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DIANA NASCIMENTO LINS & ROBERTO PIMENTEL DE SOUSA JÚNIOR
FABRICAÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO UTILIZANDO RESÍDUOS DA
INDÚSTRIA DE ARTEFATOS DE CIMENTO
Artigo apresentado ao curso de graduação em
Engenharia Civil da Universidade Católica de
Brasília, como requisito parcial para a
obtenção de Título de Bacharel em Engenharia
Civil.
Orientador: Profª Msc. Luciana Nascimento
Brasília
2014
ii
Artigo de autoria de Diana Nascimento Lins e Roberto Pimentel de Sousa Júnior, intitulado
”FABRICAÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO UTILIZANDO RESÍDUOS DA
INDÚSTRIA DE ARTEFATOS DE CIMENTO”, apresentado como requisito parcial para
obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil da Universidade Católica de Brasília, em
10 de junho de 2014, defendido e aprovado pela banca examinadora abaixo assinada:
__________________________________________________
Profª MSc. Luciana Nascimento Lins
Orientador
Curso de Engenharia Civil – UCB
__________________________________________________
Prof MSc. Robson Donizeth Gonçalves Da Costa
Examinador
Curso de Engenharia Civil – UCB
Brasília
2014
iii
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a Deus, pois tenho certeza que Ele foi fundamental nesta
caminhada.
Agradeço à minha orientadora, pela disponibilidade, paciência e dedicação que
tornaram possível a conclusão deste trabalho.
Agradeço à empresa Premotecno Indústria de Artefatos de Cimento Ltda., que
disponibilizou toda infraestrutura para a realização das pesquisas.
Agradeço aos meus pais, Luciana e Robson, por serem a minha base inabalável, por
serem meus melhores exemplos de pessoa e profissional, e pelo amor e apoio incondicional
que sempre me deram.
À minha irmã, Ísis, que me apoiou mesmo que involuntariamente, me fazendo rir até
nos momentos difíceis, e me trazendo agradáveis responsabilidades para o futuro.
Às minhas avós, Vera e Carol, que mesmo de longe torceram por mim.
À minha família como um todo, que apesar da distância, é parte fundamental da minha
vida.
Aos meus amigos, Gustavo Catunda e Robert Rosselló, que estiveram ao meu lado
durante todos os momentos bons e ruins destes últimos anos, que presenciaram as minhas
constantes mudanças de humor em véspera de prova, e programaram comigo as tais viagens
de última hora. Agradeço por todo apoio, amor, compreensão e cumplicidade. Que essa
amizade dure para sempre, pois hoje, vocês são parte fundamental da minha vida.
À Isabela Albuquerque, que surgiu em uma das etapas mais importantes da minha
vida, que acompanhou de perto os meus últimos momentos de aflição, que suportou os
momentos de estresse, e retribui com muito apoio e compreensão, sempre estando ao meu
lado para dizer que tudo iria dar certo, e me fazendo ter forças para continuar.
À minha amiga, Carina Vidal, que esteve presente para dividir lembranças engraçadas,
e me fazer rir à todo momento.
Diana Nascimento Lins
Agradeço a Deus por me dar forças para me manter firme em meus planos, e por me
conduzir em meio a tantas idas e vindas durante este período de curso.
Agradeço à minha mãe, pela carinhosa recepção durante todos finais de semana, por
todo seu carinho, interesse e excelente culinária. Agradeço ainda por todo tempo dedicado
iv
durante minha infância, à acompanhar meus estudos e fazer impecavelmente seu papel de
mãe.
Agradeço a meu pai, pela educação por diversas rígida, baseada em seu exemplo de
homem honesto e forte. Por seu total apoio em minhas decisões, mesmo naquelas que fugiam
do seu entendimento e você já não sabia dar seus sábios conselhos.
A meus amigos,
pelas diversas
horas
de
alegrias,
viagens,
lembranças,
companheirismo e torcida cultivados há anos.
Aos amigos que fiz na Universidade, pelas conversas jogadas fora. Quase sempre para
reclamarmos de como os prazos estão apertados. Pelas noites mal dormidas, para cumprimos
nossos deveres de estudantes, e pelo excelente grupo de trabalhos que tive nesses últimos dois
anos de curso.
À Mariá Leite por toda sua calma e compreensão durante os momentos de angustia e
por sua inocente alegria em meio a minhas conquistas e descobertas. Mesmo que momentos,
cargas e apoios não lhes faça muito sentido.
À Equipe Premotecno Indústria de Artefatos de Cimento Ltda., por nos ceder suas
instalações e até mesmo força bruta, para que pudéssemos desenvolver este trabalho.
Aos professores, por todo apoio, conversa, exemplo e conselho, em especial ao
Professor Nielsen Dias Alves, pela sua amizade e ajuda na realização deste trabalho.
A minha orientadora, pelo imenso interesse.
Aos amigos que fiz no estágio durante estes dois anos. Que todas as tardes davam
continuidade à minha formação iniciada em sala de aula. Pela paciência e pelo brilhante papel
de professores.
A minha família, no geral, por toda torcida. E por fim à minha irmã Luana, que
acompanhou nestes últimos meses de perto esta etapa de finalização de curso e compartilhou
de toda preocupação e de todas horas de estudo.
Roberto Pimentel de Sousa Júnior
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FABRICAÇÃO DE BLOCOS DE CONCRETO UTILIZANDO RESÍDUOS DA
INDÚSTRIA DE ARTEFATOS DE CIMENTO
DIANA NASCIMENTO LINS & ROBERTO PIMENTEL DE SOUSA JÚNIOR
RESUMO
Com o alerta do aquecimento global e a rigorosidade das políticas públicas de proteção ao
meio ambiente vigentes, passou-se a dar maior relevância à sustentabilidade. Por este motivo,
este artigo tem como princípio a ecoeficiência, visando um produto de qualidade, de preço
competitivo, e que também respeite o meio ambiente. O objetivo deste estudo é a análise do
desempenho técnico de blocos vazados de concreto simples para alvenaria, fabricados a partir
da reutilização de material oriundo da reciclagem de blocos rompidos em ensaios de
resistência à compressão, ou com algum dano ou trinca resultante das etapas de produção,
além do material residual mais fino que é encontrado no chão do pátio onde ocorre a produção
e o processo de paletização dos blocos. Para a realização deste estudo, o projeto foi apoiado
pela empresa Premotecno Indústria de Artefatos de Cimento Ltda., que desperdiça
aproximadamente 60 Kg de cimento e 1050 Kg de agregados a cada 10.000 blocos
produzidos. A fim de obter um estudo comparativo, foram executados quatro traços
experimentais, variando a quantidade de resíduo utilizada em cada um deles. Posteriormente
a etapa de produção, os blocos foram submetidos a testes laboratoriais, onde foi possível
analisar o desempenho de cada produto e compará-lo ao produto padrão, por meio de ensaios
de resistência à compressão, análise dimensional, absorção e aderência. Foi realizada também
uma avaliação visual, já que os blocos apresentaram aparências bem diferentes umas das
outras, variando de acordo com a quantidade de resíduo utilizada. Todos os blocos atenderam
as determinações da NBR 6136/2007, porém os blocos que tinham em sua mistura uma
determinada quantidade de resíduo obtiveram resultados de resistência à compressão
superiores, em até 56%, quando comparados aos resultados obtidos na ruptura dos blocos
produzidos a partir do traço padrão utilizado na fábrica.
Palavras-chave: Sustentabilidade. Resíduos da Construção Civil e Demolição (RCD).
Reciclagem. Blocos vazados de concreto simples para alvenaria.
2
CONCRETE BLOCKS MANUFACTURE USING WASTE FROM ARTIFACTS
CEMENT INDUSTRY
ABSTRACT
The warning global warming and the current stricktness public environment protection
politics, started to attach importance to sustainability. For this motive, this article has the ecoefficiency as principle, looking for a quality product, with competitive price, that respects the
environment. This study objective is analyze the technical performance of simple concrete
hollow blocks for masonry, manufactured from reuse of recycled material derived from
blocks broken in testing of compressive strength, or with some damage or crack resulting
from production stages. For realize this study, the project was supported by Santa Alice
Constructions and Incorporation Ltda. group, which produces ten thousand concrete blocks
per day, wasting around 60 kg of cement and 1050 kg of aggregate at production. In order to
obtain a comparative study, it was produced four experimental concrete mixes by varying the
amount of residue used in each one. Subsequently the production stage, the blocks were
subjected to laboratory tests, where it was possible to analyze the performance of each
product and compare it to the standard product, by testing compressive strength, dimensional
analysis and adherence. It was also performed an evaluation of coating adhesion of mortar on
the blocks, since the substrates had quite different visual characteristics, varying with the
amount of residue used. All blocks attended the determinations of NBR 6136/2007, but the
blocks that had in their mix a certain amount of residue, produced superior resistance results
to compression, up to 56%, when compared to results obtained in blocks produced from
concrete mix pattern used in the factory.
KEYWORDS: Sustainability. Residue from Civil Construction and Demolition (RCD).
Recycling. Hollow blocks of simple concrete masonry.
3
1. INTRODUÇÃO
A construção civil tem crescido cada vez mais no nosso País, sendo que a produção de
resíduos sólidos gerados pela mesma cresce de forma diretamente proporcional. De acordo
com o Panorama de Resíduos Sólidos no Brasil, divulgado em 2011, pela Associação
Brasileira de Empresas de Limpeza Pública e Resíduos Especiais (Abrelpe), no ano de 2010 o
Brasil produziu cerca de 60,8 milhões de toneladas de lixo sólido, sendo que dados apontam
que quase 30,1 milhões foram provenientes de novas construções e demolições. A geração de
resíduos de construção e demolição (RCD) cresce a cada ano. Ainda de acordo com dados
fornecidos pela Abrelpe, de 2011 para 2012 houve um aumento de 5,3% atingindo-se um total
de 35 milhões de toneladas. Diante desses números que há anos são apresentados pelo Brasil,
instituiu-se a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), a partir de lei sancionada em
2010, que determina que todos os municípios brasileiros devem adotar medidas que impeçam
que estes materiais sejam depositados em locais indevidos, tendo como prazo limite o ano de
2014. Porém, de acordo com artigo publicado pelo site Planeta Sustentável, apenas 60% do
lixo será descartado de forma correta neste ano.
Apesar dos problemas acarretados pela indústria da construção civil, seu crescimento
faz parte do desenvolvimento do nosso País e não deve ser freado diante de tais adversidades.
Contudo, é necessário e indispensável que haja uma destinação correta para os resíduos de
concreto provenientes de construções e demolições, sendo que a melhor alternativa é a
reutilização dos mesmos. De acordo com o trabalho realizado por Buttler (2003), os resíduos
de concreto apresentam grande potencial de reciclagem, decorrente da quantidade de
partículas não hidratadas de cimento, que podem atribuir um ganho de resistência à
compressão. Desta forma, reciclando esses tipos de resíduos torna-se possível, viável e
vantajoso do ponto de vista ambiental e econômico a sua reutilização.
Logo, esta pesquisa tem como finalidade a análise do comportamento dos blocos de
concreto simples para vedação, produzidos a partir da utilização de resíduos da indústria de
pré-fabricados. Serão analisados especificamente nestes blocos, as características de
resistência à compressão, absorção, análise dimensional e aderência de argamassa de reboco.
4
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1 Materiais e equipamentos
Os materiais e equipamentos utilizados neste trabalho estão listados abaixo:
2.1.1 Materiais
a) Resíduos provenientes de blocos de concreto
b) Cimento CP V
c) Areia artificial
d) Pó de brita
e) Brita 0
f) Areia de rio
g) Aditivo Plastificante para blocos de concreto
h) Cola à base de resina epoxídica
2.1.2 Equipamentos
a) Vibroprensa VP500-H3
b) Câmara úmida
c) Umidificador de ambiente
d) Empilhadeira
e) Rolo compressor
f) Estufa
g) Frasco de Chapman
h) Caixa de volume conhecido
b) Peneiras
c) Agitador de peneiras
d) Prensa hidráulica 100 Ton.
e) Dinamômetro de tração
f) Célula de carga de leitura digital
g) Furadeira acoplada com serra copo
h) Pastilhas de seção circular de 50 mm
5
2.2 Métodos
2.2.1 Considerações Iniciais
A fim de conhecer o processo produtivo de blocos de concreto, foi realizada uma
visita à fábrica de artefatos de cimento Premotecno. Nesta visita foi observada uma grande
quantidade de resíduos, os quais são gerados no processo de produção e controle tecnológico
dos artefatos de cimento, sendo posteriormente descartados.
No presente trabalho, para a avaliação da possibilidade de uso desses resíduos, foram
produzidos 55 blocos, sendo os mesmos ensaiados de acordo com as normas.
De acordo com a NBR 6136/2007 devem ser coletados 11 blocos para serem
ensaiados e outros 11 para contraprova. Desses 11 blocos, 8 são utilizados para avaliação da
análise dimensional e resistência à compressão e ou outros 3 para ensaios de absorção.
Foram estabelecidos quatro traços para a produção dos blocos, nos quais parte dos
agregados foi substituída por resíduo. A grande maioria do resíduo utilizado nessa pesquisa é
proveniente dos blocos fabricados com resistência de projeto de 2,0 à 4,0 MPa. O resíduo é
composto por blocos com algum tipo de fissura ou deformidade decorrente do seu manuseio
e/ou fabricação, pelo material fino acumulado nas tábuas que servem de suporte para os
blocos durante a sua produção, além dos blocos danificados durante o processo de paletização
e restos de blocos provenientes dos ensaios de laboratório. Para este estudo não serão
utilizados pisos intertravados e/ou pavigramas fissurados e/ou defeituosos, pois são peças de
resistência à compressão de no mínimo 35,0 MPa, bem superior à resistência dos blocos de
concreto. Porém a quantidade deste material contida nas tábuas é irrisória, logo não se viu
necessidade de descartá-los. O bloco escolhido para ser fabricado nesta etapa de testes foi o
de dimensões 14x19x39 cm, sendo este o de maior demanda segundo dados da empresa.
2.2.2 Obtenção e preparo dos resíduos
O processo para obtenção e preparação dos resíduos utilizados para a produção dos
blocos foi realizado em três etapas: coleta, armazenamento e cominuição.
6
2.2.2.1 Coleta e armazenamento
Durante a produção, diversos blocos são quebrados ou classificados como não
conformes, como mostra a Figura 1. Para a realização dos estudos referentes à reutilização do
resíduo, estes blocos, que naturalmente seriam descartados, foram separados no pátio à
medida que eram classificados como impróprios para comercialização. Ao fim do dia, os
blocos rejeitados, juntamente com os resíduos mais finos provenientes das tábuas da
produção, formaram um grande aglomerado no pátio, fato que ocorre diariamente na fábrica e
pode ser visualizado na figura 2. Para a caracterização do material e produção dos blocos,
estes resíduos foram recolhidos e armazenados em tambores, devidamente protegidos de
qualquer agente externo, principalmente água, assim como os resíduos provenientes dos
ensaios realizados no laboratório.
Figura 1 – Blocos descartados durante a produção
Fonte: Autor
7
Figura 2 – Aglomerado de resíduos
Fonte: Autor
2.2.2.2 Cominuição
Os tambores contendo resíduos foram levados ao pátio da empresa, em contra piso
plano, limpo e livre de materiais que pudessem contaminar a amostra. Posteriormente o
material foi espalhado de maneira uniforme e em seguida fragmentado. Na figura 3 pode ser
visualizado o processo de fragmentação, que foi realizado com o auxílio de um rolo
compressor.
Figura 3 – Cominuição dos resíduos
Fonte: Autor
8
O critério de parada para cominuição das partículas foi a inspeção visual. Devido à
variedade de rolos compressores, para padronização do processo se faz necessário estudos
mais aprofundados nesta etapa. O processo de cominuição foi interrompido após a
constatação de que o resíduo adquirira características granulométricas semelhantes a dos
agregados utilizados na produção de blocos de concreto, como pode ser visto na Figura 4.
Figura 4 - Resíduo obtido pela cominuição do material
Fonte: Autor
2.2.3 Caracterização do resíduo
Após a etapa de cominuição, a fim de caracterizar o material, realizaram-se os ensaios
de granulometria, massa específica, massa unitária e material pulverulento, cujos resultados
estão apresentados na Tabela 1.
Tabela 1- Características Físicas do Resíduo
Características
Módulo de Finura
Dimensão Máxima (mm)
Massa Específica (g/cm³)
Massa Unitária (g/cm³)
Material Pulverulento (%)
3,58
9,5
2,65
1,52
4,27
Fonte: Autor
Com o intuito de comparar as características físicas do resíduo com as características
da mistura de agregados utilizada na produção do bloco padrão, também foi realizado um
ensaio granulométrico da mistura. Após o ensaio obteve-se um valor de módulo de finura
9
igual a 4,05, e dimensão máxima de 9,5 mm. Diante dos valores apresentados na tabela 1,
referente ao ensaio granulométrico realizado no resíduo, pode-se observar grande similaridade
das características físicas, que foram posteriormente confirmadas pela comparação das curvas
granulométricas do resíduo e da mistura de agregados utilizada na produção do bloco padrão,
conforme mostrado no Gráfico 1. A curva granulométrica do resíduo também apresentou
característica contínua, o que confere menor número de vazios, originando traços mais
econômicos pela menor necessidade de pasta de cimento para preenchimento destes vazios.
Gráfico 1- Curva Granulométrica – Agregado
Percentagem de Material Retido Acumulado
Curva Granulométrica - Agregado
0,1
1
10
100
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
100,00
Abertura ABNT (mm)
Curva Granulométrica do Resíduo
Curva Granulométrica do Traço Padrão
Fonte: Autor
2.2.4 Definição dos traços a serem utilizados
Utilizando os resultados obtidos em (BORGES et al., 2013), optou-se pela realização
de quatro traços experimentais, onde estes seriam comparados com o traço padrão que é
utilizado na produção industrial da fábrica.
O traço padrão utilizado na produção dos blocos está apresentado na Tabela 2, sendo
que para o mesmo se utiliza 50 kg de cimento. Esta batelada produz cerca de 75 blocos de
concreto, de dimensões 14,0x19,0x39,0 cm, denominado segundo a NBR 6136/2007, “M15”.
10
A quantidade utilizada na produção dos blocos experimentais foi um terço da
normalmente utilizada, com a qual se produziu cerca de 25 blocos experimentais.
Tabela 2 – Traço padrão e traço reduzido
Traço /
Materiais
Padrão
(75 blocos)
Reduzido
(25 blocos)
Cimento
(kg)
Areia
Pó de
Artificial
brita (kg)
(kg)
Areia
Natural
(kg)
Água (l)
Aditivo
(ml)
Brita 0
(kg)
50,00
48
1100
241,40
135,00
239,40
208,00
16,67
16
366,66
80,47
45,00
79,80
69,33
Fonte: Autor
De acordo com a tabela acima é possível verificar que o traço reduzido contém 16,67
kg de aglomerante e 274,59 kg de agregado.
Ainda com base no Trabalho “Reaproveitamento dos resíduos industriais de bloco de
concreto” e analisando a aparência de um bloco moldado pelo grupo autor do estudo, optou-se
por partir de uma mistura de 40% de resíduo e 60% de brita 0. Posteriormente aumentou-se a
quantidade de resíduo, de 20 em 20%, retirando-se a mesma quantidade de brita 0, até que por
fim fosse realizada a substituição de 100% dos agregados por resíduo, conforme apresentado
na Tabela 3:
Tabela 3 – Traços Experimentais
Traço/Materiais
40% resíduo / 60% brita 0
60% resíduo / 40% brita 0
80% resíduo / 20% resíduo
100% resíduo
Cimento
(kg)
16,67
16,67
16,67
16,67
Água
(l)
15
16
16
17
Fonte: Autor
Resíduo
(Kg)
109,84
164,76
219,68
274,59
Brita 0
(kg)
164,76
109,84
54,92
0
11
2.2.4.1 Produção dos Blocos Experimentais
Para a produção dos blocos experimentais, os materiais constituintes dos quatro traços
foram pesados em laboratório, em uma balança de precisão devidamente aferida.
Posteriormente, iniciou-se o processo de produção dos blocos referentes a cada traço
experimental, conforme processo produtivo dos blocos padrão.
A adição de água durante a mistura dos materiais foi realizada de maneira empírica,
cessando-a quando se observou uma consistência hidratada, homogênea e firme, conforme
mostra a Figura 5, possibilitando a devida confecção dos blocos. Esta etapa foi a mesma para
os diferentes tipos de traço..
Figura 5 – Mistura mecanizada (Esquerda) e Critério de parada de adição de água (Direita)
Fonte: Autor
Para a produção dos blocos, tanto para o padrão como para os experimentais, utilizouse aditivo plastificante apropriado para blocos.
A etapa de moldagem foi realizada na vibroprensa VP500-H3, equipamento que
comprime o material através da descida do “castelo”, conforme mostra a Figura 6.
Posteriormente, os blocos foram finalizados com um acabamento fino na sua superfície,
retirando-se com o auxílio de uma escova giratória os materiais que deixavam a superfície do
bloco irregular.
12
Figura 6 – Vibroprensa VP500-H3
Fonte: Autor
2.2.4.2 Cura dos Blocos
Após a produção dos blocos estes foram encaminhados para a câmara de cura úmida,
conforme mostra a Figura 7, onde passaram 72 horas. É importante salientar que todos os
blocos passaram pelo mesmo processo e período de cura.
Figura 7 – Câmara Úmida de cura com aspersão de gotículas de água
Fonte: Autor
13
2.2.5 Análise Técnica dos Blocos
2.2.5.1 Considerações Iniciais
Segundo a NBR 6136/2007, os ensaios obrigatórios para aceitação ou rejeição dos lotes
são os seguintes:

Análise Dimensional

Absorção de água e área líquida

Resistência à compressão
Diante da exigência dos ensaios optou-se por não realizar os ensaios de área líquida,
dado que a variação dos agregados não influencia essa característica, e o ensaio de retração,
visto que este tem caráter facultativo indicado pela norma.
A fim de se obter maiores conclusões a cerca do produto, resolveu-se fazer análise de
sua aparência bem como a aderência de argamassa de reboco utilizando os blocos como
substrato.
2.2.5.1.1 Análise Dimensional
Realizou-se o ensaio de análise dimensional através da medição de largura, altura e
comprimento dos blocos, segundo a NBR 12118/2013.
Para a realização do ensaio, utilizou-se um paquímetro, obtendo três medidas em cada
uma das dimensões, conforme Figura 8. Posteriormente chegou-se a uma média, que será
apresentada nos resultados.
14
Figura 8 - Ensaio de Análise Dimensional
Fonte: Autor
2.2.5.1.2 Absorção de Água
Realizou-se o ensaio de absorção de água em três blocos de cada um dos traços
experimentais, além do bloco padrão, conforme metodologia de ensaio apresentada na NBR
12118/2013.
Para a realização do ensaio os blocos foram mantidos em estufa à 110ºC, durante 24
horas, depois foram pesados e retornaram à estufa por mais 2 horas. Posteriormente realizouse uma segunda pesagem para garantir a estabilização da massa dos blocos. Garantida a
estabilização, estes foram resfriados em contato com o ar, em temperatura ambiente. Já
resfriados, os blocos foram imersos em um tanque com água a temperatura de 21 à 25 graus
Célsius. Após 24 horas retiraram-se os corpos de prova do tanque, os mesmos foram
colocados sobre uma tela com abertura de 9,5 mm durante 60 segundos, em seguida utilizouse um pano úmido para a retirada da água superficial, para que desta forma os blocos fossem
pesados na condição de saturação com a superfície seca (condição sss). A partir dos valores
obtidos na pesagem dos blocos, pode-se chegar ao resultado final de absorção através da
equação (1), abaixo:
15
(1)
Onde:
– absorção total, expressa em porcentagem;
– massa do corpo de prova seco em estufa, expressa em gramas;
– massa do corpo de prova saturado, expressa em gramas;
2.2.5.1.3 Resistência à Compressão
Os ensaios de resistência à compressão dos blocos foram realizados de acordo com a
metodologia de ensaio descrita na NBR 12118/2013.
Para a realização dos ensaios, 8 corpos de prova de cada traço passaram pelo processo
de capeamento com argamassa, conforme é apresentado na Figura 9. Este procedimento visa
regularizar a superfície dos blocos que receberão a pressão exercida pela prensa, a fim de
evitar que haja falsa ruptura, resultante de irregularidades na superfície, que impossibilitam
que a carga seja igualmente exercida em toda área do bloco.
Figura 9 - Processo de capeamento
Fonte: Autor
A pasta, composta de cimento, areia e água, foi distribuída uniformemente em folhas
de jornal, localizadas sobre uma placa de vidro devidamente nivelada. Posteriormente os
blocos foram posicionados, cada um em uma folha já coberta de argamassa, fazendo com que
16
a mesma formasse uma camada de no máximo 3 mm de espessura, regularizando toda a
superfície do bloco. No dia seguinte realizou-se o processo novamente, para que fosse
capeado o outro lado dos blocos.
Para determinação do fbk , valor característico de resistência à compressão do bloco,
utilizou-se a Equação (2) extraída da norma NBR 6136/2007. Tal método é utilizado quando o
valor do desvio-padrão da fábrica não é conhecido.
 fb(1)  fb(2)  ... fb(i  1) 
fbk , est  2
  fbi
i 1


(2)
Onde:
fbk , est . – Resistência à compressão característica estimada do lote.
fb(1), fb(2),..., fbi – Resistência à compressão dos blocos da amostra, em ordem crescente
i = n/2 – Se n for par.
i = (n+1)/2 – Se n for ímpar.
n – Número de blocos da amostra.
A NBR 6136/2007 recomenda que a resistência do bloco a ser adotada deva seguir os
seguintes requisitos:
Subitem 6.5.1.2 Para determinação da resistência característica da
amostra ( fbk ), o valor do fbk deve ser igual a fbk , est. , não sendo
admitido valor de fbk inferior a ψ fb(1) ou seja, se o resultado for
inferior, adota-se para fbk o valor ψ fb(1) . Os valores de ψ estão
indicados na tabela 4, figura 11 e fb(1) é o menor valor individual da
amostra.
Assim, se fbk , est. < (ψ x fb(1) ), então: fbk = (ψ fb(1) );
Ou fbk = fbk , est.
17
Tabela 3 - Valores de ψ em função da quantidade de blocos
Quantidade
de blocos
Ψ
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
18
0,89 0,91 0,93 0,94 0,96 0,97 0,98 0,99 1,00 1,01 1,02 1,04
Fonte: NBR 6136-2007
2.2.5.1.4 Análise Visual dos Blocos
Para realização da análise visual, buscou-se comparar os blocos experimentais com os
blocos produzidos utilizando o traço padrão, a fim de analisar a possível aceitação destes no
mercado, considerando que a característica visual é de grande importância para os
consumidores.
2.2.5.1.5 Ensaio de aderência
Foi observada uma grande disparidade na textura e na aparência dos blocos,
decorrente da proporção resíduo/brita 0. Diante da discrepância existente, optou-se por
realizar um ensaio de aderência utilizando cada um dos blocos como substrato, a fim de
comparar e constatar se tais diferenças poderiam resultar em alterações significativas na
aderência de argamassa, que é de extrema necessidade para os métodos construtivos.
Para a realização do ensaio de aderência, foram separados 15 blocos, sendo 3
referentes a cada traço experimental e mais 3 referentes ao traço padrão. O procedimento
iniciou-se com a aplicação da argamassa na face dos blocos, para isso, posicionou-se sobre a
lateral destes uma fôrma de madeira dimensões de 14x39 cm e altura de 2,5 cm. Em seguida o
interior da forma foi preenchido com argamassa de traço 1 : 6 em massa (aditivada) rodada
em laboratório. Posteriormente efetuou-se o processo de sarrafeamento da superfície,
finalizando o procedimento que pode ser visualizado na Figura 10.
18
Figura 10 - Blocos com argamassa aplicada
Fonte: autor
Após período de quatorze dias, para ganho de resistência da argamassa, realizou-se o
ensaio de aderência, de acordo com a NBR 13528/2010. Para a realização do procedimento de
arrancamento foram efetuados, com auxílio de uma serra copo de 50 mm de diâmetro
acoplada em uma furadeira, 4 furos na camada de argamassa de cada bloco, como pode ser
visualizado na Figura 11.
Figura 11 – Furo na argamassa, utilizando serra copo
Fonte: Autor
É importante salientar que se faz necessário que o furo chegue até o início do
substrato. Tal manobra é sentida pela mudança de vibração na furadeira. Depois que os 15
blocos passaram pela etapa de perfuração, as superfícies circulares foram escovadas, a fim de
retirar impurezas que influenciam negativamente na aderência. Posteriormente foram coladas,
19
com cola à base de resina epóxi, pastilhas de 50 mm de diâmetro sobre os furos anteriormente
limpos, como mostra a Figura 12. Para que fosse realizado o arrancamento das pastilhas, foi
aguardado o período de uma hora e trinta minutos, para que estas estivessem bem fixadas pela
cola. Então executou-se o arrancamento de todas as pastilhas, utilizando um dinamômetro de
tração e uma célula de carga de leitura digital.
Figura 12 – Pastilhas coladas na argamassa para o ensaio de arrancamento
Fonte: Autor
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
De acordo com a NBR 12118/2013, foram realizados os ensaios de análise
dimensional, absorção de água e resistência à compressão dos blocos. Também foram
realizados ensaios de aderência conforme NBR 13528/2010. Segue abaixo a análise final dos
resultados de acordo com os parâmetros especificados por norma.
3.1 Análise Dimensional
Foram verificadas as dimensões de quarenta blocos, sendo oito blocos referentes a
cada traço executado. Todos os resultados apresentados na Tabela 4 se mostraram conformes,
de acordo com o parâmetro estabelecido por norma. Não se observou nenhuma influência
20
entre a proporção resíduo/brita e as dimensões dos blocos, haja vista que este parâmetro está
principalmente relacionado à boa conservação das formas e não do material empregado na
produção do concreto.
Tabela 4 – Resultado dos Ensaios de Análise Dimensional
CP
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
Limites
CP
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
Limites
Largura
(mm)
142,0
142,0
141,0
142,0
142,0
142,0
142,0
142,0
±2
Largura
(mm)
142,0
142,0
141,0
142,0
142,0
142,0
141,0
140,0
±2
100 % Resíduo
Altura
(mm)
190,0
190,0
189,0
190,0
189,0
190,0
189,0
190,0
±3
80% Resíduo + 20% Brita 0
Altura
(mm)
191,0
190,0
189,0
190,0
190,0
192,0
191,0
192,0
±3
Comprimento
(mm)
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
±3
Comprimento
(mm)
393,0
392,0
393,0
392,0
393,0
393,0
390,0
391,0
±3
21
CP
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
Limites
60% Resíduo + 40% Brita 0
Largura
Altura
(mm)
(mm)
142,0
191,0
141,0
193,0
141,0
189,0
141,0
190,0
142,0
191,0
142,0
190,0
141,0
191,0
141,0
192,0
±2
±3
CP
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
Limites
Largura
(mm)
142,0
142,0
141,0
142,0
141,0
142,0
142,0
141,0
±2
CP
Nº
1
2
3
4
5
6
7
8
Limites
Largura
(mm)
142,0
142,0
141,0
142,0
140,0
140,0
141,0
142,0
±2
40% Resíduo + 60% Brita 0
Altura
(mm)
188,0
189,0
189,0
188,0
192,0
190,0
191,0
191,0
±3
Padrão
Altura
(mm)
191,0
192,0
191,0
191,0
190,0
191,0
190,0
192,0
±3
Fonte: Autor
Comprimento
(mm)
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
±3
Comprimento
(mm)
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
±3
Comprimento
(mm)
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
393,0
±3
22
3.2 Absorção
Apesar da não linearidade entre os resultados de absorção e a proporção entre os
materiais empregados apresentados na tabela 5, verifica-se que para qualquer quantidade de
resíduo utilizada a absorção não ultrapassa o valor de 10% estabelecido pela norma.
Tabela 5 – Resultados dos Ensaios de Absorção
Traço / Massa (100% Resíduo + (80% Resíduo + (60% Resíduo (40% Resíduo +
0% Brita 0)
20% Brita 0)
+ 40% Brita 0)
60% Brita 0)
(g)
Bloco Seco
Bloco Saturado
Absorção
Padrão
10990
10730
11015
11175
11775
10880
10485
11200
11025
11300
10655
10900
11400
11130
11735
11820
11665
11730
11790
12455
11615
11475
11905
11635
12030
11435
11850
12170
11740
12440
7,21
8,96
6,51
5,51
6,08
Fonte: Autor
3.3 Resistência à compressão
Para fins de estudos comparativos, observa-se uma variação de quase 2,0 MPa em
alguns resultados de fbk obtidos de acordo com a quantidade de resíduo utilizada. Observamse também os desvios padrões obtidos, como apresentado na Tabela 6.
23
Tabela 6 - Resultados de resistência à compressão média das misturas
80% resíduo + 60% resíduo + 40% resíduo +
20% brita 0
40% brita 0
60% brita 0
Exemplares
100% resíduo
Padrão
Bloco 1
Bloco 2
Bloco 3
Bloco 4
Bloco 5
Bloco 6
Bloco 7
Bloco 8
fbk (MPa)
Média (MPa)
Desvio Padrão
5,4
5,4
4,4
6,3
4,3
6,4
5,8
5,4
6,4
4,3
6,7
6,1
6,1
6,8
4,5
6,6
6,0
6,1
7,0
4,7
6,7
6,2
6,2
7,2
4,8
6,7
6,3
6,2
7,2
5
6,9
7,1
6,5
7,2
5,4
7,1
7,1
7,3
7,5
6,2
5,7
5,4
4,4
6,0
4,1
6,6
6,2
6,0
6,9
4,9
0,5
0,6
0,85
0,41
0,63
Fonte: Autor
Para uma segunda análise, optou-se por eliminar o maior e o menor resultado de cada
uma das famílias ensaiadas, obtendo-se novos valores de resistência à compressão e desvio
padrão, conforme apresentado na Tabela 7.
Tabela 7 - Traço x Fbk corrigido (MPa)
100% Resíduo
80% Resíduo + 20% Brita 0
60% Resíduo + 40% Brita 0
40% Resíduo + 60% Brita 0
Fbk Corrigido
(MPa)
6,4
5,7
5,4
6,2
Padrão
4,1
Traço
Desvio Padrão
Corrigido
0,15
0,45
0,38
0,31
0,36
Fonte: Autor
Nesta segunda análise verifica-se uma diminuição significativa dos desvios padrões,
bem como um aumento dos valores de fbk, quando se diz respeito aos quatro traços contendo
resíduos em sua composição. Para o bloco padrão o fbk não apresentou diferença, porém o
desvio padrão também diminuiu. As variações, de acordo com as duas análises apresentadas,
podem ser visualizadas nos Gráficos 2 e 3.
24
Gráfico 2: Traço x fbk (MPa) - (Primeira Análise e Segunda Análise)
Traço x fbk (MPa)
fbk (MPa)
7
6,4
5,7
5,4 5,7
6
5
4
3
6,0 6,2
5,4
4,4
4,1 4,1
2
1
0
100% Resíduo
+ 0% Brita 0
80% Resíduo +
20% Brita 0
60% Resíduo +
40% Brita 0
40% Resíduo +
60% Brita 0
Padrão
Traços
Fbk norma
Fbk corrigido
Fonte: Autor
Gráfico 3: Traço x Desvio Padrão - (Primeira Análise e Segunda Análise)
Traço x Desvio Padrão
Desvio Padrão
0,51
0,5
0,45
0,4
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0,61
0,86
0,63
0,45
0,42
0,38
0,36
0,31
0,15
100% Resíduo +
0% Brita 0
80% Resíduo +
20% Brita 0
60% Resíduo +
40% Brita 0
40% Resíduo +
60% Brita 0
Padrão
Traços
Desvio Padrão norma
Desvio Padrão corrigido
Fonte: Autor
Utilizando-se os resultados anteriores à exclusão dos valores extremos, pode-se
observar que o traço 40% resíduo + 60% Brita 0, apresentou melhor resultado quando
25
comparado aos demais traços, com valor de fbk igual a 6,0 MPa, superando em
aproximadamente 46% a resistência à compressão obtida no traço padrão. Posteriormente à
eliminação dos valores extremos, a fim de diminuir o desvio padrão, obteve-se um maior
resultado para o traço com 100% de resíduo, apresentando um valor de fbk de 6,4 MPa, o que
caracteriza um aumento de 56% quando comparado ao traço padrão.
Vale ressaltar que independentemente da proporção, todos os blocos que apresentavam
resíduo em sua composição, apresentaram resultados de resistência à compressão superiores
aos obtidos nos ensaios realizados nos blocos originalmente produzidos (traço padrão),
conforme apresentado nas Tabelas 8 e 9.
Tabela 8: Incremento de resistência em relação ao traço padrão, sem a exclusão dos maiores e
menores resultados de resistência
Traço Experimental
100% resíduo
80% resíduo + 20% brita 0
60% resíduo + 40% brita 0
40% resíduo + 60% brita 0
Aumento em relação ao traço padrão
39,0%
31,7%
7,3%
46,3%
Fonte: Autor
Tabela 9: Incremento de resistência em relação ao traço padrão, após a exclusão dos valores
extremos
Traço Experimental
100% resíduo
80% resíduo + 20% brita 0
60% resíduo + 40% brita 0
40% resíduo + 60% brita 0
Aumento corrigido em relação ao
traço padrão
56,1%
39,0%
31,7%
51,2%
Fonte: Autor
Para análise desta pesquisa, trabalhar-se-á com os valores extremos descartados.
A fim de aprofundar a análise, procurou-se estabelecer uma relação entre a proporção
da mistura e a resistência à compressão, para tal excluiu-se o traço padrão. No Gráfico 4 estão
apresentados os valores obtidos.
26
Gráfico 4: Traço x fbk (MPa)
Traço - fbk (MPa)
Resistência à Compressão (MPa)
6,5
y = 0,375x2 - 1,965x + 8,025
R² = 0,961
6,4
6,25
6,2
6
5,75
5,7
Fbk (Mpa)
Polinômio (Fbk (Mpa))
5,5
5,4
40% Resíduo
+ 60% Brita 0
60% Resíduo
+ 40% Brita 0
80% Resíduo
+ 20% Brita 0
100% Resíduo
+ 0% Brita 0
5,25
Traço
Fonte: Autor
A curva gerada apresentou um R² (coeficiente de variação) de valor igual a 0,961, taxa
próxima do ideal (R² = 1,0). Desta maneira pode-se inferir que a resistência foi explicada de
maneira confiável pela proporção Resíduo / Brita 0.
A partir da curva comparativa, pode-se inferir que, com a diminuição da quantidade de
resíduo a resistência também diminui, porém observou-se um pico de resistência com a
combinação 40% resíduo + 60% Brita 0.
Diante da nova análise dos resultados, o traço composto por 100% resíduo obteve o
melhor desempenho no que se refere à resistência a compressão.
Diante dos resultados observados, pode-se relacionar a alta resistência do traço 100%
resíduo com a quantidade de material inerte, em função do cimento que não foi hidratado
durante a sua primeira utilização na produção dos blocos.
Observando-se a curva, nota-se uma diminuição na resistência a compressão à medida
que a proporção de resíduo também diminui, porém para o último traço analisado (40%
resíduo + 60% brita 0) houve um pico de resistência, atribuído à sua relação a/c reduzida
quando comparada à dos outros traços, decorrente da menor quantidade de água utilizada na
mistura em função da quantidade de finos existentes.
27
Todos os blocos rompidos, sendo oito de cada traço, obtiveram resistência à
compressão satisfatória, atendendo a determinação mínima de 2,0 MPa, da classe D de blocos
de concreto simples para vedação, para a qual o traço padrão foi dosado.
3.4 Análise da Aparência dos blocos
Para a comercialização dos blocos, um quesito analisado e correlacionado à boa
qualidade, é a aparência. Comparando-se os blocos do traço padrão com os blocos dos traços
experimentais, percebe-se que a boa aparência, entendida como superfície lisa e não rugosa,
decresce à medida que a proporção de resíduo diminui e a de brita 0 aumenta, conforme
mostra a Figura 13, abaixo.
28
Figura 13 - Aparência dos blocos
Fonte: Autor
3.5 Ensaio de Aderência
Diante da diferença observada na textura e aparência dos blocos, esperava-se obter
uma proporcionalidade direta entre a rugosidade e a aderência, porém os resultados não
apresentaram uma variação significativa que se relacionasse com o padrão esperado, obtendo,
desta forma, os maiores valores de aderência nos blocos de aparência mais lisa (100% resíduo
e traço padrão), como se pode observar na tabela 10. A fim de obter um comparativo mais
real, para o cálculo das médias optou-se por classificar alguns valores como nulo, pois estes
obtiveram resultados extremamente baixos, o que os caracterizou como falha de execução.
29
Tabela 10: Resistência de aderência à tração
Traço
Bloco 1
Bloco 2
Bloco 3
Média total
Resistência de aderência à tração
80%
60%
40%
resíduo +
resíduo +
resíduo +
100% resíduo
20% brita 40% brita 60% brita
0
0
0
0,51
0,10
0,46
0,48
0,29
-0,12
0,46
0,47
0,25
0,22
0,37
0,28
0,28
0,17
0,23
0,17
0,17
0,23
0,38
0,31
0,12
0,36
-0,14
0,29
0,36
0,15
0,24
0,31
0,26
0,45
0,19
0,36
0,25
0,34
0,44
0,33
0,12
0,39
0,38
0,36
-0,12
0,33
0,21
0,25
0,15
0,31
0,25
0,25
Fonte: Autor
0,32
Padrão
0,32
0,30
0,45
0,32
0,47
0,56
0,48
0,72
0,31
0,48
0,26
0,56
0,43
30
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A pesquisa realizada em prol do meio ambiente, visando à sustentabilidade e o
princípio da ecoeficiência, a partir da reciclagem de resíduos provenientes de blocos de
concreto, e a sua reutilização para a produção de novos blocos, mostrou-se extremamente
satisfatória em relação aos seus objetivos, alcançando resultados que atenderam a todas as
especificações e parâmetros determinados por norma.
Além de atender os requisitos mínimos diante dos resultados de resistência à
compressão, observou-se uma superioridade significativa dos blocos que substituíram na sua
composição parte de seus agregados por resíduos, quando comparados aos blocos de traço
padrão produzidos pela fábrica de pré-moldados, tendo um aumento que variou de 31 a 56%.
Este aumento considerável na resistência à compressão está atribuído à teoria inicial de que a
não hidratação dos grãos de cimento manteria o material inerte e dessa forma, a partir de sua
reutilização, ocorreria a sua hidratação e consequentemente haveria um ganho de resistência.
Diante dos resultados obtidos verificou-se, através de uma análise de custos da
empresa Santa Alice Construções e Incorporações, a economia e a viabilidade da
implementação dos processos de reciclagem e reutilização dos resíduos. Foi estimado que 3,3
m³ de resíduos que seriam descartados diariamente, poderiam ser reutilizados, originando por
dia, uma média de 400 novos blocos, que teriam um custo reduzido de produção de até 40%.
Desta forma, estima-se que seriam economizados mensalmente R$1.500,00, que são
atualmente utilizados para a retirada e deposição dos resíduos. Estima-se que mensalmente
poderiam ser produzidos 10.000 blocos provenientes da reutilização dos resíduos, gerando
uma economia de R$2.200,00 decorrente da não retirada de resíduos da fábrica e da não
utilização de agregados na produção, além de um faturamento de aproximadamente R$
18.000,00 proveniente da venda destes blocos.
Tendo em vista os resultados positivos que favoreceram, de uma forma geral, tanto o
meio ambiente quanto a qualidade dos blocos, reduzindo praticamente a zero os resíduos que
seriam descartados, iniciou-se um projeto na fábrica onde foram realizados os estudos,
visando pôr em prática, e em grande escala, o processo executado durante a elaboração deste
trabalho, incluindo a construção de uma baia exclusiva para armazenamento dos resíduos.
Porém, para que o procedimento seja totalmente padronizado, indica-se um estudo mais
aprofundado com relação ao processo de cominuição dos resíduos, podendo este, ser realizado
com equipamentos mais indicados e eficientes, como por exemplo, um britador.
31
O estudo em longo prazo da inserção dos resíduos provenientes dos blocos de concreto
na fabricação de novos blocos mostrou-se promissor e visa alcançar um futuro que insere, no
seu dia-a-dia, a sustentabilidade como caminho de crescimento.
32
REFERÊNCIAS
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composição granulométrica: NBR NM 248. Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Agregado em estado solto
determinação da massa unitária: NBR 7251.. Rio de Janeiro, 1982. 3 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
concreto: Especificação: NBR 7211. Rio de Janeiro, 2009. 9p.
Agregados
para
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Blocos vazados de concreto
simples para alvenaria: Métodos de ensaio: NBR 12118. Rio de Janeiro, 2013. 12 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Blocos vazados de concreto
simples para alvenaria: Requisitos: NBR 6136. Rio de Janeiro, 2007. 9p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Edificações habitacionais desempenho: Sistemas de vedações verticais internas e externas – SVVIE: NBR 155754.. Rio de Janeiro, 2013.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Revestimento de parede e tetos
de argamassas inorgânicas – Determinação da resistência de aderência à tração: NBR
13528.. Rio de Janeiro, 2010.
BORGER, S. de M.; PORTO, L. F. A.; LIMA, N. P. R., Reaproveitamento dos resíduos
industriais de bloco de concreto. Universidade Católica de Brasília, Brasília, 2013.
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Resíduos Sólidos; altera a Lei nº 9.605, de 12 de fevereiro de 1998; e dá outras providências.
BUTTLER, Alexandre Marques. Concreto com agregados graúdos reciclados de concreto:
influência da idade de reciclagem nas propriedades dos agregados e concretos reciclados.
2003. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade de São Paulo. São Carlos.
33
CONAMA, Resolução no 307, de 05 de julho de 2002. Diretrizes e procedimentos para
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LASSO, P. R. O.; GUANOR, J. R.; CARDOSO, R. D.; BERNARDI, A. C. de C.; VAZ, C.
M. P.; OLIVEIRA, C. R. de; BACCHI, O. O. S. Utililização de resíduos de construção e de
demolição reciclados (RCD-R) como corretivos da acidez do solo In: WORKSHOP DA
REDE AGRORECICLA CARACTERIZAÇÃO, APROVEITAMENTO E GERAÇÃO DE
NOVOS PRODUTOS DE RESÍDUOS AGRÍCOLAS, AGROINDUSTRIAIS E URBANOS,
2010, São Carlos, SP. Anais de Congresso. São Carlos; Embrapa Instrumentação
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