%)
Resíduo de CCR 46,3
O índice de atividade pozolânica com o cimento aos 28 dias, em relação à
argamassa de referência, foi de 46,3 %. De acordo com a NBR 12653 (ABNT, 1992), este
índice deve ser no mínimo igual a 75 % para ser considerado pozolânico, ou seja, o material
avaliado não atendeu a esta exigência da norma para ser considerado pozolânico. Deste
modo, a potencialidade de aproveitamento do resíduo de CCR utilizado, quanto à
pozolanicidade com o cimento, pode ser descartada, tendo em vista que o valor apresentado
deste índice está muito inferior ao estabelecido nas normalizações de Cimento Portland
Composto – NBR 11578 (ABNT, 1991) e Materiais Pozolânicos – NBR 12653 (ABNT,
1992), que preconizam a atividade do material pozolânico utilizado como substituição de no
mínimo 75%, aos 28 dias.
4.3.4 ANÁLISES FÍSICAS DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR E DOS
AGREGADOS CONVENCIONAIS
Apresentam-se, neste subitem, as análises físicas dos agregados reciclados e
conjuntamente, para que se possam comparar as análises dos agregados convencionais
utilizados na produção das amostras de referência. Os agregados utilizados neste trabalho
podem ser elencados:
Agregado miúdo convencional: Utilizou-se como agregado miúdo
convencional (agregado que serviu como referência), o mesmo agregado que foi utilizado
para a confecção das pistas experimentais coletadas como amostragem do resíduo de CCR,
portanto, uma areia artificial granítica, de único tipo e procedência, adquirida na região. Na
Figura 4.9 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.
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Figura 4.9 – Aspecto geral do agregado miúdo convencional (AMC).
Agregado miúdo reciclado: A obtenção do agregado miúdo reciclado se deu
pela britagem do resíduo de pistas experimentais de CCR em britadores e posterior
peneiramento mecânico. Na Figura 4.10 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.
Figura 4.10 – Aspecto geral do agregado miúdo reciclado (AMR).
Agregado graúdo convencional: Como agregado graúdo convencional
(agregado que serviu como referência), foi utilizado mesmo tipo de agregado que foi
utilizado para a confecção das pistas experimentais coletadas como amostragem do resíduo
de CCR. Deste modo, como agregado graúdo utilizou-se brita de origem granítica de único
tipo e procedência, adquirida na região. Este agregado foi lavado para a retirada de todo
6,5
cm
6,5
cm
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material pulverulento, ou qualquer outra impureza que o mesmo pudesse conter, e colocado
para secar ao ar. Na Figura 4.11 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.
Figura 4.11 – Aspecto geral do agregado graúdo convencional (AGC).
Agregado graúdo reciclado: O agregado graúdo reciclado foi obtido através da
britagem e peneiramento das pistas experimentais de CCR coletadas. Diferente do agregado
graúdo convencional, o agregado graúdo reciclado não foi lavado devido à sua facilidade de
desagregação sendo, portanto, utilizado no estado em que se encontrava após o
peneiramento. Na Figura 4.12 pode ser visualizado o aspecto geral deste agregado.
Figura 4.12 – Aspecto geral do agregado graúdo reciclado (AGR).
6,5
cm
6,5
cm
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4.3.4.1 Composição Granulométrica
A composição granulométrica de um agregado é a proporção relativa, em
porcentagem, dos diferentes tamanhos de grãos que constituem a amostra, sendo de grande
influência no teor de água e exsudação do concreto (FURNAS, 2004). Segundo Barra
(1996), a granulometria dos agregados exerce influência sobre a trabalhabilidade dos
concretos no estado fresco, além de ser importante parâmetro para a dosagem das misturas.
Os estudos das composições granulométricas dos agregados, tanto convencional
quanto reciclado, miúdo e graúdo, foram realizados com objetivo de verificar se o material
enquadrava-se nos limites estabelecidos pela NBR NM 248 (ABNT, 2003).
Os resultados da composição granulométrica dos agregados miúdos,
convencional e reciclado, podem ser visualizados na Tabela 4.1 e as curvas granulométricas
com os limites da NBR 7211 (ABNT, 2005) encontram-se apresentadas na Figura 4.13.
Tabela 4.1 – Composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado.
Agregado miúdo convencional Agregado miúdo reciclado
Peneiras (mm) % Retida individual
% Retida acumulada Peneiras (mm) % Retida
individual % Retida
acumulada 9,5 0,0 0 9,5 0,0 0 6,3 0,0 0 6,3 0,0 0
4,75 0,4 0 4,75 0,0 0 2,36 22,1 23 2,36 21,2 21 1,18 25,3 48 1,18 23,4 45 0,6 17,3 65 0,6 17,8 62 0,3 11,9 77 0,3 13,7 76
0,15 12,3 89 0,15 10,7 87 < 0,15 10,7 100 < 0,15 13,2 100 Total 100 --- Total 100 ---
Módulo de finura 3,02 Módulo de finura 2,91 Dimensão máxima característica
(mm) 4,75 Dimensão máxima característica (mm) 4,75
Graduação Zona Utilizável Superior Graduação Zona Utilizável
Superior
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Figura 4.13 – Curva da composição granulométrica dos agregados miúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da zona utilizável superior especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005).
O termo granulometria contínua foi apontado por Neville (1997), para se referir a
uma granulometria convencional, quando necessário, para diferenciá-la de uma
granulometria descontínua. Segundo o autor, em uma curva granulométrica, a
descontinuidade é representada por um trecho horizontal na região onde faltam tamanhos.
Observou-se que a curva do agregado miúdo reciclado evidenciou granulometria contínua.
Para a produção de concretos, agregados deste tipo proporcionam misturas com maior
trabalhabilidade, permitindo um melhor arranjo entre as partículas do agregado, aumentando
o efeito de empacotamento entre os grãos.
Observou-se que o agregado miúdo reciclado apresentou uma composição
granulométrica um pouco mais grossa que os agregados convencionais, resultando em um
módulo de finura um pouco maior. O tipo e a granulometria do resíduo, o britador e suas
regulagens internas podem ter influenciado consideravelmente a granulometria final dos
agregados reciclados produzidos (BAZUCO, 1999; LIMA, 1999, BANTHIA e CHAN,
2000). Observou-se ainda que o percentual de material fino passante na peneira 0,15 mm
(número 100) é elevado, situando em 13,2 % para esta amostra. Como se observou este
elevado teor de finos para este agregado, passante na malha de abertura 0,15 mm, realizou-se
o ensaio de Granulometria por Raios Laser para este agregado.
0
20
40
60
80
100
0,1 1 10Abertura das Peneiras (mm)
% R
etid
a ac
umul
ada
méd
ia
Convencional
Reciclado
0,15 0,3 0,6 1,2 2,4 4,8 6,3
Zona Utilizável SuperiorLimites NBR 7211
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 83
No Quadro 4.7, são apresentados os valores de dimensão média e as dimensões
abaixo das quais encontram-se 90% das partículas do agregado reciclado ensaiado. Na Figura
4.14 podem ser visualizadas as curvas granulométricas do agregado miúdo reciclado obtidas
através do Granulômetro a Laser.
Quadro 4.7 – Composição granulométrica a laser* do agregado miúdo reciclado passante na peneira 0,15 mm (número 100).
Características Amostra 1 Amostra 2
Líquido Água Água
Agente dispersante Hexametafosfato de sódio Hexametafosfato de sódio
Ultrasom 60 60
Concentração 157 152
Dimensão abaixo da qual encontram-se 10% das partículas (µm) 7,91 7,21
Dimensão Média (µm) 85,43 62,03
Dimensão abaixo da qual encontram-se 90% das partículas (µm) 608,8 1142,89
Index Granulômetro 746 765
*Procedimento 1.02.133 (FURNAS, 2000).
Figura 4.14 – Curva da composição granulométrica do agregado miúdo reciclado de CCR passante na peneira 0,15 mm (número 100).
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
0,001 0,01 0,1 1 10
Diâmetro das Partículas (mm)
Porc
enta
gem
Pas
sant
e
Amostra 1
Amostra 2
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 84
Com relação aos resultados apresentados no Quadro 4.7 e na Figura 4.14, o
material reciclado apresentou dimensão média de 73,73 µm e 90% dos grãos são menores
que 875,85 µm. O agregado miúdo reciclado analisado apresentou uma quantidade
considerável de material ultrafino, provavelmente decorrente do processo de britagem do
resíduo de CCR.
Comparando os resultados das amostras de agregado reciclado com a amostra de
cimento utilizada no programa experimental com análise apresentada no Quadro 4.3 e na
Figura 4.8, observou-se que a dimensão média do agregado reciclado passante na peneira
com diâmetro 0,15 mm (número 100) é cerca de 5,3 vezes maior que a dimensão média do
cimento CP II F-32, cujo valor da dimensão média é de 13,83 µm.
Segundo Alves (2004), esta quantidade de material ultrafino é desejável para
produção de blocos de concreto, visto que permite um pequeno aumento do volume da pasta,
que é um parâmetro muito importante no concreto para produção de blocos. A quantidade de
materiais finos presentes no agregado miúdo reciclado é fator considerado no programa
experimental, pois poderá proporcionar misturas de blocos de concreto com tendência a
segregar menos que os blocos de concreto produzidos com areias convencionais em virtude
da sua maior quantidade de finos.
Segundo Neville (1997), são considerados ultrafinos os materiais com
granulometria menores que 125 µm, qualquer que seja a origem, como agregados, filer e
cimento. De acordo com Montgomery (1998), partículas de agregados reciclados com
dimensões menores que 0,15 mm apresentam maior probabilidade de ter na sua composição
partículas não hidratadas de cimento. Com base nesta afirmação, o autor salienta que a
utilização destas partículas pode favorecer o incremento da quantidade de cimento presente
no concreto produzido, o que pode ajudar a reduzir a aspereza das misturas, podendo,
inclusive, favorecer a trabalhabilidade e o aumento de resistência. Todavia, segundo Leite
(2001), não é possível visualizar na prática, a britagem de argamassas de forma a obter grãos
íntegros de cimento. Além disso, pode ser muito difícil ou impossível mensurar a quantidade
destes grãos existente na fração fina.
Loo (1998) realizou um estudo com agregados reciclados de concreto separando-
os em frações entre 1 mm e 0,15 mm e menores que 0,15 mm. Para as duas frações foram
realizados ensaios de determinação do teor de cálcio (Ca) e silício (Si) no qual os resultados
apontaram que os valores de cálcio e silício aumentavam para as partículas menores que 0,15
mm.
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Neville (1997) recomenda que os agregados apresentem uma quantidade
suficiente de material passante na peneira de diâmetro 0,15 mm (número 100), para que as
misturas de concreto fiquem menos ásperas, e consequentemente apresentem menor
segregação.
Os resultados das composições granulométricas dos agregados graúdos,
convencional e reciclado, podem ser visualizados na Tabela 4.2 e as curvas granulométricas
com os limites da NBR 7211 (ABNT, 2005) encontram-se na Figura 4.15.
Tabela 4.2 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado.
Agregado graúdo convencional Agregado graúdo reciclado
Peneiras (mm) % Retida individual
% Retida acumulada Peneiras (mm) % Retida
individual % Retida
acumulada 12,5 0,0 0 9,5 0,0 0 9,5 4,4 5 6,3 0,0 0
4,75 66,6 71 4,75 66,7 69 2,36 20,3 92 2,36 25,4 93 1,18 4,2 96 1,18 1,1 94 0,6 1,7 97 0,6 0,7 94 0,3 0,8 98 0,3 0,9 95
0,15 0,7 99 0,15 1,6 97 < 0,15 1,3 100 < 0,15 3,6 100 Total 100 --- Total 100 ---
Módulo de finura 5,58 Módulo de finura 5,41 Dimensão máxima característica
(mm) 9,5 Dimensão máxima característica (mm) 9,5
Graduação Brita 0 Graduação -
Figura 4.15 – Composição granulométrica dos agregados graúdos, convencional e reciclado, com respectivos limites inferior e superior da Graduação 0 especificada pela NBR 7211 (ABNT, 2005).
0
20
40
60
80
100
Abertura das Peneiras (mm)
% R
etid
a ac
umul
ada
méd
ia
Reciclado
Convencional
12,59,54,82,41,2
Graduação 0Limites NBR 7211
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Observou-se que a curva do agregado graúdo reciclado evidenciou granulometria
contínua, o mesmo observado para o agregado miúdo reciclado. Verificou-se também que a
composição granulométrica deste agregado não se encaixou dentro da faixa da composição
do agregado de graduação 0 (Brita 0) e também em nenhuma das outras graduações
prescritas pela NBR 7211 (ABNT, 2005), que fornece a especificação de agregados para
concreto. Utilizou-se o agregado graúdo reciclado sem manipulações em sua granulometria,
pois o objetivo era de se utilizar o agregado no estado em que ele era produzido, com o
mínimo de beneficiamento possível.
A textura dos agregados reciclados é geralmente mais rugosa e porosa do que a
dos agregados convencionais. Segundo Hamassaki et al. (1996), a superfície dos agregados
naturais pode ser classificada como praticamente polida e a dos agregados reciclados como
áspera a muito áspera. A argamassa aderida às partículas do material, ou o próprio material
conferem ao agregado reciclado tal aspereza. Segundo Morel et al. (1993), a rebritagem do
material poderia favorecer a redução da porosidade do mesmo, principalmente no caso do
agregado reciclado de concreto, pois este procedimento ajudaria a diminuir a quantidade da
argamassa aderida à superfície. Todavia, o custo do beneficiamento aumentaria muito.
4.3.4.2 Massa Específica
Define-se a massa específica do material como sendo a massa do material por
unidade de volume, incluindo os vazios internos do mesmo. Segundo Oliveira (2002), a
determinação da massa específica da areia não considera os vazios permeáveis, os vazios
impermeáveis e os vazios entre os grãos do agregado. A massa específica do agregado
graúdo é empregada para a determinação do volume de vazios a ser preenchido pela
argamassa e para estabelecimento de parâmetro de comparação (OLIVEIRA, 2002).
A massa específica dos agregados foi calculada para obtenção do consumo dos
materiais utilizados na produção das misturas. Determinou-se a massa específica dos
agregados miúdos, convencional e reciclado, utilizando-se o frasco de Chapman, conforme
prescrições da NBR 9776 (ABNT, 1987).
Para os agregados graúdos, convencional e reciclado, utilizou-se uma balança
hidrostática para a determinação da massa específica do material, conforme prescrições da
NBR NM 53 (ABNT, 2003). Para os agregados graúdos, convencional e reciclado,
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determinou-se também a massa específica do agregado na condição saturado com superfície
seca (SSS), segundo as prescrições da NBR NM 53 (ABNT, 2003).
Segundo Furnas (1997), o agregado é considerado na condição de SSS quando,
durante o amassamento, não absorver nenhuma parte da água adicionada nem contribuir com
nenhuma de sua água contida na mistura. Desta forma, qualquer agregado na condição de
SSS possui água absorvida (água mantida aderente à superfície por ação físico-química) na
sua superfície, desde que esta água não possa ser removida facilmente do agregado.
Os resultados dos ensaios de massa específica destes agregados estão
apresentados no Quadro 4.8, a seguir.
Quadro 4.8 – Resultados de massa específica dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.
Fração granulométrica Tipo de Agregado
Massa específica seca
(Kg/ dm3)
Relação reciclado/
convencional
Massa específica saturada (Kg/ dm3)
Relação reciclado/
convencional
Convencional 2,64 --- --- --- Miúdo
Reciclado 2,58 0,98 --- --- Convencional 2,60 --- 2,60 ---
Graúdo Reciclado 2,58 0,99 2,58 0,99
Analisando-se o Quadro 4.8, observou-se que a massa específica seca do
agregado miúdo reciclado apresentou-se próxima aos valores encontrados para a maioria dos
agregados convencionais utilizados em concretos.
Observou-se que os resultados apresentados estão em conformidade com a
maioria da bibliografia sobre agregados reciclados de concreto (POON et al., 2002;
BUTTLER, 2003), nas quais os agregados reciclados tenderam a apresentar massas
específicas inferiores aos agregados convencionais (agregados de referência). O agregado
graúdo de concreto utilizado no trabalho desenvolvido por Topçu e Günçan (1995)
apresentou massa específica igual a 2,45 kg/dm3 para partículas cuja dimensão variava de 8
mm a 31,5 mm.
Barra (1996) realizou um estudo com agregados reciclados de concreto cujos
valores de massa específica estão apresentados no Quadro 4.9. Os resultados confirmam que
quanto mais poroso o material, menor é a massa específica obtida.
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Quadro 4.9 – Massa específica de agregados reciclados em função da faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996).
Tipo de Agregado Fração granulométrica Massa específica seca(Kg/ dm3)
Massa específica saturada(Kg/ dm3)
12-20 mm 2,270 2,427 Reciclado
6-12 mm 2,238 2,406
Machado Jr. et al. (1998) afirmaram que o agregado graúdo reciclado pode ser
considerado aproximadamente como um agregado leve. Entretanto, este é um ponto
discordante quando se considera que o limite superior do valor de massa específica para que
um agregado seja considerado leve é de 2,00 kg/dm3. Como os agregados reciclados, apesar
de menos densos, ainda têm valores de massa específica maiores que 2,00 kg/dm3, seria um
equívoco considerá-los como agregados leves. Banthia e Chan (2000) consideram que em
virtude da menor massa específica apresentada pelos agregados reciclados, em algumas
situações eles podem ser usados como agregados semi-leves.
Hansen (1992) apontou que os valores de massa específica de agregados
originários de concreto oscilam entre 2,12 kg/dm3 a 2,70 kg/dm3, concluindo que a origem
do concreto interfere pouco no valor da massa específica e que a mesma é geralmente mais
baixa que a dos agregados naturais devido à argamassa antiga aderida às partículas do
agregado reciclado de concreto.
4.3.4.3 Massa Unitária
A massa unitária é definida como a massa das partículas do agregado que
ocupam uma unidade de volume, ou seja, o volume ocupado por partículas e vazios entre os
mesmos, sendo frequentemente usada para transformar quantidades em massa para
quantidades em volume.
Para a determinação da massa unitária consideram-se os vazios permeáveis, os
vazios impermeáveis e os vazios entre grãos do agregado miúdo. A massa unitária foi
determinada para complementação das caracterizações físicas dos agregados, visto que é
empregada para a conversão de um traço de concreto dado em massa para um traço em
volume e vice-versa (OLIVEIRA, 2002).
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A massa unitária dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado, foi
determinada com o agregado no estado solto, de acordo com as prescrições da NBR 7251
(ABNT, 1982), estando os resultados deste ensaio apresentados no Quadro 4.10.
Quadro 4.10 – Resultados de massa unitária dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.
Tipo de Agregado Massa unitária (Kg/ dm3)
Relação reciclado/ convencional
Convencional 1,53 --- Miúdo
Reciclado 1,43 0,93 Convencional 1,44 ---
Graúdo Reciclado 1,39 0,97
Observou-se que os agregados reciclados apresentaram massas unitárias em
consonância com a indicada pela bibliografia para agregados, podendo ser utilizado para a
produção de novos tipos de concretos. Em trabalho desenvolvido por Topçu e Günçan
(1995), os agregados graúdos reciclados de concreto utilizados possuíam massa unitária de
1,16 kg/dm3. Enquanto a massa unitária dos agregados naturais varia entre 1,30 a 1,75
kg/dm3 (MEHTA e MONTEIRO, 1994).
4.3.4.4 Absorção de Água
Define-se a absorção de água como sendo a relação entre a massa de água
necessária para preencher os poros permeáveis do agregado e a massa seca do material,
sendo utilizada como parâmetro para controle de água do concreto.
A absorção de água nos agregados reciclados é muito importante quando se
estuda o seu uso em concretos, pois esta taxa interfere diretamente na relação a/c final das
misturas. Além disso, se a absorção não for considerada, além da redução da relação a/c,
haverá uma redução substancial da trabalhabilidade do material, deixando o concreto muito
seco (LEITE, 2001).
Segundo Leite (2001), nos agregados convencionais normalmente utilizados nas
misturas de concreto, a taxa de absorção do material geralmente tem índices muito baixos e
sua influência para produção de concretos convencionais não é considerada. A autora
comenta que mesmo para os agregados miúdos normalmente utilizados, cujos valores de taxa
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de absorção variam de 1% a 2,5%, o efeito da absorção geralmente não é considerado, pois o
processo se dá de forma mais lenta devido à baixa porosidade dos materiais comumente
utilizados. Entretanto, neste caso em que os agregados reciclados (objeto de estudo da
pesquisa), são mais porosos soma-se o fato de que se trabalha com concretos para blocos
(consistência seca), merecendo, deste modo, uma atenção especial para a sua quantificação.
De acordo com Tavakoli e Soroushian (1996), a taxa de absorção dos agregados
reciclados pode fornecer indicativos sobre a quantidade de argamassa antiga aderida às
partículas de agregado reciclado de concreto.
Utilizaram-se as prescrições da norma NBR NM 30 (ABNT, 2001) para
determinação das taxas de absorção dos agregados miúdos e a NBR NM 53 (ABNT, 2003)
para determinação das taxas de absorção dos agregados graúdos. No Quadro 4.11 estão
apresentados os resultados das taxas de absorção dos agregados miúdos e graúdos,
convencional e reciclado, calculadas através de equações prescritas nestas normalizações.
Quadro 4.11 – Taxa de absorção dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.
Tipo de agregado Absorção de água (%)
Relação reciclado/ convencional
Convencional 0,50 --- Miúdo
Reciclado 2,70 5,40 Convencional 1,10 ---
Graúdo Reciclado 3,10 2,82
Analisando-se os resultados, observa-se que o teor de absorção de água para os
agregados reciclados é muito maior quando comparado com o teor de absorção dos
agregados convencionais. Para os agregados miúdos, o teor de absorção de água do agregado
reciclado supera o agregado convencional em 5,4 vezes. Para os agregados graúdos, o teor de
absorção de água do agregado reciclado superou o agregado convencional em 2,82 vezes.
Para os agregados graúdos, isto se deve provavelmente à elevada absorção da argamassa
aderida às partículas dos agregados (BUTTLER, 2003).
Foi observado que a absorção do agregado miúdo reciclado apresentou-se
pertinente com a bibliografia consultada, confirmando uma maior absorção de água deste
agregado quando comparado com agregados convencionais. No estudo realizado com
agregados reciclados de concreto por Bazuco (1999), a taxa de absorção média, medida em
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24 horas, foi de 8,45% e foi também observado que quase toda água é absorvida até os
primeiros 30 minutos do contato do material com a água.
Através do resultado apresentado no Quadro 4.11, constatou-se a elevada
absorção de água dos agregados reciclados de concreto quando comparados com os
agregados convencionais, conforme a maioria dos pesquisadores apontaram para os
agregados reciclados de concreto. Barra (1996) encontrou valores de taxa de absorção para
agregados reciclados que estão apresentados no Quadro 4.12. Observa-se que quanto menor
a dimensão do agregado e maior a porosidade inerente do material, maior é a taxa de
absorção obtida.
Quadro 4.12 – Taxas de absorção em agregados reciclados em função faixa granulométrica utilizada (BARRA, 1996).
Tipo de Agregado Fração granulométrica Absorção (%)
12-20 mm 6,85 Reciclado
6-12 mm 7,49
Segundo De Pauw et al. (1998), os agregados reciclados poderão absorver parte
da água da mistura, reduzindo a trabalhabilidade do concreto fresco. Para minimizar este
efeito, os autores recomendam a determinação dessa quantidade de água a ser absorvida
através da realização de testes experimentais.
Devido à maior absorção dos agregados reciclados, vários autores recomendam
seu uso na condição saturada com superfície seca (SSS), para evitar que o agregado retire
água da pasta, necessária para a hidratação e ganho de resistência (HANSEN, 1992;
SCHULZ; HENDRICKS, 1992; ANDRADE et al., 1998).
4.3.4.5 Teor de Material Pulverulento
Materiais pulverulentos são partículas presentes nos agregados com
granulometria menor que 0,075 mm, ou seja, são as partículas minerais, inclusive as
partículas solúveis em água que passam na peneira 75 micrômetros (nº 200). Deste modo,
este ensaio buscou a determinação do teor de material pulverulento em agregados miúdos ou
graúdos, uma vez que, segundo Furnas (2004), o excesso de finos leva a um aumento da água
de amassamento e, conseqüentemente, maior retração por secagem. A determinação do teor
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de materiais pulverulentos presentes no agregado miúdo caracteriza a quantidade de
partículas com dimensão inferior ao furo da peneira 75 micrômetros (nº 200) contidas no
agregado miúdo.
Utilizaram-se as prescrições da norma NBR NM 46 (ABNT, 2001) para
determinação do teor de material pulverulento nos agregados miúdos, convencional e
reciclado. No Quadro 4.13 estão apresentados os resultados do teor de material pulverulento,
calculados para os agregados miúdos através de equações prescritas nesta normalização.
Quadro 4.13 – Teor de material pulverulento dos agregados miúdos e graúdos, convencional e reciclado.
Tipo de agregado Teor de material pulverulento (%)
Limites da NBR NM 46 (ABNT, 2001) (%)
Relação reciclado/convencional
Convencional 4,11 < 5,0 --- Miúdo
Reciclado 10,24 < 5,0 2,49 Convencional 0,81 < 1,0 ---
Graúdo Reciclado 3,47 < 1,0 4,28
Através dos resultados apresentados no Quadro 4.13, constatou-se nos agregados
reciclados um elevado teor de materiais pulverulentos, superiores aos requisitos máximos
especificados pela NBR NM 46 (ABNT, 2001), estando em consonância com a maioria da
bibliografia referente ao assunto (COUTINHO, 1997a; ÂNGULO, 1998, OLIVEIRA, 2002,
BUTTLER, 2003). O agregado miúdo reciclado apresentou teor de material pulverulento
cerca de 2,49 vezes superior ao do agregado miúdo convencional. Para o agregado graúdo, a
diferença é menor, sendo o teor de material pulverulento do agregado reciclado 4,28 vezes
superior ao agregado convencional, neste caso.
Segundo Coutinho (1997a apud Leite 2001), o teor de finos nas misturas de
concreto podem influenciar bastante na quantidade de água de amassamento necessária, o
que pode provocar redução da resistência mecânica do concreto produzido. Além disso, estas
partículas podem reduzir a resistência ao desgaste principalmente por abrasão.
Segundo Oliveira (2002), partículas finas até o limite recomendado por norma
auxiliam no preenchimento dos vazios da areia da argamassa que facilita o envolvimento da
areia pelo cimento. Por outro lado se houver excesso de partículas finas, estas envolvem as
partículas de cimento com prejuízo às propriedades do concreto. O excesso de materiais
pulverulentos exige a adição de uma quantidade maior de água para a hidratação do cimento
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o que aumenta a quantidade de vazios no concreto e pode ocasionar uma redução da
resistência mecânica e da durabilidade do concreto.
Exceto pelas considerações existentes e aqui apresentadas, não foram verificados
resultados na bibliografia que relacionem a influência direta dos materiais pulverulentos nas
propriedades de concretos produzidos com agregados reciclados de concreto.
4.3.4.6 Desgaste por Abrasão
O desgaste por abrasão dos agregados foi obtido através do ensaio de Abrasão
Los Ângeles. Este ensaio simula o desgaste sofrido pelos agregados quando colocado na
máquina Los Ângeles com uma carga abrasiva e submetido a um determinado número de
revoluções (FURNAS, 1997). Deste modo, este ensaio oferece um indicativo da qualidade do
material a ser utilizado na produção do concreto, determinando-se a resistência à
fragmentação por choque e atrito das partículas de agregado graúdo.
Realizou-se este ensaio objetivando-se determinar a perda de massa dos
agregados graúdos, convencional e reciclado, após abrasão, em relação às suas respectivas
massas iniciais. O desgaste de perda por abrasão dos agregados oferece um indicativo da
qualidade do material a ser utilizado na produção do concreto.
Determinou-se a perda de massa por abrasão para os agregados graúdos,
convencional e reciclado, conforme prescrições da NBR NM 51 (ABNT, 2001). No Quadro
4.14 estão apresentados os resultados de perda de massa por abrasão, obtidos no ensaio de
Abrasão Los Ângeles, calculado através de equações prescritas na referida norma.
Quadro 4.14 – Perda de massa por abrasão dos agregados graúdos, convencional e reciclado.
Tipo de agregado Perda de massa por abrasão (%)
Limites da NBR NM 51 (ABNT, 2001) (%)
Relação reciclado/ convencional
Convencional 39 < 50 --- Graúdo
Reciclado 39 < 50 1,00
Analisando-se o Quadro 4.14, observou-se que os agregados graúdos, tanto o
convencional quanto o reciclado, apresentaram praticamente a mesma perda de massa por
abrasão, diferente da apontada pela bibliografia, a qual aponta que os agregados reciclados
apresentam menor resistência ao impacto e menor resistência ao desgaste por abrasão que os
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agregados naturais. No caso dos agregados reciclados de concreto, tal fato se deve à
argamassa aderida e sua fraca ligação com as partículas de agregado (BAIRAGI, et al. apud
BAZUCO, 1999).
Segundo Hansen (1992), o tipo de concreto que deu origem ao agregado tem uma
íntima relação com os valores de abrasão obtidos nos ensaios. Ou seja, quanto mais resistente
for o concreto original, menor relação água/cimento, menor será o valor de perda por
abrasão.
Conforme mostrado no Quadro 4.14, a NBR NM 51 (ABNT, 2001) considera
inadequado para uso em concretos o agregado graúdo que apresentar índices de perda por
abrasão superiores a 50% (em massa). Neste caso, verificou-se que os resultados obtidos
satisfazem os limites aceitáveis prescritos nesta norma. O resultado obtido no ensaio de
Abrasão Los Ângeles, para perda de massa por abrasão do agregado graúdo reciclado, foi
condizente com a referida norma.
Quebaud (1996) encontrou valores de perda por abrasão de agregados reciclados
de concretos produzidos em uma usina de beneficiamento na França da ordem de 31,8 %.
Segundo o autor, este valor é inferior aos 40 %, que é o limite máximo de perda por abrasão
permitida pela norma francesa NF P 18-573.
Devido à argamassa aderida e sua fraca ligação com as partículas que os
agregados reciclados de concreto apresentam, a maioria dos estudos realizados procura
observar aspectos relacionados a esta propriedade, pois se tornam fatores determinantes nas
características finais dos agregados reciclados de concreto. Deste modo, este estudo apontou
mesma resistência ao impacto e mesma resistência ao desgaste por abrasão nos agregados
reciclados quando comparados aos agregados convencionais.
4.3.5 ENSAIO DE SANIDADE AO ATAQUE NA2SO4 DO RESÍDUO
A sanidade ao ataque é um termo usado para representar a capacidade do
agregado resistir às variações excessivas de volume devidas a variações das condições
físicas. Segundo Neville (1997), as causas físicas de grandes ou permanentes variações de
volume do agregado são o congelamento e de degelo, variações térmicas a temperaturas
acima do ponto de congelamento e molhagem e secagem alternadas.
Com o objetivo de se conhecer o comportamento dos agregados, com relação à
capacidade de resistir às variações excessivas de volume devido a variações das condições
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físicas, realizou-se o ensaio americano de sanidade do agregado, estabelecido pela norma
ASTM C 88 (ASTM, 1999a) – Standard Test Method for Soundness of Aggregates by use of
Sodium Sulfate or Magnesium Sulfate.
Esta normalização prescreve o método para determinação direta da resistência do
agregado à desintegração do agregado, quando submetido a uma ciclagem de imersão em
solução saturada de sulfato de sódio (Na2SO4).
Neste procedimento de ensaio, a amostra de agregado é submetida
alternadamente à imersão em uma solução saturada de sulfato de sódio e à secagem em uma
estufa. A formação de cristais de sal nos poros do agregado tende a desagregar as partículas,
provavelmente, de modo semelhante à ação do gelo. A redução do tamanho das partículas,
evidenciada através de uma análise granulométrica, após certo número de ciclos, indica o
grau de não sanidade.
Os resultados dos ensaios de sanidade ao ataque para os agregados miúdos,
convencional e reciclado, calculado através de equações prescritas na referida norma, estão
apresentados no Quadro 4.15.
Quadro 4.15 – Índice de sanidade ao ataque Na2SO4 dos agregados miúdos, convencional e reciclado.
Tipo de agregado Sanidade ao Ataque (%) Limites da ASTM C33 (ASTM, 1993) (%)
Relação reciclado/ convencional
Convencional 0,32 < 10 --- Miúdo
Reciclado 2,47 < 10 7,72
Pode-se observar que o índice de sanidade dos agregados miúdos forneceu
relações maiores quando comparado ao agregado convencional. O agregado miúdo reciclado
apresentou índice de sanidade cerca de 7,72 vezes superior ao do agregado miúdo
convencional. De acordo com as prescrições da norma ASTM C 33 (ASTM, 1993), a perda
em porcentagem após o ensaio não poderá ser maior que 10%. Desta forma, conclui-se que o
resultado para o agregado miúdo reciclado, apresentou índice de sanidade que satisfaz as
prescrições desta norma, sendo, portanto, considerado um agregado são.
Segundo Neville (1997), este ensaio tem significado apenas qualitativo para
previsão do comportamento do agregado sob as condições reais, não devendo, portanto, ser
usado como critério de aceitação ou rejeição de agregados não conhecidos.
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4.3.6 CLASSIFICAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO
A NBR 10004 (ABNT, 2004) classifica os resíduos sólidos em duas categorias:
resíduos classe I – perigosos; resíduos classe II – não perigosos.
Os resíduos perigosos são aqueles que apresentam periculosidade de forma a
apresentar risco à saúde pública, provocando ou acentuando, de forma significativa, um
aumento de mortalidade ou incidência de doenças e/ou riscos ao meio ambiente, quando o
resíduo é manuseado ou destinado de forma inadequada. Além disto, os resíduos podem ser
classificados como perigosos se apresentarem uma das seguintes características:
inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxidade, patogenicidade ou carcterísticas que
constem nos Anexos A ou B da norma supracitada.
Os resíduos não perigosos são divididos em duas classificações: resíduos classe
II A – Não inertes e resíduos classe II B – Inertes. Os resíduos inertes são aqueles que,
quando amostrados de forma representativa, segundo a NBR 10007 (ABNT, 1987), e
submetidos a um contato estático ou dinâmico com água destilada ou deionizada, à
temperatura ambiente, conforme testes de solubilização, segundo a NBR 10006 (ABNT,
2004), não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a concentrações superiores
aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor,
conforme apresentado no Anexo G da referida norma.
Os resíduos não inertes são aqueles que não se enquadram nas características dos
perigosos ou dos inertes. Podem ter propriedades como: combustibilidade,
biodegradabilidade ou solubilidade em água.
Com o objetivo de classificar o resíduo de CCR utilizado neste trabalho,
procedeu-se à análise e classificações conforme as diretrizes da NBR 10004 (ABNT, 2004).
Deste modo, visto que a classificação do resíduo nos termos da série de normas
NBR 1004 (ABNt, 2004) encontrava-se disponível, não foram necessários as realizações dos
ensaios de solubilização, de acordo com a NBR 10006 (ABNT, 2004) e extrato lixiviado de
resíduos, conforme NBR 10005 (ABNT, 2004). Desta forma, classificou-se o resíduo de
CCR como Resíduo Classe II B – Inerte, segundo as prescrições da NBR 10004 (ABNT,
2004), caracterizando-se como um resíduo que não oferece restrições quanto ao manejo,
fator este que dificultaria a reciclagem.
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4.4 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE A CARACTERIZAÇÃO DOS
MATERIAIS
A partir deste programa experimental de caracterização dos materiais utilizados
neste trabalho, foi possível constatar o comportamento destes quanto às possibilidades de
aproveitamento do resíduo que:
• O resíduo de CCR utilizado no desenvolvimento desta pesquisa apresentou na
sua composição basicamente rocha natural e argamassa, proveniente de uma mistura com
consumo de cimento igual a 70 kg/m3;
• A análise química do material não indica a presença de compostos
patogênicos, conforme estabelece na NBR 10004 (ABNT, 2004), no seu Anexo I, Listagem 9
– Concentrações máximas de poluentes na massa bruta do resíduo, que são utilizadas pelo
Ministério do Meio Ambiente Francês (GEYER, 2001) e aceitas por esta norma, para
classificação destes como patogênicos e perigosos;
• Não foram necessárias análises químicas mais aprofundadas, tais como
lixiviação e solubilização dos agregados reciclados de CCR, visto estes agregados estarem
classificados como Inertes, conforme estabelece a normalização para resíduos sólidos, NBR
10004 (ABNT, 2004);
• Com o ensaio de pozolanicidade com o cimento, foi possível verificar que o
agregado miúdo reciclado apresentou índice de atividade pozolânica muito inferior ao valor
mínimo exigido pelas normas para Materiais Pozolânicos. Estes resultados vieram a
confirmar que não existe atividade pozolânica no material analisado;
• As curvas granulométricas, para todos os agregados analisados, evidenciaram
materiais com granulometria contínua, aspecto considerado positivo para produção de blocos
de concreto, devido ao melhor arranjo existente entre as partículas. Além disso, é
interessante salientar que o agregado miúdo reciclado apresentou um teor de finos cerca de
1,24 vezes maior que o agregado miúdo convencional. E que a análise granulométrica da
fração menor que 0,15 mm do resíduo, evidenciou um material com dimensão média 5,3
vezes maior que a dimensão média do cimento CP II F-32 utilizado nesta pesquisa;
• A massa específica dos agregados reciclados foi 2% e 1% menor que a massa
específica das frações de agregados convencionais miúdos e graúdos, respectivamente.
Também a massa unitária dos agregados reciclados foi inferior à massa unitária dos
agregados convencionais miúdos e graúdos, 7% e 3%, respectivamente. Tais reduções nas
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S E L E Ç Ã O E C A R A C T E R I Z A Ç Ã O D O S M A T E R I A I S 98
massas específicas e unitárias dos agregados reciclados não são muito significativas quando
comparadas com valores obtidos para outras propriedades;
• As taxas de absorção dos agregados reciclados foram maiores quando
comparadas às taxas de absorção dos agregados convencionais. Deste modo, há necessidade
de compensá-las durante a mistura dos concretos para produção dos blocos, de modo que não
haja diminuição excessiva da água livre das misturas de concreto para blocos, produzidos
com agregados reciclados, fato este que comprometeria a moldagem dos blocos;
• A classificação do resíduo de CCR conforme a NBR 10004 (ABNT, 2004)
enquadra este na Classe II B– Inertes, caracterizando-se como um resíduo que não apresenta
periculosidade;
• Analisando-se sobre a ótica de aproveitamento do resíduo na construção civil,
as características químicas, físicas e morfológicas do resíduo indicam que o seu uso nos
blocos de concreto pode ser uma proposta tecnicamente viável, na forma de substituição,
como agregado.
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CAPÍTULO 5
PROGRAMA EXPERIMENTAL – SUBSTITUIÇÃO DOS AGREGADOS
CONVENCIONAIS PELOS AGREGADOS RECICLADOS DE CCR
O programa experimental foi elaborado com o objetivo de verificar o
comportamento dos blocos de concreto para alvenaria contendo substituições dos agregados
convencionais por agregados reciclados de CCR. A partir da caracterização dos agregados
reciclados, descrita no Capítulo 4, estabeleceu-se este programa experimental para avaliar o
seu potencial como substituição aos agregados convencionais na fabricação dos blocos de
concreto.
O programa experimental analisou quatro tipos diferentes de blocos de concreto
(traços T1, T2, T3 e T4 correspondendo às classes de resistência de 2,5 MPa; 6,0 MPa; 8,0
MPa e 10,0 MPa, respectivamente), sendo cada traço confeccionado com cinco percentuais de
substituição em massa dos agregados graúdos e miúdos convencionais por reciclados de CCR:
0%, 25%, 50%, 75% e 100%.
São apresentadas neste capítulo as variáveis do estudo, o modelo do corpo-de-
prova adotado, o método de dosagem do concreto, a produção dos blocos de concreto e os
parâmetros utilizados para a avaliação dos blocos (obtidos através de ensaios dos concretos no
estado fresco e nos blocos de concreto no estado endurecido). Nos concretos no estado fresco,
buscou-se avaliar os efeitos das substituições na trabalhabilidade (Cannon Time) e na massa
específica, ambas determinadas conforme procedimento 01.006.011 (FURNAS, 2004). Nos
blocos de concreto no estado endurecido, a influência das substituições de agregados nas
propriedades mecânicas dos concretos foi avaliada através dos ensaios de resistência à
compressão simples – NBR 7184 (ABNT, 1992); absorção de água, teor de umidade e massa
específica – NBR 12118 (ABNT, 1991).
Todos os ensaios foram realizados em FURNAS e as análises dos resultados dos
experimentos foram realizadas por análise de variância (ANOVA), utilizando-se o programa
Statistica 6.0 da StatSoft®.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 100
5.1 PLANEJAMENTO DOS ENSAIOS
Descrevem-se neste item as variáveis utilizadas e os procedimentos adotados
nesta pesquisa. Para dar validade aos resultados do programa experimental, a programação da
pesquisa teve por base técnicas estatísticas (NANNI; RIBEIRO, 1987) já utilizadas em outras
pesquisas na área de concreto (GEYER, 2001; CASTRO, 2003; MEIRELES, 2004).
5.1.1 VARIÁVEIS INDEPENDENTES
a) Traços
Foram utilizados quatro traços (correspondendo a quatro classes de resistência),
para os blocos de concreto, abrangendo uma faixa que permitiu avaliar o comportamento do
material estudado. Três destas classes corresponderam aos traços dos blocos com função
estrutural (T2 = 6,0 MPa , T3 = 8,0 MPa e T4 = 10,0 MPa) e uma para blocos sem função
estrutural (T1 = 2,5 MPa). Estes traços foram adotados levando-se em conta que, no presente
trabalho, busca-se avaliar o desempenho dos blocos de concreto produzidos com diferentes
teores de substituição de agregados reciclados, em diferentes classes de resistência de blocos.
b) Teores de substituição
Foram utilizados teores de substituição que variaram de 0% (Referência), 25%,
50%, 75% e 100% tanto de agregado miúdo reciclado (%AMR), quanto de agregado graúdo
reciclado (%AGR), em combinações simultâneas em massa. Os percentuais definidos foram:
b.1) 0% AMR e 0%AGR (Referência);
b.2) 25% AMR e 25% AGR;
b.3) 50% AMR e 50% AGR;
b.4) 75% AMR e 75% AGR e
b.5) 100% AMR e 100% AGR.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 101
Os teores de substituição foram definidos através da pesquisa bibliográfica
realizada (TOPÇU; GUNÇAN, 1995; TOPÇU, 1997; GONÇALVES, 2000; LEITE, 2001;
SOUSA, 2001; POON et al., 2002; BUTTLER, 2003).
c) Idade para ensaios dos blocos de concreto
Em virtude das normalizações brasileiras para blocos de concreto não
especificarem idades para ensaios dos CP’s, as idades para a realização destes foram
estabelecidas em função da bibliografia consultada, procurando-se adotar idades normalmente
utilizadas nas análises do comportamento dos blocos de concreto (MEDEIROS, 1993;
SOUSA, 2001; ANDOLFATO, 2002; POON et al., 2002). Para cada ensaio realizado
ocorreram variantes nas idades, sendo estabelecidas as seguintes:
c.1) Resistência à compressão simples, aos 7 e 28 dias;
c.2) Absorção de água, Teor de umidade e Massa específica aparente seca, aos
28 dias.
d) Condição de cura da superfície dos blocos de concreto
A cura é uma das etapas mais importantes na produção de qualquer componente
pré-moldado. Tem o objetivo de impedir a perda precoce de umidade e de controlar a
temperatura do bloco de concreto durante um período suficiente para que alcance um nível de
resistência desejado, minimizando os problemas causados pela retração e melhorando suas
características (MEDEIROS, 1993).
Com relação ao processo de cura, as normas brasileiras que especificam blocos de
concreto para alvenaria – NBR 7173 (ABNT, 1982) e NBR 6136 (ABNT, 1994) não citam
procedimentos para cura destes elementos pré-moldados. Segundo o Sinaprocim (1999), que
trata sobre controles/disposições necessárias para qualificação e certificação de blocos de
concreto, o processo de cura ideal para blocos é através de aspersão de água cada 2h ou
câmara úmida.
Deste modo, o procedimento de cura adotado nesta pesquisa consistiu nos dois
processos de cura considerados ideais pelo Sinaprocim (1999), quais sejam: cura inicial por
aspersão de água a cada 2 horas (imediatamente após a produção dos blocos, durante 24
horas), somada à cura através de câmara úmida (com umidade relativa igual ou superior a
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90%, durante 5 dias). Após este período, os blocos foram deixados em local seco e protegidos
de intempéries, até as idades dos ensaios. A idade de cinco dias foi definida por ser uma idade
característica para cura dos blocos.
e) Trabalhabilidade
A noção de trabalhabilidade é bastante ampla utilizando-se de várias propriedades
físicas para sua determinação e, deste modo, sua medição não pode ser realizada através de
um só método (COUTINHO, 1997b). As propriedades físicas que influenciam na
trabalhabilidade são o ângulo de atrito, a coesão, a viscosidade – que interferem na maior ou
menor mobilidade da massa; a massa volúmica – que interfere na compactação; a segregação
e a exsudação – que interferem na estabilidade da mistura que constitui o concreto fresco
(RITCHIE apud COUTINHO, 1997b).
Existem vários aspectos que podem ser considerados para a medida da
trabalhabilidade dos concretos, no entanto, utiliza-se como parâmetro de medição, a
consistência, geralmente determinada pelo tempo de vibração para atingir uma determinada
compacidade é que tem maior importância quando se fala nesta propriedade (COUTINHO,
1997b). Isto acontece porque uma das propriedades mais importantes do concreto endurecido
é a resistência e é sabido que quanto maior a compacidade alcançada com o adensamento do
concreto, maior a resistência que pode ser obtida nos blocos de concreto.
Inicialmente a trabalhabilidade do concreto foi determinada empiricamente para
ajustagem do traço através do “ponto de pelota” (TANGO, 1994), por ser uma especificação
freqüentemente utilizada nas grandes plantas industriais de blocos de concreto.
Após esta determinação, foi verificada a trabalhabilidade através do tempo de
vibração (Cannon Time), seguindo como orientação o procedimento de ensaio 01.006.011
(FURNAS, 2004). Este procedimento foi desenvolvido a partir das prescrições da ASTM C
1170 (ASTM, 1991) – Standard Test Methods for Determining Consistency and Density of
Roller-Compacted Concrete Using a Vibrating Table, a qual define o procedimento de ensaio
e as configurações da mesa vibratória, recomendadas para a determinação da trabalhabilidade
e da massa específica do CCR. Este procedimento foi utilizado como referência, em função
do concreto utilizado na produção dos blocos apresentarem características de trabalhabilidade
semelhantes às preconizadas pelo documento. De acordo com Mehta e Monteiro (1994), este
ensaio tem melhor significado se aplicado para a medida de trabalhabilidade de misturas mais
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 103
secas. Segundo Ceccato (1998), este ensaio avalia qualitativamente propriedades relacionadas
à trabalhabilidade, quais sejam: consistência, compactabilidade e resistência à exsudação.
Foram encontrados relatos de estudos sobre trabalhabilidade para blocos
produzidos com agregados reciclados utilizando o ensaio Vebe (SOUSA, 2001). Segundo este
ensaio, a trabalhabilidade é estabelecida em função do tempo expresso em segundos (Cannon
Time) que uma determinada amostra de concreto leva para adensar sob determinada energia
de adensamento, em uma mesa vibratória.
Todos os traços estudados para fabricação dos blocos foram dosados para uma
trabalhabilidade padrão Cannon Time, estipulada segundo Alves (2004) de (23±7)s.
5.1.2 VARIÁVEIS DEPENDENTES
a) Massa específica no estado fresco
Este ensaio foi realizado com o objetivo de verificar o comportamento dos
materiais para diversos valores de umidade e de composições granulométrica. No geral, a
massa específica traduz de forma tecnológica o grau de compacidade e empacotamento dos
materiais.
A determinação da massa específica do concreto no estado fresco seguiu as
recomendações do procedimento de ensaio 01.006.011 (FURNAS, 2004). Este procedimento
foi utilizado como referência pelo fato de ser específico para determinação da massa
específica de concretos secos. Para tanto, foi desenvolvido a partir das prescrições da ASTM
C 1170 (ASTM, 1991) – Standard Test Methods for Determining Consistency and Density of
Roller-Compacted Concrete Using a Vibrating Table. Este procedimento foi utilizado como
referência, em função do concreto utilizado na produção dos blocos apresentarem
características de trabalhabilidade semelhantes às preconizadas pela ASTM C 1170 (ASTM,
1991). A massa específica foi determinada com a utilização da mesma amostra que foi
submetida ao ensaio para determinação do tempo de vibração.
b) Resistência à compressão simples
Este ensaio foi realizado para verificação da influência dos teores de substituição
de agregados reciclados na resistência dos blocos de concreto como um todo e não somente
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 104
no aspecto superficial destes. Os ensaios foram realizados em blocos de concreto nas idades
de 7 e 28 dias, segundo as prescrições da norma brasileira, NBR 7184 (ABNT, 1992).
c) Absorção de água
Segundo Calçada (1998), a absorção de água nos blocos de concreto é uma
propriedade física de extrema importância, podendo servir como parâmetro de qualidade do
bloco e da alvenaria a ser produzida por este.
A capacidade de absorção de água também é indicada como um indicador da
quantidade de vazios e da permeabilidade do bloco e, como conseqüência, de sua
durabilidade. É importante observar que a absorção de água é dada como relação entre a
massa máxima de água que o bloco pode conter em relação à massa do bloco seco.
Nesta pesquisa, utilizou-se o ensaio de absorção não para verificar diretamente a
qualidade dos blocos de concreto, mas sim para verificar se existem diferenças entre blocos de
concreto com diferentes teores de substituição de agregados reciclados e classes de resistência
(traços), e com isto, analisa-se, indiretamente a durabilidade do material.
Neville (1997) questiona a validade dos ensaios de absorção de água para a
determinação quantitativa da qualidade do concreto, porém concorda que é inquestionável que
concretos com baixa absorção são normalmente de boa qualidade.
Os ensaios foram realizados em blocos de concreto nas idades de 28 dias, segundo
as prescrições da NBR 12118 (ABNT, 1991).
d) Teor de umidade
Este ensaio simulou o comportamento dos blocos de concreto quando expostos às
condições ambientais, com o objetivo de verificar quanto amostras são higroscópicas, ou seja,
a quantidade de umidade absorvida. Para a realização, respeitou-se o "tempo de cura" mínimo
do cimento utilizado para a fabricação do bloco, ou seja, 28 dias, antes do qual, a
conformação do concreto não estaria completa e, portanto, suas características de desempenho
não seriam garantidas. Os ensaios foram realizados em blocos de concreto nas idades de 28
dias, segundo as recomendações da NBR 12118 (ABNT, 1991).
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e) Massa específica aparente seca
Este ensaio foi utilizado para verificar o comportamento da massa específica
aparente seca dos blocos de concreto no estado endurecido, sendo realizado através da
obtenção da área média da seção perpendicular aos eixos dos furos descontadas as áreas
máximas dos vazios (área líquida), comparando as variações das áreas na medida em que são
substituídos os agregados convencionais pelos reciclados. Os ensaios realizados foram
realizados em blocos de concreto nas idades de 28 dias, calculando-se a massa específica
através da área líquida e do volume do bloco, de acordo com as prescrições da NBR 12118
(ABNT, 1991).
5.2 PLANEJAMENTO DA AMOSTRA
Foram adotados para ensaios com os blocos de concreto no estado endurecido,
CP’s vazados de concreto (contendo dois furos), nas dimensões padronizadas 14 cm x 19 cm
x 39 cm, designados como M-15, conforme especifica a NBR 6136 (ABNT, 1994) das
normas brasileiras.
O tamanho da amostra (quantidade de CP’s no estado endurecido) foi definido de
acordo com as especificações das normas referentes a cada ensaio, de modo que o modelo
apresentasse variáveis suficientes para análise estatística. Foram utilizados para o ensaio de
resistência à compressão 6 CP’s por idade, enquanto que para os ensaios de absorção de água,
teor de umidade e área líquida foram utilizados 3 CP’s para a idade adotada. A amostra
atingiu o total de 300 CP’s, considerando as 20 situações individuais (4 traços x 5 teores de
substituição).
No Quadro 5.1 estão apresentadas as especificações das dosagens, considerando
os teores de substituições utilizados juntamente com a quantidade de blocos de concreto
ensaiados, de acordo com o tamanho da amostra proposto.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 106
Quadro 5.1 – Especificações das dosagens dos blocos de concreto e esquematização do programa experimental com respectiva quantidade de CP’s ensaiados.
Quantidade de CP’s por ensaio
Resistência à compressão
Absorção de água,
Teor de umidade e
Área líquida
Traço Nomenclatura Substituição
em massa
%AMC %AMR %AGC %AGR
7 dias 28 dias 28 dias
0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03 25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03
T 1
100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03
25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03
T 2
100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03
25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03
T 3
100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 0 (Referência) --- 100 0 100 0 06 06 03
25 Parcial (1) 75 25 75 25 06 06 03 50 Parcial (1) 50 50 50 50 06 06 03 75 Parcial (1) 25 75 25 75 06 06 03
T 4
100 Total (2) 0 100 0 100 06 06 03 Total de CP’s por ensaio 120 120 60
Total de CP’s do programa experimental 300 Onde: T1, T2, T3 e T4 = Traços correspondendo às resistências de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa, respectivamente. (1) Substituição parcial do AMC e do AGC. (2) Substituição total do AMC e do AGC.
5.3 DOSAGEM EXPERIMENTAL
Os materiais utilizados para este programa experimental foram ensaiados
conforme as normalizações pertinentes, estando suas caracterizações apresentadas e
analisadas no Capítulo 4.
O concreto utilizado para a produção dos blocos foi preparado, dosado e lançado
no Laboratório de Furnas, utilizando o método de dosagem Dafico, descrito por Alves (2004)
e apresentado no Capítulo 3.
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5.3.1 AJUSTE DA PROPORÇÃO IDEAL DE ARGAMASSA
O teor ideal de argamassa foi encontrado utilizando-se o traço 1:8 (utilizado
apenas para ajuste), em massa, utilizando os módulos de finura dos materiais desta pesquisa
para atender aos módulos de finura do trabalho de Andolfato et al. (2002) e das curvas
teóricas de Fuller (ACI, 1991), Jean Bolomey (ACI, 1991) e Talbot Richart (ALVES, 2004).
Optou-se pela curva teórica de Jean Bolomey, pois representou melhor aspecto superficial
para os blocos no estado fresco, massa unitária mais elevada e trabalhabilidade adequada.
A trabalhabilidade para todos os concretos foi verificada inicialmente através do
“ponto de pelota” (TANGO, 1994) e pela medição do tempo de vibração do concreto ou
Cannon Time, fixado em (23 ± 7) s. De acordo com o ajuste, foi determinado o teor ideal de
75% para agregados graúdos e 25% para agregados miúdos, obtido através da composição dos
agregados pela curva teórica de Bolomey, que resultou numa relação
(cimento+areia)/(cimento+agregado total), designada por “k” igual a 0,78, para o referido
traço.
Na Figura 5.1 pode ser observado o diagrama de dosagem para obtenção da
proporção ideal de argamassa, através da composição teórica obtida por Bolomey
(representado pela letra A), Fuller (representado pela letra B) e Andolfato et al. (2002)
(representado pela letra C).
Depois de obtida a proporção ideal de argamassa, foram calculados os traços
mostrados no Quadro 5.2 para o estudo de dosagem, sendo ajustada, para cada traço, a relação
água/cimento a obter a medida de trabalhabilidade estabelecida para o experimento.
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Figura 5.1 – Diagrama de dosagem da ajustagem experimental dos concretos para produção dos blocos.
5.3.2 DEFINIÇÃO DOS TRAÇOS DOS BLOCOS DE CONCRETO DE REFERÊNCIA E
DOS BLOCOS DE CONCRETO RECICLADOS
Para determinação dos traços dos blocos de concreto reciclados, inicialmente
foram estabelecidos os traços do concreto de referência, a partir do diagrama de dosagem.
Deste modo, foram definidos os traços unitários para cada traço definido no programa
experimental e também adotados os consumos de cimento para cada traço. Os traços para a
produção dos blocos de concreto com agregados reciclados foram determinados a partir dos
traços unitários do concreto de referência, levando em consideração o teor de substituição em
massa dos agregados.
1,20
1,50
1,80
2,10
2,40
0,70 0,75 0,80 0,85 0,90
k
fcb
(MPa
)
B
A
C
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
1,00 1,10 1,20 1,30 1,40
a/c
k
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
209 210 211 212 213
Consumo de cimento (Kg/m3)
k
B
C
A
1,20
1,50
1,80
2,10
2,40
2,158 2,159 2,160 2,161 2,162
Massa Específica (Kg/dm3)
fcb
(MPa
)
A
B
C
A
B
C
1,20
1,50
1,80
2,10
2,40
1,00 1,10 1,20 1,30 1,40
Relação A/C
fcb
(MPa
)
A
B
C
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 109
O método de dosagem resultou nos quatro traços dos concretos de referência (sem
substituição), e com base nestes desenvolveram-se os traços dos demais concretos (com
substituição). Ao todo foram estabelecidos vinte traços para moldagem dos CP’s, mantendo a
trabalhabilidade fixa em (23±7)s para todos os concretos, medida conforme o método do
Cannon Time.
No Quadro 5.2 estão apresentados os traços em massa, utilizados nesta pesquisa
para produção dos blocos de concreto e seus respectivos consumos de materiais estão
apresentados no Quadro 5.3.
Quadro 5.2 – Traços em massa utilizados na produção dos blocos de concreto.
Teor de Substituição (%) Traço Dados da Composição 0 25 50 75 100
k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 10 10 10 10 10a/c 0,93 0,96 0,89 0,77 0,89A% 8,48 8,69 8,11 7,03 8,13
AMR --- 1,98 3,90 5,77 7,58AMC 8,02 5,93 3,90 1,92 ---AGR --- 0,52 1,10 1,73 2,42
T 1
AGC 1,98 1,57 1,10 0,58 ---k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 6 6 6 6 6a/c 0,56 0,56 0,52 0,54 0,56A% 7,96 7,93 7,48 7,66 8,01
AMR --- 1,17 2,30 3,40 4,46AMC 4,74 3,50 2,30 1,13 ---AGR --- 0,33 0,70 1,10 1,54
T 2
AGC 1,26 1,00 0,70 0,37 ---k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 5 5 5 5 5a/c 0,48 0,47 0,51 0,46 0,49A% 8,00 7,92 8,53 7,75 8,18
AMR --- 0,97 1,90 2,81 3,68AMC 3,92 2,89 1,90 0,93 ---AGR --- 0,29 0,6 0,95 1,32
T 3
AGC 1,08 0,85 0,6 0,31 ---k 0,82 0,81 0,80 0,79 0,78m 4 4 4 4 4a/c 0,39 0,41 0,40 0,40 0,43A% 7,90 8,11 8,04 7,99 8,51
AMR --- 0,76 1,50 2,21 2,90AMC 3,10 2,29 1,50 0,74 ---AGR --- 0,24 0,50 0,79 1,10
T 4
AGC 0,90 0,71 0,50 0,26 ---Onde: T1, T2, T3 e T4 = traços correspondendo às resistências de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa, respectivamente. k = relação (cimento + areia)/(cimento + agregado total) m = massa total dos agregados por Kg de cimento a/c = relação água/cimento A% = teor de água/mistura seca (1 + m)
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 110
Quadro 5.3 – Consumo de materiais utilizados na produção dos blocos de concreto.
Teor de Substituição (%) Traço Consumo de
Materiais (Kg/m3) 0 25 50 75 100 Cimento 187,96 185,19 180,37 178,71 173,98
AMR --- 366,22 703,45 1030,72 1318,79 AMC 1507,46 1098,65 703,45 343,57 --- AGR --- 96,76 198,41 309,52 421,04 AGC 372,17 290,29 198,41 103,21 ---
T 1
Água 175,35 177,03 160,96 138,11 155,60 Cimento 302,39 295,65 291,85 285,61 278,61
AMR --- 345,17 671,26 970,36 1242,62 AMC 1433,35 1035,52 671,26 323,45 --- AGR --- 98,30 204,30 314,88 429,07 AGC 381,02 294,91 204,30 104,96 ---
T 2
Água 168,58 164,10 152,73 153,13 156,20 Cimento 353,76 344,47 312,63 336,09 324,54
AMR --- 332,41 593,99 942,74 1194,29 AMC 1386,75 995,51 593,99 312,57 --- AGR --- 99,90 187,58 317,61 428,39 AGC 382,06 292,80 187,58 104,19 ---
T 3
Água 169,77 163,60 160,00 156,28 159,28 Cimento 423,37 412,55 404,83 403,00 395,71
AMR --- 314,57 607,24 891,65 1147,54 AMC 1312,45 943,70 607,24 297,22 --- AGR --- 97,98 202,41 317,37 435,28 AGC 381,03 293,94 202,41 105,79 ---
T 4
Água 167,20 167,28 162,67 160,94 168,45 Onde: T1, T2, T3 e T4 = traços correspondendo às resistências de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa, respectivamente.
5.4 PRODUÇÃO DOS BLOCOS DE CONCRETO
5.4.1 MISTURA DOS MATERIAIS
Na preparação dos concretos, para produção dos blocos, foram empregados os
materiais descritos no Capítulo 4, sendo estes preparados sob condições de superfície saturada
seca (SSS) e posteriormente pesados em balança eletrônica, conforme mostrado na Figura 5.3.
A mistura dos materiais foi realizada em betoneira pré-umedecida, com capacidade de 0,2 m3,
em ambiente de laboratório com variação de temperatura entre 24ºC a 27ºC, conforme
mostrado na Figura 5.2.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 111
Figura 5.2 – Local de preparo do concreto.
A seqüência de introdução dos materiais na betoneira e o tempo de amassamento
do concreto seguiram os procedimentos recomendados pelo Laboratório de Concreto do
DCT.T, obedecendo à seguinte ordem:
• Com a betoneira parada foram adicionados os agregados graúdo e miúdo
(convencionais e reciclados) e parte da água;
• Após uma pequena movimentação, seguida de parada da betoneira, foi
introduzido o cimento;
• Com a betoneira em movimento foram introduzidos o restante da água e os
ajustes necessários para conferir a todos os traços um ponto de pelota e Cannon Time
equivalente a 23 s. Após a introdução de todos os materiais na betoneira procedeu-se a
rotação desta por cinco minutos ininterruptos, conforme pode ser visualizado na Figura 5.3.
Figura 5.3 – (a) Pesagem dos materiais para a mistura do concreto; (b) Detalhe da mistura dos materiais na betoneira.
a b
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 112
Em seguida, adicionou-se água verificando empiricamente uma umidade
adequada para a produção dos blocos através da moldagem de uma pelota de concreto na
palma das mãos, conforme mostrado na Figura 5.4. Segundo Tango (1994), este método
denominado “ponto de pelota”, é adequado para verificação da consistência ótima para a
moldagem dos blocos de concreto: se a pelota se esboroar significa falta de água e caso a
pelota sujar as mãos, significa excesso de água.
Figura 5.4 – Determinação empírica da consistência ideal do concreto através do "ponto de pelota".
Determinada empiricamente a consistência ótima através do "ponto de pelota",
procedeu-se aos ensaios do concreto fresco, sendo estes caracterizados mediante as
determinações da trabalhabilidade, através da medição do tempo de vibração do concreto, o
qual se denominou Cannon Time, e da massa específica, ambos descritos no item 5.6.
Após a caracterização do concreto fresco, procedeu-se à etapa de produção dos
blocos de concreto. Na Figura 5.5 pode-se observar, em detalhe, o aspecto e o local de
descarga do concreto fresco (diretamente ao chão, com superfície limpa, não absorvente e
estanque) nas proximidades da vibro-prensa, sendo o transporte do concreto realizado com pá
mecânica.
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Figura 5.5 – Aspecto do concreto para blocos no estado fresco.
5.4.2 MOLDAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA
Os blocos de concreto foram produzidos em uma vibro-prensa semi-automática,
equipada com sistema automático de liga/desliga do motor-vibração, constituída por dois
eixos excêntricos apoiados em quatro mancais, com quatro rolamentos oscilantes e com motor
elétrico trifásico de 2 hp 220/380 volts e 3750 rotações por minuto (rpm), conforme
visualizada na Figura 5.6.
Figura 5.6 – (a) Aspecto geral vibro-prensa; (b) Preenchimento da gaveta alimentadora com a mistura destinada à moldagem dos blocos.
Para produção dos blocos de concreto, a vibro-prensa utilizada possui um carrinho
espalhador de concreto e um carrinho para a retirada dos blocos, através de paletes de
madeira. A operação é manual através de alavancas operadas por dois homens. As
a b
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configurações desta vibro-prensa podem ser observadas na Figura 5.7a, destacando ainda a
direção da vibração, classificada como unidirecional vertical e freqüência de vibração da
mesma em torno de 60 Hz.
Os blocos de concreto foram prensados sobre paletes de madeira de chapa
compensada de espessura 12 mm, com dimensões de 55 cm de largura e 55 cm de
comprimento, para moldagem de três blocos por prensagem, conforme mostrado na Figura
5.7b.
Figura 5.7 – (a) Desforma dos blocos; (b) Aspecto dos blocos retirados da vibro-prensa sobre o palete de madeira.
Foram moldados blocos de concreto nas dimensões 14 cm x 19 cm x 39 cm,
vazados com dois furos ao longo da altura, com espessura de paredes longitudinais e
transversais iguais a 2,5 cm, conforme especificações da NBR 6136 (ABNT, 1994). Na Figura
5.8 está apresentado o modelo do corpo-de-prova descrito, destinado ao estudo experimental.
Figura 5.8 – (a) Aspecto dos blocos de concreto após a moldagem; (b) Modelo do corpo-de-prova.
a b
ba
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 115
5.4.3 CURA E ARMAZENAGEM DOS CORPOS-DE-PROVA
Os blocos de concreto foram cobertos com sacos de linhagem umedecidos e
deixados durante 24 horas ao ambiente, de forma que a cada intervalo de duas horas eram
molhados através de aspersão de água. Em seguida foram levados para a câmara úmida, com
temperatura de (23±2)ºC e umidade superior a 90%, onde permaneceram até a idade de 5 dias.
Finalizado este período, foram encaminhados para o local de armazenagem por mais 21dias
(até atingirem a idade de 28 dias), quando então, foram conduzidos aos respectivos ensaios.
Com relação ao local de armazenagem dos blocos de concreto, vale ressaltar que o
local era seco e protegido de intempéries, semelhante às condições de laboratório. Na Figura
5.9 estão apresentados os blocos de concretos após a moldagem, com cura inicial através de
aspersão de água.
Figura 5.9 – (a) Blocos de concreto cobertos com sacos de linhagem umedecidos; (b) Cura inicial através de aspersão de água nos blocos de concreto, após a moldagem.
5.5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS NO
CONCRETO FRESCO PARA PRODUÇÃO DOS BLOCOS
5.5.1 ENSAIO DE TRABALHABILIDADE
Um dos parâmetros considerados para a comparação dos traços estudados foi a
trabalhabilidade. Após determinação empírica da consistência ótima através do "ponto de
pelota", procedeu-se aos ensaios do concreto fresco, sendo estes caracterizados mediante as
determinações da trabalhabilidade, através da medição do tempo de vibração do concreto, o
a b
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qual se denominou Cannon Time, e da massa específica, ambos descritos segundo
procedimento 01.006.011 (FURNAS, 2004).
O ensaio do tempo de vibração do concreto ou Cannon Time consistiu em
preencher, com concreto fresco, o recipiente cilíndrico do consistômetro Vebe, de volume
aproximado de 9,2 litros (diâmetro 24,2 cm), e rasar a superfície com régua metálica sem
qualquer adensamento. Em seguida, o recipiente com o mesmo concreto foi levado à mesa
vibratória ligada e o período decorrido entre o acionamento da mesa vibratória e a formação
de uma película de argamassa nas paredes do cilindro de ensaio foi chamado de tempo de
vibração ou Cannon Time. Na Figura 5.10 pode ser visualizada a medição do tempo de
vibração com a utilização de um cronômetro digital.
Figura 5.10 – Determinação do Cannon Time: (a) Preenchimento do consistômetro Vebe com o concreto fresco; (b) Recipiente com concreto fresco tendo a sua superfície rasada; (c) Medição do Cannon Time.
Segundo Furnas (1997), chama-se de tempo vibração ou Cannon Time, o intervalo
de tempo decorrido do início da vibração até aquele em que a argamassa ocupe todos os
vazios da mistura. As paredes do recipiente cilíndrico do consistômetro Vebe modificado,
fabricadas em acrílico, permitem o acompanhamento e a visualização da acomodação do
concreto (preenchimento de vazios).
As relações água/cimento e os resultados do ensaio de determinação da
trabalhabilidade pelo Cannon Time, podem ser visualizados através do Quadro 5.4.
a b c
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Quadro 5.4 – Relações água/cimento e valores de trabalhabilidade*.
Teor de substituição (%) Traço Propriedades 0 25 50 75 100
Relação a/c 0,93 0,96 0,89 0,77 0,89 T 1
Cannon Time (s) 26 22 23 22 22 Relação a/c 0,56 0,56 0,52 0,54 0,56
T 2 Cannon Time (s) 23 22 23 22 21
Relação a/c 0,48 0,47 0,51 0,46 0,49 T 3
Cannon Time (s) 18 19 18 22 20 Relação a/c 0,39 0,41 0,40 0,40 0,43
T 4 Cannon Time (s) 23 24 23 23 17
* Para todos os traços estudados, a medida da trabalhabilidade através do tempo de vibração ou Cannon Time foi determinada dentro do intervalo (23±7)s estabelecido por Alves (2004).
Durante a realização das misturas, em todos os traços utilizados, verificou-se que
cada concreto apresentava características semelhantes, na medida em que era alterado o teor
de substituição. Pode-se observar através do Quadro 5.4, que todos os concretos estudados
atenderam aos limites estabelecidos por Alves (2004), ou seja, atenderam ao tempo de
vibração padronizado para blocos entre (23±7)s.
Não foram verificados resultados significativos que comprovem a redução da
trabalhabilidade com o aumento do teor de substituição, conforme aponta a maioria da
bibliografia envolvendo agregados reciclados de concreto (LEVY, 1997; TOPÇU; GÜNÇAN,
1995; HENDRIKS; PIETERSEN, 1998; LEITE, 2001; SOUSA, 2001; HANSEN, 1992).
Provavelmente não foi observada esta redução da trabalhabilidade com o aumento do teor de
substituição para os concretos, em virtude dos agregados estarem na condição SSS, quando
foram incorporados à mistura, fator este que pode ter sido responsável pela compensação do
elevado teor de água absorvido pelos agregados reciclados.
Segundo Quebaud e Buyle-Bodin (1999), esta pré-umidificação dos agregados
reciclados antes da mistura (através da utilização do agregado na SSS) para produção do
concreto, se apresenta como boa alternativa para limitação do problema da elevada absorção
de água dos agregados reciclados. Sagoe-Crentsil e Brown (1998) apontam que a pré-
umidificação dos agregados reciclados ou a pré-mistura a seco dos materiais para produção do
concreto podem auxiliar na melhoria da trabalhabilidade do concreto. Segundo estes autores,
a água contida nos poros das partículas de agregado e a água livre correspondem ao teor de
água total dos agregados e é esta água que influencia na trabalhabilidade, na retração por
secagem e na resistência dos concretos produzidos.
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5.5.2 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA
Um dos parâmetros considerados para a comparação dos traços estudados foi a
massa específica dos concretos no estado fresco, sendo determinada conforme os ensaios de
determinação da massa específica para concretos secos, segundo procedimento 01.006.011
(FURNAS, 2004). A massa específica foi determinada logo após os ensaios de
trabalhabilidade, fazendo-se a razão entre a massa do concreto fresco e seu volume. Este
ensaio foi realizado para todos os traços estudados, utilizando-se o recipiente do
consistômetro Vebe modificado, utilizado para o ensaio de trabalhabilidade, mostrado na
Figura 5.11.
Através da Figura 5.11a pode-se observar o aspecto do concreto após os 120
segundos de vibração prescritos segundo o procedimento. Posteriormente, registraram-se as
massas do concreto adensado e do concreto adensado completado com água, conforme mostra
a Figura 5.11b e 5.11c, de modo que o volume do concreto foi calculado, através da Equação
5.1.
σp = Wc/Vc (5.1)
Onde:
σp = massa específica do concreto (Kg/m3);
Wc = massa do concreto (Kg);
Vc = volume do concreto, (m3).
Figura 5.11 – Determinação da massa específica: (a) mesa vibratória ligada durante 120 segundos; (b) Peso do concreto adensado; (c) Peso do concreto adensado mais água.
a b c
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 119
No Quadro 5.5 estão apresentados os resultados de massa específica, obtidos
através da equação 5.1, para os concretos no estado fresco.
Quadro 5.5 – Massa específica dos concretos estudados no estado fresco (Kg/dm3).
Teor de substituição (%) Traço
0 25 50 75 100 T 1 2,233 2,241 2,202 2,202 2,163 T 2 2,286 2,277 2,268 2,239 2,204 T 3 2,292 2,273 2,262 2,259 2,200 T 4 2,286 2,269 2,247 2,257 2,236
Observou-se através do Quadro 5.5, que há uma redução da massa específica do
concreto reciclado à medida que o teor de substituição do agregado convencional pelo
reciclado aumenta, fato este que poderia indicar uma possível influência das propriedades
observadas nos agregados reciclados de CCR, na massa específica dos concretos. A fim de
confirmar esta tendência, procedeu-se a uma análise estatística destes resultados, onde não foi
possível obter-se um modelo estatístico significativo. Desta forma, não se pode afirmar que
esta tendência observada é significativa para os efeitos analisados nos concretos no estado
fresco. Provavelmente esta redução da massa específica pode ter ocorrido devido à redução do
consumo de água na medida em que foi aumentado o teor de substituição, conforme
observado no Quadro 5.3.
De acordo com Latterza e Machado Jr. (1999), uma das possíveis justificativas
para o efeito de redução da massa específica dos blocos de concreto reciclados, pode ser
devido à menor massa específica apresentada pelo agregado reciclado e por uma quantidade
maior de vazios incorporada ao concreto com este material.
Poon et al. (2002) obtiveram uma redução média de cerca de 5% na massa
específica dos blocos de concreto reciclados em relação ao convencional. Levy (1997) afirma
que pode haver uma redução de 5 a 10 % na massa específica do concreto reciclado em
relação ao convencional, devido ao total de ar incorporado em concretos com material
reciclado.
Barra e Vásquez (1998) encontraram o valor médio de 6% para a redução do valor
da massa específica do concreto reciclado em relação ao concreto convencional. Para a
substituição de 60% dos agregados graúdos convencionais por reciclados, Knights (1998)
encontrou o valor médio de 4% para a redução do valor da massa específica do concreto
reciclado quando comparado ao convencional.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 120
Latterza (1998), em seu estudo com misturas de concretos usando agregados
reciclados com 19 e 9,5 mm de dimensão máxima, encontrou reduções na massa específica
dos concretos com 100 % de agregados graúdos reciclados, em relação aos concretos
convencionais, de 9 % e 4 %, respectivamente.
Gonçalves (2000) utilizando a fração graúda reciclada e miúda convencional
encontrou uma redução média de cerca de 4% na massa específica do concreto confeccionado
com agregados reciclados, ou seja, 0,080kg/dm3 menor quando comparado com o concreto
produzido com agregados convencionais.
Assim, apesar do modelo não ter sido considerado significativo na análise de
variância, os resultados apresentados confirmaram a tendência de redução da massa específica
de blocos de concretos reciclados apontada pela bibliografia (SOUSA, 2001). Observou-se
uma redução média de 3,1%, 1,3% e 1,8% para os teores de substituição de 50%, 75% e
100%, respectivamente, em relação ao bloco de concreto de referência (0% de substituição).
Para o teor de substituição igual 25% não foram encontradas reduções significativas dos
valores médios de massa específica em relação ao concreto de referência.
5.6 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS EM BLOCOS
DE CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO
5.6.1 ASPECTO SUPERFICIAL
Para a determinação do aspecto superficial dos blocos de concreto foram
utilizados os procedimentos preconizados pela norma brasileira NBR 7173 (ABNT, 1982) –
“Blocos vazados de concreto simples para alvenaria sem função estrutural” para análise dos
blocos pertencentes à família T1 e pela NBR 6136 (ABNT, 1994) – “Bloco vazado de
concreto simples para alvenaria estrutural” para os demais traços (T2, T3 e T4), aos 7 dias de
idade.
Nas Figuras 5.12 a 5.15 podem ser visualizadas as superfícies acabadas dos blocos
de concreto produzidos com os teores de substituição de agregados reciclados, para os traços
T1, T2, T3 e T4 que corresponderam respectivamente às classes de resistência do programa
experimental de 2,5 MPa, 6,0 MPa, 8,0 MPa e 10,0 MPa.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 121
Figura 5.12 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T1, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.
Figura 5.13 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T2, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.
0%
25% 50%
75%
100%
0% 25% 50% 75% 100%
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 122
Figura 5.14 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T3, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.
Figura 5.15 – Superfície dos blocos de concreto para o traço T4, com os respectivos teores de substituição de agregados reciclados.
0%
25%
50%
75%
100%
0%
25%
50%
75% 100%
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 123
A primeira característica que deve ser verificada cuidadosamente nos blocos de
concreto são seus aspectos superficiais. A NBR 6136 (ABNT, 1994) recomenda que os blocos
apresentem aspecto homogêneo, sejam compactos, tenham arestas vivas e sejam livres de
trincas ou imperfeições que possam prejudicar o seu assentamento ou afetar a resistência e a
durabilidade da construção. Somente os blocos da classe B (blocos que serão revestidos)
podem apresentar superfície áspera, desde que homogênea.
Com base no aspecto superficial dos blocos de concreto, verificou-se que todos os
blocos analisados apresentaram superfície homogênea, áspera e ausência de fissuras,
conforme a NBR 6136 (ABNT, 1994) recomenda. Entretanto, as superfícies dos CP’s se
mostraram diferenciadas para todos os traços na medida em que foi aumentado o teor de
substituição dos agregados reciclados. Enquanto os agregados convencionais proporcionaram
aos blocos uma superfície levemente texturizada, sem bolhas e defeitos superficiais, as
superfícies resultantes dos blocos com agregados reciclados apresentaram algumas cavidades.
Uma das possíveis justificativas para o efeito de aumento das cavidades dos
blocos de concreto pode estar relacionada à forma e textura dos agregados. A textura dos
agregados reciclados é geralmente mais rugosa e porosa do que a dos agregados
convencionais. Provavelmente a argamassa aderida ao agregado reciclado de CCR colaborou
para a maior absorção de água dos agregados reciclados e conseqüente aumento da porosidade
representada através das maiores cavidades presentes na superfície dos blocos reciclados.
Segundo Hamassaki et al. (1996), a superfície dos agregados naturais pode ser
classificada como praticamente polida e a dos agregados reciclados como áspera a muito
áspera. A argamassa aderida às partículas do material conferiram ao agregado reciclado tal
aspereza.
Kikuchi et al. (1998) realizaram estudos com agregados graúdos reciclados
obtidos a partir da britagem de concretos com diferentes níveis de resistência e evidenciaram
que as partículas de agregados reciclados tendiam a ser mais arredondadas à medida que a
resistência do concreto original diminuía.
5.6.2 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO
Para a determinação da resistência à compressão dos blocos de concreto foram
utilizados os procedimentos preconizados pela norma brasileira NBR 7184 (ABNT, 1992) –
“Blocos vazados de concreto simples para alvenaria - Determinação da resistência à
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 124
compressão”, aos 7 e 28 dias de idade. Esta norma preconiza que os CP’s devem ser
ensaiados secos ao ambiente do laboratório e para a regularização das faces de trabalho
devem ser utilizadas pastas ou argamassas capazes de apresentar no momento do ensaio,
resistência à compressão em CP’s cilíndricos de diâmetro de 50 mm e altura de 100 mm,
superior à prevista para o bloco a ensaiar. Neste trabalho escolheu-se regularizar as faces dos
blocos com pasta de cimento, sendo os moldes utilizados para realização do capeamento
seguindo as preconizações de norma no que diz respeito às imperfeições das superfícies e ao
paralelismo entre as faces capeadas. Na Figura 5.16 podem ser visualizados os aspectos dos
blocos após o capeamento das suas faces de trabalho.
Figura 5.16 – Aspecto dos blocos de concreto capeados com argamassa de cimento:areia: (a) Transporte dos blocos para local de realização dos ensaios; (b) Aspecto geral dos blocos.
Os blocos foram ensaiados em uma prensa universal equipada com dois pratos de
apoio articulados, conforme mostrado na Figura 5.17a. Para cada idade foram ensaiados seis
exemplares por traço de concreto e seu respectivo teor de substituição. Os equipamentos
utilizados para execução do ensaio estão mostrados na Figura 5.17a e, na Figura 5.17b pode
ser visualizado o aspecto do bloco de concreto posicionado na prensa para a realização do
ensaio.
a b
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 125
Figura 5.17 – Equipamentos necessários para execução do ensaio de resistência à compressão: (a) Prensa hidráulica universal; (b) Detalhe do bloco de concreto posicionado nos pratos da prensa.
Tanto os blocos de concreto produzidos com agregados convencionais quanto os
produzidos com substituição parcial ou total por agregados reciclados apresentaram os
mesmos comportamentos básicos relacionados à forma de ruptura. Este comportamento
caracterizou-se pelo desenvolvimento de fissuração vertical nas paredes laterais de menor
dimensão (ruptura cônica). Este tipo de comportamento é observado tipicamente neste ensaio,
caracterizando-se pelo descolamento inicial das paredes paralelas aos furos. Na Figura 5.18
tem-se um detalhamento da forma de ruptura do bloco após o ensaio de resistência.
Hamid e Drysdale (1979) denominaram este tipo de ruptura como uma
“deformação de pico do envelope de alvenaria”. Na Figura 5.18a apresenta-se a fissuração
inicial do bloco e na Figura 5.18b está mostrado o bloco de concreto após esmagamento.
a b
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 126
Figura 5.18 – Padrões de ruptura dos blocos: (a) Fissuração apresentada pela maioria dos blocos; (b) Ruptura típica apresentada pelos blocos de concreto.
Os tipos de ruptura evidenciados para todos os blocos de concreto analisados
condisseram com a bibliografia (CALÇADA, 1998; ANDOLFATO, 2002). De acordo com
Hamid e Drysdale (1979), quando o bloco encontra-se confinado pelo efeito dos pratos da
prensa, tende-se a deformar-se lateralmente em função da sua baixa relação altura/espessura.
Na Tabela 5.1 e na Figura 5.19 estão apresentados os valores médios da
resistência à compressão obtidos através da ruptura de blocos vazados de concreto, seguindo
as prescrições da NBR 6136 (ABNT, 1994). Os resultados individuais de resistência à
compressão estão apresentados na Tabela C do Anexo.
Tabela 5.1 – Valores médios de resistência à compressão.
Teor de substituição (%)
0 25 50 75 100 Traço Propriedades
7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 7 dias 28 diasFb (MPa)* 3,39 5,42 4,13 5,20 3,60 4,11 3,56 4,07 2,07 2,44
T1 s (MPa)* 0,29 0,39 0,33 0,64 0,29 0,28 0,37 0,60 0,18 0,18 Fb (MPa) 5,61 7,50 5,13 5,71 4,09 4,59 4,63 6,77 4,80 3,93
T2 s (MPa) 1,03 1,35 0,39 0,34 1,23 0,89 1,16 2,30 3,93 0,72
Fb (MPa) 10,79 11,50 6,37 7,34 5,70 8,25 6,46 5,86 5,38 5,62 T3
s (MPa) 1,28 1,93 1,12 1,73 0,29 0,27 0,94 0,85 0,79 1,27 Fb (MPa) 9,84 14,07 9,24 11,64 6,55 7,10 6,57 6,06 7,08 5,06
T4 s (MPa) 0,86 3,32 0,75 1,81 1,49 1,98 1,26 1,42 2,14 1,21
*Fb= média dos valores da resistência à compressão; s= desvio padrão da amostra.
a b
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 127
Figura 5.19 – Representação gráfica dos valores médios de resistência à compressão dos blocos de concreto.
Os resultados individuais de resistência à compressão dos blocos foram
submetidos a uma análise estatística de variância (ANOVA), segundo o modelo descrito a
seguir. Essa forma de abordagem foi semelhante à empregada por Geyer (2001), segundo a
qual foi realizada uma análise estatística de projeto fatorial. Segundo este autor, os projetos
fatoriais são mais eficientes do que os experimentos simples, pois permitem tirar conclusões
mais gerais, por meio de análise das interações das variáveis estudadas, e não apenas dos
efeitos individuais destas.
Assim, a análise estatística da resistência à compressão foi realizada mediante um
projeto fatorial com três fatores em níveis fixos, quais sejam: teor de substituição, traço e
idade dos ensaios. O modelo estatístico genérico que expressa esta análise está apresentado
pela Equação 5.2, conforme Nanni e Ribeiro (1987):
xijk = µ + αi +βj + γk + αβij + αγik + βγjk + αβγijk + εijk (5.2)
Onde:
µ = média geral;
αi = influência do fator A, ou seja, efeito do teor de substituição, i = 1...5;
βj = influência do fator B, ou seja, efeito do traço, j = 1...4;
γk = influência do fator C, ou seja, efeito da idade dos ensaios, K = 1 e 2;
7 dias
0 25 50 75 1000
2
4
6
8
10
12
14
16
Res
istê
ncia
à c
ompr
essã
o (M
Pa)
28 dias
0 25 50 75 100
T 1 T 2 T 3 T 4
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 128
αβij = influência da interação dos fatores A e B, ou seja, efeito da interação do
teor de substituição e traço;
αγik = influência da interação dos fatores A e C, ou seja, efeito da interação do
teor de substituição e idade;
βγjk = influência da interação dos fatores B e C, ou seja, efeito da interação do
traço e idade dos ensaios;
αβγijk = influência da interação de todos os fatores, ou seja, efeito da interação
tripla dos fatores;
εijk = medida do erro experimental, onde εijk→N(0,σ).
Os testes de significância deste projeto fatorial foi realizado por análise de
variância (ANOVA) utilizando-se o programa Statistica 6.0 da StatSoft®.
Na Tabela 5.2 estão apresentados os resultados obtidos na ANOVA, onde os
valores de “F calculados” (Fcal) foram comparados com os valores de “F tabelados” (Ftab) para
um nível de significância de 5%. O valor de Ftab é igual a Fα=0,05 (v1, v2), obtido da Tabela E
do Anexo, sendo ν1 e ν2 os graus de liberdade do efeito avaliado e do resíduo,
respectivamente.
Tabela 5.2 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de resistência à compressão dos blocos de concreto, para os fatores considerados no modelo estatístico.
Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado
Modelo 1509,51 39 38,71 25,88 1,46 Significativo
Erro (resíduo) 294,64 197 1,50
Total 1804,15 236
Traço 737,59 3 245,86 164,39 2,65 Significativo
Teor de Substituição 436,65 4 109,16 72,99 2,42 Significativo
Idade 43,70 1 43,70 29,22 3,89 Significativo
Traço x Teor substituição 207,19 12 17,27 11,54 1,80 Significativo
Traço x Idade 0,20 3 0,07 0,04 2,65 Não Significativo
Teor substituição x Idade 49,59 4 12,40 8,29 2,42 Significativo
Traço x Teor substituição x Idade 58,42 12 4,87 3,26 1,80 Significativo
Erro (resíduo) 294,64 197 1,50
Rmod = 0,91 e R2mod = 0,84
Onde: SQ = soma dos quadrados; GL = grau de liberdade; MQ = média dos quadrados; F = parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2
mod = coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 129
Esta análise mostrou que o modelo fatorial adotado é significativo, uma vez que o
valor Fcal é bem maior do que o Ftab (25,88 >> 1,46). Outro ponto relevante é o alto valor do
coeficiente de determinação do modelo (R2mod), igual a 0,84, significando que 84% da
variação total dos dados pode ser explicada por este modelo.
A ANOVA mostrou que os efeitos individuais dos fatores analisados (traço, teor
de substituição e idade de ensaio) são estatisticamente significativos (para um nível de
confiança de 95%), ou seja, cada uma das variáveis tomadas isoladamente exerce influência
na resistência à compressão. Examinando os valores de Fcal destes fatores, constatou-se que o
traço foi a variável mais influente na resistência à compressão dos blocos de concreto, seguido
pelo teor de substituição e, por último, pela idade de ensaio. Com relação às interações dos
fatores, observou-se que a maioria delas resultou significativa, indicando sinergia dos fatores.
Pode-se afirmar com isto, que o efeito que uma variável exerceu sobre a resistência à
compressão dependeu da outra variável associada a ela.
No caso da interação traço x teor de substituição, por exemplo, o fato de ela ser
significativa indicou que o efeito do traço sobre a resistência foi alterado em função do teor de
substituição empregado e vice-versa. Por conseguinte, pode-se dizer que o desempenho do
teor de substituição dependeu do traço utilizado na produção do bloco de concreto. Como
outro exemplo, pode-se citar a interação teor de substituição x idade, a qual indicou que o
efeito do teor de substituição na resistência à compressão dependeu da idade de ensaio e vice-
versa; isto pode ser explicado pelo tempo em que ocorrem as reações no concreto.
Tendo em vista que as variáveis mostraram-se significativas, realizou-se a
comparação múltipla de médias, pelo método de Duncan conforme descrevem Nanni e
Ribeiro (1987), com o objetivo de agrupar as médias que não diferiram significativamente
entre si. Nas Figuras 5.20 e 5.21 estão apresentadas estimativas da média global, tomados os
fatores principais.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 130
(a) (b)
Figura 5.20 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada idade. As linhas tracejadas verticais definem os grupos.
Analisando a Figura 5.20a, pode-se observar que o comportamento geral dos
blocos de concreto seguiu em conformidade ao método de dosagem proposto no programa
experimental, segundo o qual, o aumento do traço (aumento do consumo de cimento) resultou
em maior resistência à compressão dos blocos. Pode-se observar que o comportamento geral
dos blocos de concreto seguiu em conformidade os padrões comumente relatados na
literatura, com o aumento da resistência proporcional ao consumo de cimento e inverso à
relação água/cimento. Isto é explicado por Mehta e Monteiro (1994) como uma conseqüência
natural do progressivo enriquecimento da matriz (pasta hidratada), em virtude da diminuição
da porosidade gerado pela redução da relação água/cimento.
Como pode se observar na Figura 5.20, no agrupamento de médias realizado para
o traço, obteve-se a existência de quatro grupos distintos, logo, estes traços são
estatisticamente diferentes, no que diz respeito aos seus efeitos na resistência à compressão.
Este resultado vem comprovar a importância deste fator na produção de blocos de concreto,
principalmente quando são produzidos blocos com função estrutural.
Na Figura 5.20b, observou-se o comportamento da resistência ao longo do tempo,
onde o crescimento é muito pequeno da idade inicial (7 dias) para a idade mais elevada (28
dias), mostrando que 88% resistência total aos 28 dias foi alcançada aos 7 dias. Este
comportamento confirmou o pequeno crescimento da resistência dos blocos de concreto com
a idade, apontado pela bibliografia (MEDEIROS, 1993; TANGO, 1994; FRASSON, 2000),
pois com a utilização de concretos secos a evolução das reações responsáveis pelo ganho de
Média Intervalo de conf. 95% ±S
T 1 T 2 T 3 T 4
Traço
2
4
6
8
10
12
14
Res
istê
ncia
à c
ompr
essã
o (M
Pa)
Média Intervalo de conf. 95% ±S
7 28
Idade (dias)
2
4
6
8
10
12
14
Res
istê
ncia
à c
ompr
essã
o (M
Pa)
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 131
resistência se processa em pouquíssimo tempo, ocorrendo com as reações de hidratação dos
compostos do cimento.
Segundo Neville (1997), o tipo de cimento empregado é o fator maior para
analisar o efeito da idade sobre a resistência dos concretos, seguido pela relação a/c, visto que,
as resistências iniciais relativas são tão maiores, quanto menores forem os valores de a/c.
Desta forma, é bem provável que o tipo de cimento e a elevada finura deste, observada na
análise apresentada no Capítulo 4, pode ter contribuído também para o grande crescimento da
resistência dos blocos observado aos 7 dias. Este elevado crescimento da resistência nas
idades iniciais verificado para os blocos de concreto, representou um fator positivo para
produção dos blocos, visto que estes elementos pré-moldados necessitam de uma evolução
rápida da resistência nas primeiras idades.
Quanto ao agrupamento de médias realizado para o fator idade, mostrado na
Figura 5.20b, observaram-se dois grupos distintos, mostrando que houve diferença
significativa entre as idades de 7 e 28 dias. Segundo Medeiros (1993), a idade de 7 dias é uma
idade característica na produção de blocos de concreto. Segundo Machado Jr e Agnesini
(1999), este elevado ganho de resistência observado aos 7 dias nos blocos de concreto
provavelmente se deve à elevada porosidade e ao alto teor de absorção apresentados pelos
agregados reciclados, características estas que podem ter propiciado uma boa aderência à
matriz do concreto e um ganho de resistência nas primeiras idades. Altherman (2002)
observou o ganho de resistência nos concretos com reciclados, o qual atribuiu à absorção do
agregado, que conforme o avanço da hidratação, o material passou a “liberar” água para as
reações da pasta.
Figura 5.21 – Estimativa da média global dos valores de resistência à compressão, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%, para cada teor de substituição.
Média Intervalo de conf. 95% ±S
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
2
4
6
8
10
12
14
Res
istê
ncia
à c
ompr
essã
o (M
Pa)
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 132
O agrupamento de médias para os teores de substituição, exibido na Figura 5.21,
resultou em quatro grupos distintos, onde apenas os teores de substituição 50% e 75% não
apresentaram diferenças significativas entre si. De modo geral, observou-se que quanto maior
o teor de substituição dos agregados reciclados, menor é o resultado de resistência alcançado
para qualquer traço, ou seja, são grandezas inversamente proporcionais. Esta tendência de
redução da resistência do bloco de concreto com o aumento do teor de substituição,
apresentou valores médios aproximados de decréscimo de 18%, 34%, 34% e 46% para teores
de substituição de 25%, 50%, 75% e 100%, respectivamente, em relação ao bloco de concreto
de referência (0%).
Este decréscimo da resistência à compressão dos blocos de concreto na medida
em que foi aumentado o teor de substituição dos agregados reciclados pode ser assim
justificado: como o agregado reciclado apresentou elevada porosidade e textura mais rugosa,
ocorreu uma melhoria da zona de transição pasta/agregado, pois o agregado poroso atraiu a
migração de íons que tornaram a zona de transição mais densa e melhoraram o
intertravamento mecânico do agregado com a matriz. Além disso, existiu maior absorção de
água pelo agregado reciclado devido à sua porosidade. Mesmo que tenha sido compensada
parcial da taxa de absorção do agregado reciclado (através da SSS), este continuou
apresentando capacidade de absorver, além da água da mistura, a pasta de cimento destinada à
hidratação nos poros do agregado, ajudando também a melhorar a zona de transição.
Uma vez que a zona de transição deixou de ser o problema no bloco de concreto
reciclado, o próprio agregado passou a ser este problema: no agregado convencional existiam
microfissuras na zona de transição que eram bloqueadas pelo agregado denso e resistente
quando o bloco de concreto era solicitado. Agora, as microfissuras da zona de transição
tornaram-se muito menores ou inexistentes, mas o próprio agregado reciclado possui
microfissuras internas, devido ao processo de britagem que fragiliza o material, ou ainda,
possui uma porosidade que diminui a sua resistência em relação ao restante do sistema,
levando à redução da resistência à compressão do concreto.
Segundo Neville (1997) e Mehta e Monteiro (1994), a resistência à compressão é
dada sumariamente pelas características da matriz de cimento, dos agregados e da zona de
transição pasta-agregado. Nos concretos convencionais de baixas a moderadas resistências,
que empregam agregados densos, a resistência dá-se praticamente pela porosidade da pasta e
da zona de transição. Já no emprego de agregados reciclados, a porosidade (baixa resistência)
do material exerce papel fundamental nas características finais do concreto.
Analisando a Figura 5.19, observou-se que o traço T4, com maior quantidade de
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 133
cimento/m³ e menor a/c que os demais traços, tiveram seu desempenho à compressão
relativamente igual aos demais; evidenciando assim que, mesmo melhorando o desempenho
da pasta, o agregado reciclado é o fator limitador na resistência à compressão destes blocos.
Esta mesma redução da resistência em concretos utilizando-se agregados
reciclados foi observada por Hansen e Boegh (1985), Kikuchi et al. (1998) e Ajdukiewicz e
Kliszczewicz (2002). Topçu e Günçan (1995) substituíram teores de 0%, 30%, 50%, 70% e
100 % de agregados convencionais por reciclados de concreto para produção de novos
concretos e encontraram reduções nos valores de resistência dos concretos da ordem de 80 %.
Tanto menor era a resistência do concreto reciclado, quanto maior o teor de substituição do
agregado. Limbachiya et al. (1998) também concluíram em seu estudo com agregados
reciclados de concreto que quanto maior o teor de agregado reciclado utilizado menores eram
as resistências alcançadas pelas misturas.
Ranvidrarajah et al. (1987) prepararam misturas de concreto com agregados
naturais e agregados reciclados para 5 relações a/c que variaram de 0,3 a 0,7 e mediram a
resistência à compressão de cada mistura. Os autores encontraram uma redução de até 10 %
dos resultados para os concretos com agregados reciclados e observaram também que o uso
de agregado reciclado miúdo combinado ao agregado graúdo reciclado foi mais prejudicial à
resistência do concreto que o uso de agregado graúdo reciclado e miúdo natural.
Pode-se considerar, ainda que, a própria resistência do resíduo de CCR (7,0 MPa
na época da britagem, conforme apresentado no Capítulo 4) pode ter contribuído para a
redução da resistência dos blocos de concreto, visto que a maioria da bibliografia aponta a
resistência do concreto original como sendo um fator determinante para a resistência do
concreto produzido com agregados reciclados (concreto reciclado) (HANSEN, 1990;
BUTTLER, 2003; LEITE, 2001; OLIVEIRA, 2002)
Conforme Hansen (1992), quando se usa reciclado graúdo e miúdo é necessário
que se aplique mais 15% de cimento no concreto. Entretanto, em situações práticas é
necessário ainda mais cimento, já que os miúdos reduzem a resistência do concreto em pelo
menos 10% e no pior caso em 50%.
5.6.3 ENSAIO DA ABSORÇÃO DE ÁGUA
A absorção de água da superfície dos blocos de concreto foi avaliada utilizando-se
o método de determinação da NBR 12118 (ABNT, 1991) – “Blocos vazados de concreto
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 134
simples para alvenaria – Determinação da absorção de água, do teor de umidade e da área
líquida”, aos 28 dias de idade.
Utilizou-se de uma balança com sensibilidade de 0,5% de massa da amostra a ser
ensaiada, sendo ensaiados três blocos de concreto para cada traço analisado. Inicialmente os
CP’s foram pesados, sendo a massa anotada como m3. Em seguida foram levados a uma
estufa a uma temperatura de aproximadamente 110º, onde permaneceram 24 horas, conforme
mostrado na Figura 5.22.
Figura 5.22 – (a) Obtenção da massa do bloco de concreto após período de cura; (b) Blocos colocados na estufa para determinação da absorção de água.
Depois de retirados da estufa, os blocos foram pesados, anotando-se então a massa
seca (m1). Em seguida, os blocos foram imersos em água à temperatura de (23±5)ºC, durante
24 horas, conforme mostrado na Figura 5.23a. Os blocos foram deixados cerca de um minuto
sobre uma superfície, para remoção da água superficial, conforme mostrado na Figura 5.23b
e, logo em seguida, foram secados com um pano para a retirada da água superficial. A massa
do bloco foi então anotada como saturado com superfície seca (m2).
a b
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 135
Figura 5.23 – (a) Blocos imersos em água à temperatura de (23±5)ºC durante 24 horas; (b) Blocos na condição de SSS, após drenagem da água.
A NBR 12118 (ABNT, 1991) estabelece o valor da absorção, em porcentagem
(para cada bloco), através da Equação 5.3:
P = ×⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ −
1
12
mmm
100 (5.3)
Onde:
AA = absorção de água (%);
m1 = massa do bloco após secagem em estufa (g);
m2 = massa do bloco após saturação (g).
Na Tabela 5.3 e na Figura 5.24 estão apresentados os resultados médios da
absorção de água dos blocos de concreto, aos 28 dias de idade. Os resultados individuais estão
apresentados na Tabela D do Anexo.
Tabela 5.3 – Valores médios da absorção de água dos blocos de concreto.
Teor de substituição (%) Traço Propriedades
0 25 50 75 100 Absorção (%) 7,68 7,94 9,55 9,89 12,26
T1 s (%)* 0,09 0,08 0,11 0,27 0,04
Absorção (%) 7,06 8,41 9,45 10,32 19,49 T2
s (%) 0,77 0,28 0,25 0,17 1,44 Absorção (%) 5,27 8,26 8,21 9,19 10,24
T3 s (%) 0,33 1,22 0,07 0,36 0,06
Absorção (%) 4,74 7,00 8,52 9,09 10,79 T4
s (%) 0,81 0,25 0,88 0,42 1,28 s* = Desvio padrão da amostra
ba
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 136
Figura 5.24 – Representação gráfica dos valores médios de absorção de água dos blocos.
Para análise dos resultados dos ensaios de absorção de água, também foram
empregados projetos fatoriais com dois fatores em níveis fixos, quais sejam: traço do concreto
e teor de substituição. O modelo estatístico genérico que expressa essa análise é semelhante
ao apresentado anteriormente (Equação 5.1), excluindo-se o fator idade dos ensaios (fator C).
Lembrando-se que estes ensaios foram realizados em corpos-de-prova vazados (dimensões 14
cm x 19 cm x 39 cm) em uma idade distinta (28 dias), onde o fator C passou de um nível
(k=1) para nenhum (k=0).
A análise estatística da absorção de água aos 28 dias seguiu a mesma abordagem
das realizadas com os resultados de resistência à compressão, na qual os resultados
individuais foram submetidos a uma análise estatística de variância, conforme o modelo da
Equação 5.1. Na Tabela 5.4 estão apresentados os resultados de absorção obtidos na ANOVA,
para a idade de 28 dias.
A ANOVA mostrou que os efeitos de todas as variáveis, tanto os individuais
quanto a interação, resultaram em estatisticamente significativos (para um nível de confiança
de 95%). Examinando os valores de Fcal, pode-se constatar que a variável teor de substituição
foi o fator mais influente na absorção de água, seguido pela variável traço. Além disto, o
coeficiente de determinação do modelo foi de 0,92; significando que 92% da variação total
dos dados foi explicada por este modelo. Com relação à influência da variável traço,
observou-se que seus valores de Fcal e Ftab são os mais próximos dentre todos (14,77 e 2,86),
indicando que, comparativamente à outra variável (teor de substituição), os traços
proporcionaram as menores alterações na absorção de água dos blocos.
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Abs
orçã
o de
águ
a (%
)
T 1 T 2 T 3 T 4
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 137
Tabela 5.4 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de absorção de água, para os fatores considerados no modelo estatístico.
Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado
Modelo 189,00 19 9,95 23,07 1,88 Significativo
Erro (resíduo) 15,95 37 0,43
Total 204,95 56
Traço 19,10 3 6,37 14,77 2,86 Significativo
Teor de Substituição 147,69 4 36,92 85,64 2,63 Significativo
Traço x Teor substituição 12,06 12 1,01 2,33 2,02 Significativo
Erro (resíduo) 15,95 37 0,43
Rmod = 0,96 e R2mod = 0,92
Onde: SQ = soma dos quadrados; GL = grau de liberdade; MQ = média dos quadrados; F = parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2
mod = coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.
Com relação à interação dos fatores, pode-se observar que ela resultou
significativa, indicando sinergia dos fatores. Pode-se afirmar com isso, que o efeito que o teor
de substituição exerceu sobre a absorção dependeu do traço e vice-versa.
Tendo em vista que as variáveis mostraram-se significativas, realizou-se a
comparação múltipla de médias pelo método de Duncan, com o objetivo de agrupar as médias
que não diferiram significativamente entre si. Na Figura 5.25 estão apresentadas as
estimativas da média global, para cada um dos fatores principais.
(a) (b)
Figura 5.25 – Estimativa da média global dos valores de absorção de água, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço; (b) para cada teor de substituição.
Média Intervalo de conf. 95% ±S
T 1 T 2 T 3 T 4
Traço
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Abs
orçã
o de
águ
a (%
)
Média Intervalo de conf. 95% ±S
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Abs
orçã
o de
águ
a (%
)
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 138
Analisando-se a Figura 5.25a, observou-se a formação de três grupos distintos,
onde os traços T1e T2 apresentaram-se em grupos distintos (sendo, portanto,
significativamente diferentes) ao passo que os traços T3 e T4 não apresentaram diferenças
significativas entre si. Observou-se também que a absorção de água do bloco diminuiu com o
aumento do traço. Talvez este comportamento possa ser explicado segundo Neville (1997),
pelo modelo de Powers, no qual o aumento do traço (aumento do consumo de cimento)
decorreu numa redução de água no sistema (redução da relação água/cimento) representando
a redução dos vazios capilares. Somado a isto, há ainda uma menor possibilidade de
interconexão dos poros, significando uma menor facilidade de entrada da água no bloco.
Neville (1997) pondera que a absorção (volume de poros) e a facilidade com a
qual um fluido penetra no concreto não segue necessariamente uma relação, portanto a
absorção não pode ser usada como uma medida de qualidade do bloco de concreto; porém
este autor menciona que geralmente concretos de boa qualidade têm absorção bem abaixo de
10%. Segundo a NBR 6136 (ABNT, 1994) e NBR 7173 (ABNT, 1982), que especificam
características exigíveis para blocos de concreto com função estrutural e sem função
estrutural, respectivamente, os blocos de concreto devem apresentar absorção de água
individual inferior a 15% e absorção média inferior a 10%. Assim, pode-se constatar que os
blocos ensaiados atenderam estas recomendações.
Quanto ao agrupamento de médias para o teor de substituição, exibido na Figura
5.25b, observou-se que os cinco teores de substituição são estatisticamente diferentes
(presentes em grupos distintos) e que houve um aumento da absorção com o aumento do teor
de substituição. Este resultado confirmou a maior porosidade dos blocos com o aumento do
teor substituição, observada quanto ao aspecto superficial dos blocos, conforme descrito no
subitem 5.7.1. Esta tendência de aumento da absorção do bloco de concreto com o aumento
do teor de substituição, apresentou valores médios aproximados de acréscimo de 27%, 44%,
55% e 78% para os respectivos teores de substituição 25%, 50%, 75% e 100%, quando
comparados aos blocos de referência (0%). Este comportamento pode ser explicado pela
tendência da maior absorção de água do agregado reciclado devido à sua elevada porosidade,
apontada na literatura. Supõe-se que o aumento dos teores de substituição foram responsáveis
pelo aumento dos poros e pelo aumento da conectividade destes, facilitando assim, a entrada
de água, caracterizando-se pelo aumento da absorção de água no bloco de concreto.
Segundo Neville (1997), com uma alta taxa de porosidade e absorção de água, é
evidente que a permeabilidade, de concretos confeccionados com agregados reciclados, seja
influenciada por estes fatores, pois em geral, 3/4 dos concretos são compostos por agregados.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 139
Segundo Levy (2001), quando os agregados convencionais são substituídos por reciclados, a
água absorvida pela pasta que chega até os reciclados é facilmente absorvida por estes, devido
sua maior absorção, fazendo com que a pasta continua absorvendo mais água, aumentando a
porosidade do concreto. Sendo o agregado reciclado mais absorvente que o convencional,
blocos de concreto com o material apresentam absorção maior que blocos de concreto
convencional (PINTO, 2000).
Tavakoli e Soroushian (1996), Wirquin et al. (2000) e Sagoe-Crentsil et al. (2001)
confirmam que a camada de argamassa de cimento aderida às partículas de agregado, é que
determina o desempenho do concreto confeccionado com agregados reciclados de concreto. A
argamassa residual presente altera a absorção do agregado e a massa específica e pode ter
efeito adverso no desempenho do concreto.
Segundo Angulo (1998), apesar dos blocos de concreto com entulho apresentarem
propriedades como maior porosidade e permeabilidade, os mecanismos de deterioração do
concreto comum não afetam a sua durabilidade, devido a ausência de aço, permitindo
carbonatações sem a deterioração dos blocos, até aumentando sua resistência mecânica.
Ainda, no Brasil não ocorrem ciclos de gelo e degelo com freqüência, o que não acarretaria
deterioração dos blocos pela estrutura de poros do material.
De acordo com Thomaz e Helene (2000), os componentes de alvenaria devem
apresentar um valor mínimo de absorção de água (abaixo do qual não haverá adequada
penetração de nata de aglomerante nos seus poros) e um valor máximo (para que não ocorra
intensa retirada de água da argamassa, prejudicando a hidratação do aglomerante); para
mesmas condições de assentamento (mesmo tipo de argamassa, ente outras), quanto maior a
área de contato argamassa/bloco, maior a aderência; a penetração em ranhuras ou furos de
alguns blocos pode melhorar consideravelmente a aderência.
5.6.4 ENSAIO DO TEOR DE UMIDADE
Em complemento aos objetivos nesta pesquisa, para a determinação de um
parâmetro que pudesse simular o comportamento dos blocos quando sujeitos às variações
ambientais, verificou-se a quantidade de umidade que os blocos absorveriam, através do
ensaio descrito na NBR 12118 (ABNT, 1991) – “Blocos vazados de concreto simples para
alvenaria - Determinação da absorção de água, do teor de umidade e da área líquida”, aos 28
dias de idade, sendo ensaiados três exemplares para cada traço de concreto estudado.
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 140
Para a realização deste ensaio, utilizaram-se os resultados de massa (m2 e m1),
obtidos no ensaio de absorção de água somadas ao resultado de massa (m3), sendo a umidade
dos blocos de concreto calculada pela Equação 5.4:
H = ×⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−−
12
13
mmmm
100 (5.4)
Onde:
H = teor de umidade (%);
m1 = massa do bloco após secagem em estufa (g);
m2 = massa do bloco após saturação (g);
m3 =massa após recebimento em laboratório (g).
Na Tabela 5.5 estão apresentados os valores médios do teor de umidade para as
variáveis consideradas no programa experimental. Os resultados individuais estão
apresentados na Tabela D do Anexo.
Tabela 5.5 – Valores médios do teor de umidade.
Teor de substituição (%) Traço Propriedades
0 25 50 75 100 Teor de umidade (%) 16,29 24,37 19,49 20,55 16,04 T1
s (%)* 0,67 0,45 2,47 0,51 0,58 Teor de umidade (%) 40,25 32,65 27,86 21,3 24,87 T2
s (%) 10,55 0,84 1,57 2,49 4,71 Teor de umidade (%) 50,16 38,97 29,46 35,61 29,17 T3
s (%) 3,85 3,17 0,91 1,19 1,10 Teor de umidade (%) 53,88 31,73 33,52 34,67 30,95 T4
s (%) 4,95 1,86 1,51 2,33 4,05 s* = Desvio padrão da amostra
Na Figura 5.26 tem-se uma representação gráfica dos valores médios do teor de
umidade.
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Figura 5.26 – Representação gráfica dos valores médios do teor de umidade dos blocos de concreto.
A análise e discussão dos resultados do teor de umidade seguiram a mesma
abordagem das realizadas com os resultados de absorção de água, na qual os resultados
individuais foram submetidos a uma análise estatística de variância, segundo o modelo
descrito na Equação 5.1. Na Tabela 5.6 estão apresentados os resultados obtidos na ANOVA,
para os efeitos analisados.
Tabela 5.6 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais do teor de umidade, para os fatores considerados no modelo estatístico.
Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado
Modelo 5837,09 19 307,22 23,61 1,88 Significativo
Erro (resíduo) 481,38 37 13,01
Total 6318,47 56
Traço 2496,57 3 832,19 63,96 2,86 Significativo
Teor de Substituição 1636,93 4 409,23 31,45 2,63 Significativo
Traço x Teor substituição 1088,09 12 90,67 6,97 2,02 Significativo
Erro (resíduo) 481,38 37 13,01
Rmod = 0,96 e R2mod = 0,92
Onde: SQ = soma dos quadrados; GL = grau de liberdade; MQ = média dos quadrados; F = parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2
mod = coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
10
20
30
40
50
60
Teo
r de
um
idad
e (%
)
T1 T2 T3 T4
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 142
A análise mostrou que os efeitos de todas as variáveis, tanto os individuais quanto
a interação entre eles, resultaram em estatisticamente significativos (para um nível de
confiança de 95%). Examinando os valores de Fcal, constatou-se que a variável traço foi o
fator mais influente no teor de umidade dos blocos, seguido pelo teor de substituição. Além
disto, o coeficiente de determinação do modelo foi de 0,92; o que significa que 92% da
variação total dos dados pode ser explicada por este modelo. Em relação à interação dos
fatores, pode-se observar que ela resultou significativa, indicando sinergia dos fatores. Pode-
se afirmar com isto, que o efeito do teor de substituição no bloco de concreto foi alterado em
função do traço utilizado na produção do bloco de concreto e vice-versa.
Tendo em vista que as variáveis mostraram-se significativas, realizou-se a
comparação múltipla de médias pelo método de Duncan, com o objetivo de agrupar as médias
que não diferiram significativamente entre si. Na Figura 5.27 estão apresentadas estimativas
da média global, baseadas nos fatores principais.
(a) (b)
Figura 5.27 – Estimativa da média global dos valores do teor de umidade, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição. As linhas tracejadas verticais e horizontais definem os grupos.
Analisando a Figura 5.27a, observou-se a formação de três grupos distintos, onde
os traços T3 e T4 não apresentaram diferenças significativas entre si. Observou-se também
que o teor de umidade aumentou na medida em que foi aumentado o traço (aumento do
consumo de cimento); isto pode ser explicado pela menor porosidade da matriz (pasta de
cimento) com a redução da relação a/c, devido ao aumento do consumo de cimento.
Média Intervalo conf. 95% ±S
T 1 T 2 T 3 T 4
Traço
10
20
30
40
50
60
Teo
r de
um
idad
e (%
)
Média Intervalo de conf. 95% ±S
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
10
20
30
40
50
60
Teo
r de
um
idad
e (%
) Grupo 2
Grupo 1Grupo 1
Grupo 3
Grupo 4
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 143
Conforme Mehta e Monteiro (1994), a água adicionada ao concreto é indiretamente
responsável pelo transporte de fluidos na pasta endurecida porque o seu teor determina os
espaços vazios depois que for consumida pelas reações de hidratação do cimento ou pela
evaporação para o ambiente. Somado a isto, há ainda uma maior possibilidade de
interconexão dos poros, o que significaria uma maior facilidade de entrada e saída de água,
aumentando o teor de umidade do bloco.
A comparação múltipla de médias, realizada pelo método de Duncan para a
variável teor de substituição dos blocos de concreto, pode ser visualizada na Figura 5.31b.
Nela pode-se observar que os blocos de concreto com 0% substituição e 25% substituição
encontram-se em grupos individuais, delimitados pelas linhas verticais; enquanto que os
blocos de concreto com 50% substituição, 75% substituição e 100% substituição se encontram
em dois grupos, delimitados pelas linhas horizontais, sendo os blocos de concreto com 50%
substituição comum aos dois grupos. Houve um decréscimo do teor de umidade com o
aumento do teor de substituição. Este decréscimo do teor de umidade do bloco com o
aumento do teor de substituição, apresentou valores médios aproximados de 17%, 31%, 30%
e 39% para teores de substituição de 25%, 50%, 75% e 100%, respectivamente quando
comparados aos blocos de referência (0%).
Os resultados observados na Figura 5.27 confirmam os obtidos nos ensaios de
absorção de água, ou seja, quanto maior a absorção, menor o teor de umidade obtido, visto
serem grandezas inversamente proporcionais.
A redução do teor de umidade observada para os blocos reciclados pode ser
justificada pela maior porosidade apresentada, confirmada nos ensaios de absorção de água,
os quais contribuíram para facilitar o mecanismo de entrada e saída de água (devido à maior
interconexão entre eles). Os blocos reciclados apresentaram maior facilidade em absorver
água, maior permeabilidade superficial, maior movimentação de umidade e pequena
capacidade de retenção de água. Segundo Vilató e Franco (2000), a grande capacidade de
retenção de água dos blocos se traduz num aumento da capacidade de absorver deformações e
na redução do potencial de retração ao aumentar a umidade dos blocos. Os autores apontam
como conseqüência da grande retenção de água, o aumento da aderência na interface junta de
argamassa-bloco. Desta forma, é bem provável que os blocos reciclados apresentem menores
potenciais de aderência quando comparados aos blocos referência.
Tango (1984) comenta que o teor de umidade do bloco está relacionado à
capacidade de aderência dos blocos à argamassa de revestimento no estado fresco. O autor
afirma ainda que o teor de umidade do bloco influencia diretamente no aparecimento de
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 144
manchas nas paredes, na aderência do bloco à argamassa e ao graute, na resistência e na
fissuração devido à retração hidráulica.
Observou-se também que o fato dos blocos reciclados apresentarem teores de
umidade inferiores aos blocos referência, indicam uma menor tendência de retração por
secagem, propriedade diretamente ligada a variados tipos de deformações em estruturas
executadas com blocos de concreto. Segundo Vilató e Franco (2000), as deformações em
paredes executadas com blocos de concreto podem ser de pequena magnitude, como as
originadas pelas variações de temperatura ou umidade, ou de maior magnitude, como as que
impõem as cargas e os recalques diferenciais. As características dos componentes podem ter
grande influência no valor das pequenas deformações da parede. Quando aumenta a umidade
do componente, seja por variações da umidade ambiente ou por outras causas, este sofre um
aumento de volume que será reversível na medida em que a umidade diminua (retração
reversível). Segundo Thomaz e Helene (2000), alvenarias com blocos de concretos
localizados nas fachadas dos edifícios têm a importante função de propiciar estanqueidade à
água; a penetração de umidade pode provocar inclusive o desenvolvimento de fissuras e
desagregações.
De acordo com Thomaz e Helene (2000), quanto às movimentações
higroscópicas, os materiais porosos constituintes dos blocos (tais como os agregados
reciclados), sofrem em maior ou menor escala variações volumétricas em função do teor de
umidade; produtos sujeitos à grande retração por secagem, ou que absorvam mais umidade
(incidência de chuva no canteiro ou na própria parede recém elevada), tenderão a secar na
parede acabada, induzindo com maior probabilidade a formação de fissuras e destacamentos.
5.6.5 ENSAIO DA MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA
Para obtenção da massa específica aparente seca dos blocos de concreto no estado
endurecido, foram realizados os ensaios de dimensões e área líquida dos blocos, conforme
prescrições da NBR12118 (ABNT, 1991). A NBR 6136 (ABNT, 1994) define a área líquida
como sendo a “área média da seção perpendicular aos eixos dos furos descontadas as áreas
máximas dos vazios”. Esta determinação pode ser executada sempre que todas as seções
paralelas às seções de trabalho possam ser admitidas iguais e constantes.
As dimensões dos blocos foram medidas, conforme prescrições da NBR 6136
(ABNT, 1994), através da utilização de um paquímetro com precisão de 0,5 mm. Calculou-se
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 145
a área bruta do bloco, através da média das dimensões totais das seções de trabalho do corpo-
de-prova, sem descontar áreas de furos ou reentrâncias, sendo o resultado da média de três
determinações executadas em pontos diferentes anotado como valor médio de cada dimensão
do bloco. Na Figura 5.28 estão mostradas as medições do comprimento, largura, altura e
espessura das paredes dos blocos.
Figura 5.28 – Determinação das dimensões dos blocos de concreto: (a) Comprimento; (b) Largura; (c) Altura; (d) Parede.
Obtidas as dimensões dos blocos, procedeu-se à realização do ensaio de
determinação da área líquida. Para a realização deste ensaio, utilizou-se o valor da massa
saturada (m2), obtido no ensaio de absorção de água. Após pesagem inicial (m3), pesagem
após a secagem em estufa (m1) e pesagem saturados (m2), os blocos foram pesados submersos
em água, onde o valor encontrado foi denominado massa aparente (m4). A NBR 12118
(ABNT, 1991) especifica que a área líquida para blocos deve ser calculada através da
Equação 5.5:
Aliq = ×⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛××−
1000 γh mm 42 100 (5.5)
a b
d c
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 146
Onde:
Aliq. = área líquida do bloco (cm2);
m2 = massa do bloco após saturação (g);
m4 = massa aparente dos blocos submersos (g);
h = altura média do bloco medida na direção perpendicular à seção de trabalho
(cm);
γ = massa específica da água utilizada no ensaio (g/cm3).
Após a determinação da área líquida, a massa específica seca do bloco foi
calculada através da Equação 5.6:
M.E. = ×⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
× AAm
liq
3 100 (5.6)
Onde:
M.E. = massa específica seca (Kg/dm3);
m3 =massa após recebimento em laboratório (g);
Aliq = área líquida do bloco (cm2);
A = altura média do bloco (g).
Na Tabela 5.7 e na Figura 5.29 estão apresentados os valores médios da massa
específica seca dos blocos para as variáveis consideradas no programa experimental. Os
resultados individuais estão apresentados nas Tabelas A, B e D do Anexo.
Tabela 5.7 – Valores médios da massa específica seca dos blocos de concreto.
Teor de substituição (%) Traço Propriedades
0 25 50 75 100 Massa específica seca (Kg/dm3) 1,98 2,02 1,98 1,99 1,90 T1
s (Kg/dm3)* 0,00 0,03 0,01 0,00 0,01 Massa específica seca (Kg/dm3) 2,09 2,06 2,02 1,99 1,97 T2
s (Kg/dm3) 0,06 0,01 0,01 0 0,16 Massa específica seca (Kg/dm3) 2,19 2,08 2,1 2,07 2,01 T3
s (Kg/dm3) 0,02 0,03 0,01 0,01 0,02 Massa específica seca (Kg/dm3) 2,21 2,16 2,07 2,12 2,01 T4
s (Kg/dm3) 0,05 0,04 0,02 0,08 0,05 s* = desvio padrão da amostra
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 147
Figura 5.29 – Representação gráfica dos valores médios de massa específica seca dos blocos.
Os resultados individuais foram submetidos a uma análise estatística de variância,
conforme o modelo da Equação 5.1. Na Tabela 5.8 estão apresentados os resultados desta
análise.
Tabela 5.8 – Resultados da análise de variância realizada com os dados individuais de massa específica, para os fatores considerados no modelo estatístico.
Efeito SQ GL MQ Fcal Ftab Resultado
Modelo 0,36 19 0,02 7,84 1,88 Significativo
Erro (resíduo) 0,09 37 0,018
Total 0,45 56
Traço 0,1535 3 0,051 21,23 2,86 Significativo
Teor de Substituição 0,1320 4 0,033 13,69 2,63 Significativo
Traço. x Teor substituição 0,0363 12 0,003 1,26 2,02 Não Significativo
Erro (resíduo) 0,09 37 0,024
Rmod = 0,90 e R2mod = 0,80
Onde: SQ= soma dos quadrados; GL= grau de liberdade; MQ= média dos quadrados; F= parâmetro de Fisher para o teste de significância dos efeitos; R2
mod= coeficiente de determinação do modelo (1 - SQerro/SQtotal); Rmod = coeficiente de correlação do modelo.
Observou-se, através da Tabela 5.8, que os efeitos de todas as variáveis
individuais, resultaram em estatisticamente significativos (para um nível de confiança de
95%). Com relação à interação dos fatores, pode-se observar que ela resultou como sendo não
significativa, não indicando sinergia dos fatores. Pode-se afirmar com isso, que o efeito que
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
Mas
sa e
spec
ífica
seca
(kg/
dm3 )
T 1 T 2 T 3 T 4
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 148
uma variável exerce sobre a massa específica não depende da outra variável associada a ela.
Examinando os valores de Fcal, pode-se constatar que a variável traço foi o fator
mais influente na massa específica seca, seguido pelo teor de substituição. Com relação à
influência da variável teor de substituição, observou-se que seus valores de Fcal e Ftab são os
mais próximos dentre todos (13,69 e 2,63), indicando que comparativamente à variável traço,
os teores de substituição proporcionaram as menores alterações na massa específica dos
blocos. Além disto, o coeficiente de determinação do modelo foi de 0,80; o que significa que
80% da variação total dos dados pode ser explicada por este modelo.
Como as variáveis mostraram-se estatisticamente significativas, realizou-se a
comparação múltipla de médias pelo método de Duncan, com o objetivo de agrupar as médias
que não diferiram significativamente entre si. Na Figura 5.30 são apresentadas estimativas da
média global, para cada um dos fatores principais.
(a) (b)
Figura 5.30 – Estimativa da média global dos valores de massa específica seca, com seu desvio padrão e intervalo de confiança de 95%: (a) para cada traço utilizado; (b) para cada teor de substituição.
No agrupamento de médias realizado para o traço, apresentado na Figura 5.30a,
observou-se a existência de apenas três grupos distintos, mostrando que os traços T3 e T4
foram responsáveis pelos maiores valores de massa específica seca. De modo geral, o
aumento do traço resultou no aumento da massa específica seca dos blocos. Este
comportamento pode ser justificado como conseqüência do aumento gradativo dos grãos de
cimento (com o aumento do traço). Segundo Neville (1997), os grãos de cimento, além de
possuírem maior massa específica, apresentam dimensões de seus grãos significativamente
inferiores às dos agregados reciclados, preenchendo os vazios ainda existentes nas
Média Intervalo de conf. 95% ±S
T 1 T 2 T 3 T 4
Traço
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
Mas
sa E
spec
ífica
(kg/
dm3 )
Média Intervalo de conf. 95% ±S
0 25 50 75 100
Teor de substituição (%)
1,80
1,90
2,00
2,10
2,20
2,30
2,40
Mas
sa E
spec
ífica
(kg/
dm3 )
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P R O G R A M A E X P E R I M E N T A L – S U B S T I T U I Ç Ã O D O S A G R E G A D O S 149
composições analisadas, aumentando o grau de empacotamento, resultando no aumento da
massa específica seca dos blocos.
O agrupamento de médias para os teores de substituição, observado na Figura
5.30b, resultou em três grupos, sendo que alguns teores de substituição encontraram-se em
mais de um grupo. Observou-se que os blocos de concreto com teores de substituição 50% e
75% encontraram-se no mesmo grupo, indicando que estes dois teores apresentaram-se
semelhantes para esta propriedade. O mesmo foi observado para os teores de substituição 0%
e 25%, os quais apresentaram-se estatisticamente semelhantes quanto à esta propriedade.
De modo geral, observou-se que quanto maior o teor de substituição dos
agregados reciclados, menor é o resultado de massa específica seca alcançada para qualquer
traço, ou seja, são grandezas inversamente proporcionais. Esta tendência de redução da massa
específica do bloco de concreto com o aumento do teor de substituição, apresentou valores
médios aproximados de redução de 1,4%, 3,7%, 3,7% e 7,6% para teores de substituição de
25%, 50%, 75% e 100%, respectivamente, em relação ao bloco de concreto de referência
(0%).
Esta redução da massa específica seca com o aumento do teor de substituição
pode ser explicada pela menor massa específica do agregado reciclado, quando comparado ao
agregado convencional (SOUSA, 2001). Provavelmente o agregado graúdo reciclado
contribuiu com esta redução da massa específica, devido à massa específica deste agregado
ser inferior à do agregado graúdo convencional. O aumento do teor do agregado graúdo
reciclado pode ter gerado um aumento nos vazios (sob a forma de vazios menores), reduzindo
o empacotamento dos agregados no bloco e conseqüente redução da massa específica.
Segundo Buttler (2003), a massa específica seca do concreto é influenciada
principalmente pela massa específica do agregado graúdo. A massa específica do agregado
graúdo influi diretamente na massa específica do concreto, sendo também diretamente
proporcional à resistência do concreto, isto é, quando maior a porosidade (índice de vazios)
do agregado, menor será sua resistência tornando-se o elo fraco da mistura.
Todavia, os blocos de concreto teor de substituição 75% apresentaram um
crescimento desta propriedade, ou seja, apresentaram um crescimento global superior quando
comparado com os demais teores de substituição. Este crescimento pode ser justificado pelo
possível preenchimento dos vazios à medida que o teor de substituição aumentou,
caracterizando uma acomodação ideal entre as partículas, indicando valores máximos de
massa específica ao se utilizar 75% de substituição, para todos os traços analisados (T1, T2,
T3 e T4).
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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 150
CAPÍTULO 6
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Esta Dissertação teve como principal objetivo estudar a possibilidade de
reaproveitamento dos resíduos de CCR, utilizando-se as pistas experimentais de CCR
confeccionadas em laboratório, recicladas, como substituto parcial e total dos agregados
convencionais na produção de blocos de concreto para alvenaria. Neste trabalho, adotou-se
como agregado reciclado os resíduos de CCR gerados em FURNAS, após terem sido
submetidos à transformação, através de britagem.
Dois fatores foram preponderantes na escolha desta alternativa: o ambiental, no
que se refere à disposição deste resíduo gerado, e o técnico, através da utilização deste
material como insumo para blocos de concreto para alvenaria, fazendo com que o resíduo de
CCR passe a atuar como subproduto.
As considerações aqui apresentadas, apesar de estarem em consonância com
grande parte da bibliografia existente na área de reaproveitamento de variados tipos de
resíduos de concreto, não devem ser tomadas de forma absoluta, pois se referem somente aos
dados obtidos em ensaios de blocos de concreto que utilizaram tipos, quantidades e
qualidades específicas de materiais e técnicas de execução. Sua representatividade deve ser
firmada através da execução de novas pesquisas que apresentem resultados que possam
complementar e confirmar os dados obtidos neste estudo.
Para todos os ensaios onde foi realizada a análise estatística, exceto o de absorção
de água, o traço foi a variável que mais influenciou nos resultados, indicando que existem
diferenças significativas entre os quatro traços analisados;
Através deste estudo, buscou-se verificar a potencialidade da utilização deste
resíduo para a produção dos blocos de concreto, minimizando os impactos ambientais, além
de poder vir a agregar valor a um material, atualmente, sem valor econômico.
No geral, os resultados apontaram as potencialidades de utilização do resíduo de
CCR na produção dos blocos de concreto. São colocadas a seguir algumas considerações
sobre as propriedades avaliadas.
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C O N S I D E R A Ç Õ E S F I N A I S 151
6.1 CONSIDERAÇÕES
6.1.1 CONSIDERAÇÕES SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DOS AGREGADOS
RECICLADOS
As principais considerações da caracterização dos agregados reciclados de CCR,
no que se refere ao potencial de aproveitamento destes, são:
• Os compostos químicos presentes nos agregados reciclados de CCR
conferiram ao material potencial químico e físico para ser utilizado em blocos de concreto,
como substituição parcial dos agregados convencionais;
• As curvas granulométricas do agregado miúdo e graúdo reciclado
evidenciaram materiais com granulometria contínua, aspecto considerado positivo para
produção de blocos de concreto, devido ao melhor arranjo existente entre as partículas. Além
disto, é interessante salientar que a análise granulométrica da fração < 0,15 mm do agregado
miúdo reciclado evidenciou um material com dimensão média 5,3 vezes maior que a
dimensão média do cimento CP IIF – 32 utilizado nesta pesquisa, o que ajuda a melhorar a
composição granulométrica do concreto produzido;
• Foram evidenciadas pequenas diferenças quanto à massa específica e massa
unitária dos agregados reciclados em relação aos agregados convencionais, conforme o que
apontaram autores que pesquisaram sobre agregados reciclados de concreto (HANSEN;
NARUD, 1983; HANSEN, 1990; AJDUKIEWICZ; KLISZCZEWICZ, 2002;
OLORUNSOGO; PADAYACHEE, 2002; POON et al., 2002; BUTTLER, 2003). Tais
aspectos eliminam a necessidade de compensar o volume de material reciclado utilizado em
misturas de blocos de concreto obtidas a partir de traços de blocos de concreto convencionais;
• As taxas de absorção de água do agregado miúdo e graúdo reciclado foram
2,70% e 3,10%, respectivamente. Estas taxas de absorção observadas nos agregados
reciclados são mais elevadas que as taxas obtidas pelos agregados convencionais, havendo,
deste modo, a necessidade de compensá-las durante a produção dos concretos para que não
haja diminuição excessiva da água livre das misturas de concreto produzidas com agregados
reciclados, fato este que comprometeria a trabalhabilidade. Neste sentido, torna-se
imprescindível trabalhar nas dosagens com os agregados na condição SSS;
• O índice de pozolanicidade dos agregados reciclados de CCR foi muito inferior
ao mínimo estabelecido pela NBR 12653(ABNT, 1992), constatando-se a ausência de
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material cimentício que poderia conferir pozolanicidade ao resíduo.
6.1.2 CONSIDERAÇÕES SOBRE A CARACTERIZAÇÃO AMBIENTAL DO RESÍDUO
DE CCR
Na caracterização ambiental dos agregados reciclados de CCR de FURNAS pôde-
se classificar o material como Classe II B - Resíduo Inerte, conforme descreve a NBR 10004
(ABNT, 2004). Segundo esta normalização, resíduos de concreto de modo geral, não possuem
compostos patogênicos e perigosos, não apresentando necessidade de cuidados com a sua
disposição final; não apresentando, portanto, restrições quanto às suas utilizações, sob o ponto
de vista ambiental.
6.1.3 CONSIDERAÇÕES SOBRE O DESEMPENHO DO RESÍDUO DE CCR NA
PRODUÇÃO DE BLOCOS
O programa experimental realizado nesta pesquisa trouxe os seguintes resultados
quanto aos blocos de concreto produzidos:
• A massa específica no estado fresco, dos concretos com agregados reciclados,
não apresentou diferenças significativas em relação à massa específica dos blocos de concreto
com agregados convencionais;
• Não foram verificados valores significativos que comprovem a redução da
trabalhabilidade com o aumento do teor de substituição, ou seja, os agregados reciclados não
prejudicaram a trabalhabilidade do concreto para blocos. Isto pode ser justificado pela pré-
umidificação dos agregados (SSS), fazendo com que haja uma redução da influência da taxa
de absorção na perda de trabalhabilidade dos concretos reciclados;
• Blocos de concreto com teores de substituição de agregados reciclados 25%,
50%, 75% e 100%, apresentaram uma redução da resistência de 18%, 34%, 34% e 46%,
respectivamente, quando comparados aos blocos de referência (0%). Estas reduções foram
proporcionais aos teores de substituições utilizados. Todavia, este decréscimo observado não
causou prejuízos aos blocos de concreto, visto que estes apresentaram desempenhos
mecânicos satisfatórios e condizentes com as normalizações;
• Com base no aspecto superficial dos blocos de concreto, verificou-se que todos
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os blocos analisados apresentaram superfície homogênea, áspera e ausência de fissuras.
Entretanto, as superfícies dos blocos de concreto se mostraram mais porosas na medida em
que foi aumentado o teor de substituição dos agregados reciclados;
• A resistência à compressão dos blocos pode ter sido influenciada pela
porosidade dos materiais que o compõe e pela porosidade da zona de transição. Quando se
utilizou agregado reciclado nas misturas de concreto, a relação a/c e o teor de agregado
graúdo reciclado podem ter sido os fatores de maior influência na determinação da resistência,
ou seja, a porosidade da matriz, determinada pela relação a/c, e a porosidade do agregado
podem ter sido fatores de fundamental importância na resistência final dos blocos;
• Observou-se que o comportamento geral dos blocos de concreto reciclados
seguiu em conformidade os padrões comumente relatados nas normalizações e literatura
(TANGO, 1984; TANGO, 1994; MEDEIROS, 1993; SOUSA, 2001, ANDOLFATO, 2002;
FRASSON, 2002), com o aumento da resistência proporcional ao consumo de cimento e
inverso à relação água/cimento;
• Quanto à absorção de água dos blocos de concreto, verificou-se que esta
propriedade aumentou na medida em que eram aumentados os teores de substituição de
agregados reciclados. Este aumento da absorção pode ser explicado pela tendência da maior
absorção de água do agregado reciclado devido à sua elevada porosidade, apontada na
literatura (LEITE, 2003; BUTTLER, 2003). Supõe-se que o aumento do teor de substituição
foi responsável pelo aumento dos poros e pelo aumento da conectividade destes, facilitando a
entrada de água, caracterizando-se pelo aumento da absorção de água no bloco de concreto;
• Houve uma redução do teor de umidade dos blocos com o aumento do teor de
substituição de agregados reciclados. Esta redução do teor de umidade observada pode ser
justificada pela maior porosidade apresentada, confirmada nos ensaios de absorção de água,
os quais contribuíram para facilitar o mecanismo de entrada e saída de água (devido à uma
possível maior interconexão entre os poros);
• Quanto à massa específica aparente seca dos blocos de concreto, verificou-se
uma tendência de redução à medida que foi aumentado o teor de substituição. Esta redução da
massa específica seca com o aumento do teor de substituição pode ser explicada pela menor
massa específica do agregado reciclado, quando comparado ao agregado convencional;
• Os ensaios de absorção de água, teor de umidade e massa específica aparente
seca estão em conformidade com os obtidos nos ensaios de resistência, ou seja, o aumento do
teor de substituição gerou reduções no desempenho dos blocos.
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6.2 PROPOSTAS PARA TRABALHOS FUTUROS
Como numa única pesquisa é impossível vencer todas as possibilidades de estudo
sobre o comportamento de um material, principalmente quando se trata de um novo material,
existem muitos trabalhos que podem ser desenvolvidos, no sentido de contribuir para
aumentar o conhecimento sobre o assunto. Deste modo, são feitas as seguintes propostas para
trabalhos futuros:
• Estudar a microestrutura de blocos de concreto produzidos com agregados
reciclados de CCR, por exemplo, avaliando isoladamente a substituição de agregados miúdos
e graúdos reciclados de CCR em blocos de concreto;
• Estudar blocos de concreto produzidos com outros teores de substituição de
agregados reciclados de CCR;
• Realizar um estudo econômico do uso de agregados reciclados de CCR,
avaliando custos com gerenciamento de resíduos, implantação de programas de reciclagem e
produção de variados tipos de concretos reciclados;
• Estudar blocos de concreto produzidos com agregados reciclados provenientes
de variadas dosagens de CCR;
• Estudar peças de concreto para pavimentação utilizando-se resíduos de CCR e
de concreto de modo geral.
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A N E X O 175
ANEXO
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A N E X O 176
Tabela A – Resultados individuais dos ensaios de dimensões para os blocos da família T1 e T2.
T1 Teor subst. Dim. B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média
L 142 143 142 143 142 143 143 149 145 144 142 145 140 143 140 141 C 396 396 394 393 395 395 396 396 397 396 393 396 392 391 392 394 A 217 215 215 216 217 218 213 214 216 213 210 210 210 210 207 212
0
M.E. 12967 12924 12886 12925 12717 12885 12630 12235 12450 12395 12333 12298 11926 12062 11944 12456L 139 144 142 140 140 141 146 144 145 142 145 141 139 N.E. N.E. 139 C 387 396 396 391 390 393 397 397 396 394 398 394 390 N.E. N.E. 387 A 210 217 218 214 216 214 214 214 215 213 212 211 207 N.E. N.E. 210
25
M.E. 12830 13023 12974 13079 12696 12838 12765 12752 12774 12795 12890 12736 12285 N.E. N.E. 12830L 143 143 145 141 143 145 140 145 147 145 147 141 140 140 140 142 C 395 395 399 397 395 395 390 396 395 392 397 392 392 391 392 394 A 218 217 220 217 217 217 211 214 215 214 206 206 210 208 209 214
50
M 12398 12494 12470 12357 12543 12383 12111 12178 12190 12087 12190 11983 11650 11725 11685 12042L 144 145 144 143 140 143 141 140 145 142 144 141 140 141 141 143 C 397 397 395 393 391 395 392 391 393 395 398 390 392 394 393 395 A 212 213 214 209 216 210 207 214 211 212 211 215 206 205 203 208
75
M. 12172 12304 12307 12725 12361 12829 11896 12057 12040 12197 12070 12040 11303 11215 11721 11947L 145 143 143 146 141 143 144 144 141 142 142 143 140 141 141 143 C 396 397 397 404 391 396 396 393 394 393 398 396 392 390 393 395 A 216 218 220 217 218 218 216 215 215 214 215 214 210 210 211 214
100
M 11913 11845 11990 11113 12045 12089 15999 14900 11500 11650 11775 11740 11081 10860 10977 11445T2
Teor subst. (%)
Dim. (mm) B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média
L 142 146 142 143 142 144 145 145 144 144 145 140 141 141 140 141 C 395 398 401 398 394 399 396 394 397 392 396 393 395 394 394 395 A 213 207 210 214 213 214 208 207 211 208 212 209 208 212 203 208
0
M. 13240 13943 13525 13588 13250 13124 12968 13400 12660 13065 12710 12936 12544 12255 12734 12987L 143 143 142 140 141 141 143 143 142 140 141 141 140 139 140 142 C 394 396 393 392 392 391 394 396 393 392 392 391 391 390 392 393 A 211 211 211 211 211 209 211 211 211 211 211 209 212 205 207 209
25
M 12946 13296 13005 13103 12772 13148 12946 13296 13005 13103 12772 13148 12603 12128 12515 12731L 143 143 143 141 143 141 144 143 144 143 143 142 143 138 137 140 C 393 394 395 396 394 395 394 394 396 396 394 390 392 390 384 389 A 211 213 215 212 214 211 212 212 215 211 214 211 211 209 203 207
50
M 12470 12019 12140 12357 12150 12155 12200 12140 11876 12133 11744 11850 11821 11561 11620 12045L 142 142 142 140 140 141 141 141 141 140 140 141 145 141 145 144 C 391 393 391 394 393 392 393 394 393 392 392 393 392 392 392 392 A 209 209 209 209 209 210 210 207 210 211 209 210 208 205 206 208
75
M 12285 12192 11732 11758 11996 12404 11608 11744 12205 11750 12146 12422 11165 11047 11327 11806L 143 144 143 145 145 144 147 143 142 142 140 143 140 145 143 143 C 397 395 395 395 396 396 399 398 396 394 392 397 391 394 390 394 A 209 212 212 213 211 211 213 211 212 207 212 205 202 210 209 209
100
M 11595 11677 11524 11782 11886 11755 12035 11730 11740 11474 12595 11780 10673 12301 11044 11320Onde: Teor subst. = teor de substituição (%); Dim. = dimensões determinadas; B1 = bloco nº 1 da amostragem; L = largura (mm); C = comprimento (mm); A = altura (mm); M = massa (g); N.D. = não determinado.
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A N E X O 177
Tabela B – Resultados individuais dos ensaios de dimensões para os blocos da família T3 e T4.
T3 Teor subst. (%)
Dim. (mm) B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média
L 144 145 142 147 144 146 144 142 144 141 144 142 140 139 140 142 C 396 395 397 400 396 396 397 395 399 392 396 394 393 394 394 395 A 210 211 207 210 208 207 217 210 214 211 214 209 204 204 206 208
0
M 14624 13807 14181 14575 14172 14112 14122 10853 13877 13895 13875 13818 12731 13445 13393 14009L 148 145 146 147 148 146 141 142 143 145 144 144 140 140 140 144 C 399 398 402 397 403 398 394 396 395 396 395 396 392 393 393 396 A 211 209 213 212 207 212 210 214 210 206 211 213 203 202 207 209
25
M 13503 13485 13172 13309 13522 13538 9575 12950 12883 13110 12670 12590 12764 11492 12094 12799L 141 143 143 141 140 140 143 142 142 142 148 145 140 142 141 141 C 393 396 394 391 393 393 398 391 393 397 398 394 392 391 392 393 A 209 209 210 209 207 206 210 206 209 208 209 208 205 203 204 207
50
M 11785 13256 13035 13144 12968 13127 12896 13024 12840 12924 13042 13023 12852 12697 12495 12140L 142 141 141 143 142 141 146 143 146 147 145 140 145 144 139 141 C 393 392 392 392 392 393 397 396 395 396 398 394 391 392 391 392 A 209 211 211 209 210 210 212 211 211 212 210 209 204 207 207 208
75
M 12595 12387 12600 12500 12340 12340 12460 12319 12429 12536 12370 12520 12097 11723 11951 12273L 144 144 145 143 137 N.D 141 141 142 146 145 144 147 140 N.D 143 C 397 395 396 397 395 N.D 394 393 396 395 396 397 391 392 N.D 395 A 209 210 204 210 208 N.D 214 209 209 210 210 210 204 203 N.D 208
100
M 12041 12234 12137 12025 11867 N.D 11809 12390 12087 12256 12000 12130 11340 11537 N.D 11989T4
Teor subst. (%)
Dim. (mm) B1* B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Média
L 142 142 144 147 144 144 144 145 144 143 142 144 140 140 140 141 C 399 395 399 398 397 398 397 396 397 394 394 396 394 395 394 397 A 213 212 209 206 212 213 213 210 211 210 211 213 210 203 207 210
0
M 13607 13408 13480 14064 13678 14114 13214 13428 13296 13941 14136 13416 13808 12657 13605 13606L 144 144 144 143 141 145 144 140 140 142 141 144 141 140 141 143 C 390 395 395 394 393 394 393 391 393 392 393 394 392 390 391 391 A 209 209 212 205 211 213 207 211 211 209 209 208 206 204 200 205
25
M 13470 13670 13220 13309 13345 13570 13174 13386 13377 13242 13290 13182 12832 13020 12880 13175L 140 143 141 140 142 143 144 144 142 142 141 141 140 139 140 140 C 396 393 392 391 395 393 395 395 395 391 394 391 391 390 391 394 A 213 213 213 213 213 212 213 213 211 214 215 212 208 206 208 211
50
M 13127 13372 12556 13090 13186 13090 12509 12654 12334 11294 12642 13211 11751 11577 12417 12772L 142 142 143 142 143 142 144 143 143 144 143 141 139 139 143 143 C 393 393 396 394 393 392 394 395 394 399 396 393 392 391 392 393 A 209 210 203 206 210 210 210 211 210 211 210 211 210 209 207 208
75
M 12763 12457 12567 12700 12754 12923 11987 12600 12570 12440 12550 12550 11497 11616 11918 12341L 144 143 144 144 146 144 144 145 141 142 139 141 142 144 143 144 C 394 395 396 396 397 386 399 396 393 395 396 394 390 392 394 394 A 211 211 206 208 205 205 213 210 207 211 211 208 206 205 211 211
100
M 11306 11407 8945 12690 11991 12691 12607 12403 12415 11103 11479 12752 10745 11719 10631 10969Onde: Teor subst. = teor de substituição (%); Dim. = dimensões determinadas; B1 = bloco nº 1 da amostragem; L = largura (mm); C = comprimento (mm); A = altura (mm); M = massa (g); N.D. = não determinado.
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A N E X O 178
Tabela C – Resultados individuais dos ensaios de resistência à compressão axial aos 7 e 28 dias para os blocos da família T1, T2, T3 e T4.
Teor de substituição (%) Traço Idade Bloco 0 25 50 75 100
B1 3,82 4,01 3,65 3,25 2,29 B2 3,01 4,01 3,72 3,61 2,25 B3 3,50 3,67 3,33 3,18 1,90 B4 3,49 4,66 3,58 3,76 1,83 B5 3,11 4,21 4,06 3,39 2,10 B6 3,43 4,23 3,25 4,16 2,07
7 dias
Média 2,69 3,51 3,60 3,56 2,07 B7 6,07 5,08 4,49 4,60 2,23 B8 5,06 4,12 4,21 3,41 2,67 B9 5,71 5,36 3,71 3,52 2,47
B10 5,18 5,60 4,02 4,71 2,37 B11 5,21 6,01 3,93 4,50 2,60 B12 5,29 5,04 4,31 3,67 2,28
T1
28 dias
Média 5,42 5,20 4,11 4,07 2,44 B1 4,88 4,63 5,29 5,99 3,63 B2 8,78 5,54 2,36 4,05 4,31 B3 6,71 5,62 3,88 3,89 4,53 B4 6,36 4,99 5,41 4,08 4,46 B5 4,97 4,87 3,03 3,56 4,78 B6 4,27 5,10 4,58 6,22 7,10
7 dias
Média 6,00 5,12 4,09 4,63 4,80 B7 6,96 5,89 4,28 6,53 4,35 B8 9,95 6,24 5,06 8,49 3,44 B9 6,33 5,41 4,71 7,98 2,85
B10 8,10 5,77 3,29 3,03 4,37 B11 6,48 5,60 5,93 5,36 3,75 B12 7,16 5,32 4,26 9,23 4,83
T2
28 dias
Média 7,50 5,70 4,58 6,77 3,93 B1 12,09 6,82 5,57 7,37 4,67 B2 6,49 7,31 5,55 6,90 6,10 B3 11,61 4,35 5,47 6,96 6,36 B4 11,17 5,88 5,88 6,73 5,07 B5 11,44 7,25 5,53 4,76 4,71 B6 9,66 6,60 6,21 6,01
7 dias
Média 10,41 6,37 5,70 6,45 5,38 B7 12,78 8,52 8,44 7,00 3,35 B8 8,73 8,18 8,43 6,22 6,19 B9 11,63 7,93 8,36 4,93 5,23
B10 12,86 9,06 8,43 6,42 7,06 B11 N.D 5,34 7,80 4,85 5,72 B12 N.D 4,99 8,06 5,71 6,18
T3
28 dias
Média 11,50 7,34 8,25 5,85 5,62 B1 10,20 9,11 6,56 7,19 4,15 B2 9,15 10,66 7,16 4,91 5,55 B3 9,20 8,59 4,04 5,03 7,22 B4 10,74 8,72 8,45 7,07 6,56 B5 10,82 9,40 7,20 7,72 9,47 B6 8,90 8,98 5,88 7,52 9,54
7 dias
Média 9,84 9,24 6,55 6,58 7,08 B7 11,11 8,03 5,34 4,14 3,98 B8 12,38 12,63 8,29 7,13 4,66 B9 11,47 12,64 8,24 7,63 5,12
B10 17,18 12,44 3,36 5,30 3,66 B11 19,19 11,64 8,06 5,01 6,40 B12 13,08 12,44 3,92 7,13 6,55
T4
28 dias
Média 14,07 11,64 6,20 6,06 5,06
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A N E X O 179
Tabela D – Resultados individuais dos ensaios de determinação da absorção de água, do teor de umidade e da área líquida aos 28 dias para os blocos das famílias T1, T2, T3 e T4.
Teor de substituição (%) Traço Propriedades Bloco 0 25 50 75 100
B13 7,69 7,86 9,43 10,15 12,23 B14 7,76 7,95 9,53 9,61 12,31 B15 7,59 8,02 9,65 9,92 12,25
Absorção de água (%)
Média 7,68 7,94 9,55 9,89 12,26 B13 15,56 23,95 20,17 21,02 16,03 B14 16,88 24,84 21,55 20,62 15,47 B15 16,42 24,32 16,76 20,00 16,62
Teor de umidade (%)
Média 16,29 24,37 19,49 20,55 16,04
B13 286,4 294 279,5 276,0 275,0 B14 289,8 289,5 283,5 274,0 272,8 B15 290,4 292,6 284,6 290,2 274,7
T1
Área líquida (g/cm3)
Média 288,8 292,0 282,5 280,1 274,2
B13 7,17 8,12 9,13 10,37 11,55 B14 7,77 8,68 9,6 10,46 8,98 B15 6,24 8,43 9,53 10,13 11,40
Absorção de água (%)
Média 7,06 8,41 9,45 10,32 19,49 B13 39,77 32,90 29,31 19,38 30,11 B14 29,95 31,71 26,19 20,42 20,98 B15 51,04 33,33 28,08 24,11 23,52
Teor de umidade
(%) Média 40,25 32,65 27,86 21,30 24,87
B13 289,2 287,7 276,5 270,5 286,4 B14 283,9 287,2 276,3 271,4 272,3 B15 291,1 294,4 282,7 276,4 277,4
T2
Área líquida (g/cm3)
Média 288,1 289,8 278,5 272,8 278,7
B13 5,65 7,02 8,23 8,90 10,20 B14 5,04 9,46 8,14 9,60 10,28 B15 5,11 8,30 8,28 9,08 N.D
Absorção de água (%)
Média 5,27 8,26 8,21 9,19 10,24 B13 45,93 37,69 30,04 36,82 29,95 B14 53,45 36,63 28,42 34,44 28,39 B15 51,09 42,58 29,93 35,59 N.D
Teor de umidade
(%) Média 50,16 38,97 29,46 35,61 29,17
B13 288,4 296,5 297,8 285,1 274,2 B14 298,1 277,1 296,9 274,6 283,8 B15 295,4 281,4 292,6 278,7 N.D
T3
Área líquida (g/cm3)
Média 294,0 285,0 295,7 279,5 279,0
B13 4,48 7,23 8,73 9,57 11,52 B14 5,65 6,74 9,28 8,93 9,31 B15 4,09 7,04 7,56 8,77 11,54
Absorção de água (%)
Média 4,74 7,00 8,52 9,09 10,79 B13 55,85 30,18 34,74 32,71 28,96 B14 48,25 33,80 31,83 34,06 35,61 B15 57,54 31,23 33,99 37,25 28,28
Teor de umidade
(%) Média 53,88 31,73 33,52 34,67 30,95
B13 295,3 294,5 272,6 268,0 265,4 B14 289,2 291,3 273,8 270,7 278,2 B15 292,6 297,5 285,7 279,0 252,1
T4
Área líquida (g/cm3)
Média 292,4 294,4 277,4 272,6 265,3
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A N E X O 180
Tabela E – Distribuição de Fisher - valores de F tabelado (Ftab) para α = 0,05. v1*
v2** 1 2 3 4 5 6 7 8 10 60 120 ∞
1 161,45 199,50 215,71 224,58 230,16 233,99 236,77 238,88 241,88 252,20 253,25 254,31 2 18,51 19,00 19,16 19,25 19,30 19,33 19,35 19,37 19,40 19,48 19,49 19,50 3 10,13 9,55 9,28 9,12 9,01 8,94 8,89 8,85 8,79 8,57 8,55 8,53 4 7,71 6,94 6,59 6,39 6,26 6,16 6,09 6,04 5,96 5,69 5,66 5,63 5 6,61 5,79 5,41 5,19 5,05 4,95 4,88 4,82 4,74 4,43 4,40 4,37 6 5,99 5,14 4,76 4,53 4,39 4,28 4,21 4,15 4,06 3,74 3,70 3,67 7 5,59 4,74 4,35 4,12 3,97 3,87 3,79 3,73 3,64 3,30 3,27 3,23 8 5,32 4,46 4,07 3,84 3,69 3,58 3,50 3,44 3,35 3,01 2,97 2,93 9 5,12 4,26 3,86 3,63 3,48 3,37 3,29 3,23 3,14 2,79 2,75 2,71 10 4,96 4,10 3,71 3,48 3,33 3,22 3,14 3,07 2,98 2,62 2,58 2,54 11 4,84 3,98 3,59 3,36 3,20 3,09 3,01 2,95 2,90 2,49 2,45 2,40 12 4,75 3,89 3,49 3,26 3,11 3,00 2,91 2,85 2,80 2,38 2,34 2,30 13 4,67 3,81 3,41 3,18 3,03 2,92 2,83 2,77 2,71 2,30 2,25 2,21 14 4,60 3,74 3,34 3,11 2,96 2,85 2,76 2,70 2,65 2,22 2,18 2,13 15 4,54 3,68 3,29 3,06 2,90 2,79 2,71 2,64 2,59 2,16 2,11 2,07 16 4,49 3,63 3,24 3,01 2,85 2,74 2,66 2,59 2,54 2,11 2,06 2,01 17 4,45 3,59 3,20 2,96 2,81 2,70 2,61 2,55 2,49 2,06 2,01 1,96 18 4,41 3,55 3,16 2,93 2,77 2,66 2,58 2,51 2,46 2,02 1,97 1,92 19 4,38 3,52 3,13 2,90 2,74 2,63 2,54 2,48 2,42 1,98 1,93 1,88 20 4,35 3,49 3,10 2,87 2,71 2,60 2,51 2,45 2,35 1,95 1,90 1,84 30 4,17 3,32 2,92 2,69 2,53 2,42 2,33 2,27 2,16 1,74 1,68 1,62 40 4,08 3,23 2,84 2,61 2,45 2,34 2,25 2,18 2,08 1,64 1,58 1,51 60 4,00 3,15 2,76 2,53 2,37 2,25 2,17 2,10 1,99 1,53 1,47 1,39
120 3,92 3,07 2,68 2,45 2,29 2,18 2,09 2,02 1,91 1,43 1,35 1,25 ∞ 3,84 3,00 2,60 2,37 2,21 2,10 2,01 1,94 1,83 1,32 1,22 1,00
v1* = grau de liberdade do resíduo (erro); v2** = grau de liberdade do efeito.
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