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__________________________________________________________________________________________ Carin Maria Schmitt. Porto Alegre: PPGEC/UFRGS, 2004 0 UNIVERSIDADE COMUNITÁRIA DA REGIÃO DE CHAPECÓ ÁREA DE CIÊNCIAS EXATAS E AMBIENTAIS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Luiz Eduardo Cassol Daga UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS RESULTANTES DO PROCESSO EM BRITADORES DA REGIÃO DE CHAPECÓ, EM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL A AREIA NATURAL NA CONFECÇÃO DA ARGAMASSA DE REVESTIMENTO Chapecó 2015 Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 1 Luiz Eduardo Cassol Daga UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS RESULTANTES DO PROCESSO EM BRITADORES DA REGIÃO DE CHAPECÓ, EM SUBSTITUIÇÃO PARCIAL A AREIA NATURAL NA CONFECÇÃO DA ARGAMASSA DE REVESTIMENTO Monografia II apresentada ao Curso de Engenharia Civil da Universidade Comunitária da Região de Chapecó, como parte dos requisitos para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Me. Andrea Giovana Foltran Menegotto Chapecó 2015 __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 2 Dedico este trabalho principalmente a Deus e meus familiares que me agregam ensinamentos que consolidam um caminhamento adequado e seguro na elaboração do trabalho... Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 3 AGRADECIMENTOS Agradeço aos representantes do britador Oliveira pela atenção e dedicação para auxiliar na fundamentação, juntamente com a disponibilidade dos resíduos gerados para o desenvolvimento das análises. Agradeço a Instituição UNOCHAPECÓ pela disponibilidade cedida do laboratório para ensaios e análises necessárias, em paralelo os representantes e responsáveis pelo mesmo que auxiliam nas atividades. Agradeço a Profª Andrea Giovana Foltran Menegotto, orientadora deste trabalho, pela disponibilidade e atenção cedida sempre que requisitada, pelo caráter dedicado em auxiliar na consolidação dos fundamentos e ideologias que me guiarão na elaboração da atividade. Conhecimento que agregam valores para uma carreira profissional. Levarei gratidão por seu conhecimento cedido para toda ação profissional. Em especial agradeço aos meus familiares, principalmente ao meu pai, mãe, irmã e namorada por todo o apoio emocional que me consolidaram, uma segurança necessária para enfrentar as dificuldades e vencer mais uma etapa na vida. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 4 “Sábio é o ser humano que tem coragem de ir diante do espelho a sua alma para reconhecer seus erros e fracassos e utiliza-los para plantar as mais belas sementes no terreno de sua inteligência”. Augusto Cury Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 5 RESUMO DAGA, Luiz Eduardo. Utilização dos resíduos do processo de britadores da região de Chapecó na confecção da argamassa de revestimento. Trabalho de Conclusão (Graduação em Engenharia Civil) – Curso de Engenharia Civil, UNOCHAPECÓ, Chapecó-SC, 2015. O cenário do desenvolvimento social demanda da construção civil uma produção elevada de materiais e instrumentos que consolidam as ações humana. Em contrapartida ao atendimento de toda a necessidade ocupacional e infraestrutura urbana os processos na construção estão focados em cumprir as necessidades exigidas nas operações do desenvolvimento social, deixando lacunas de carência na referência de qualidade e sustentabilidade dos processos produtivos. Nessa ideologia empregada à construção civil é destaque que o consumo de matérias primas, transforma parte destes produtos em resíduos que impactam o meio ambiente. No trabalho, foi estudada a substituição parcial de agregado miúdo em argamassas por resíduos gerados em processos de britadores em porcentagens de (5%, 10% e 15%) onde os mesmos foram analisados sobre atributos de uma argamassa referência. Ficou evidente que a substituição parcial da areia por resíduo de britador melhorou as propriedades mecânica da argamassa, aumentando os valores de tração na flexão, módulo de elasticidade e compressão. Destacando os valores da substituição com 15% de resíduo para as propriedades de tração na flexão com acréscimo de 25,00% e módulo de elasticidade com aumento de 63,74% para 28 dias de cura. Os valores de compressão tiveram maior amplitude para o traço com substituição de 10%, com valores máximos aos 28 dias de cura, resultando em um aumento de 9,69%. No estado fresco a substituição por resíduo também aumentou a fluidez, principalmente para traço de 5% de substituição e diminuiu a retenção de água conforme aumenta a porcentagem de substituição. Desta forma conclui-se que o resíduo em questão pode ser trabalhado como componente na confecção de argamassa, pois sua utilização em substituição da areia nas proporções estudadas atribui melhoras nas propriedades da argamassa, melhorando seu potencial para utilização em construções. Palavras-chave: Sustentabilidade. Impacto ambiental. Resíduos. Argamassa de revestimento. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 6 LISTA DE FIGURAS Figura 01- Coeficiente de absorção em relação ao substrato ................................................... 20 Figura 02- Ação do Teor de Aditivo na Retenção de água ...................................................... 21 Figura 03- Classificação quanto à consistência. ....................................................................... 22 Figura 04- Absorção de água em blocos cerâmicos e de concreto ao longo do tempo ............ 23 Figura 05- Relação Aglomerante e Agregada em massa na perda de Água ............................. 24 Figura 06- Perda de água em relação à espessura do substrato. ............................................... 24 Figura 07- Retração em relação a quantidade de adição de cal ................................................ 25 Figura 08- Representação módula de deformação secante (Ecs) ............................................. 36 Figura 09- Carregamento para determinação do módulo de elasticidade ................................ 37 Figura 10- Estoque em britador do material ............................................................................. 40 Figura 11- a) Materiais em resfriamento; b) Pesagem da amostra; .......................................... 41 Figura 12- a) colocação do resíduo no sistema vibratório; b) colocação areia no sistema vibratório- c) auxilio de pinceis para colocação material; d) controle do tempo de vibração. . 42 Figura 13-a) Areia; b) Resíduo;................................................................................................ 43 Figura 14- Material em estufa .................................................................................................. 44 Figura 15- a) Colocação areia na padiola; b) Colocação de resíduo na padiola; c) Arrasamento areia; d) Resíduo já arrasado; ................................................................................................... 45 Figura 16- a) Pesagem capsula amostra; b) Adição areia ao picnômetro; c) Adição do resíduo de britador ao picnômetro; ........................................................................................................ 46 Figura 17- a) Pesagem picnômetro com areia; b) Pesagem picnômetro com resíduo de britador; .................................................................................................................................... 47 Figura 18- a) Limpeza amostra de resíduo de britador; b) Amostra areia na peneira; ............. 48 Figura 19- a) Pesagem agregado miúdo; b) Pesagem cal; c) Pesagem cimento; d) Agrupamento dos conjuntos de potes marcado com respectivas substituições por resíduo;.... 49 Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 7 Figura 20- a) Adição de areia na cuba; b) Adição de cal e cimento na cuba; c) Inicio da mistura; d) Adição de água na cuba; ........................................................................................ 50 Figura 21- Analise de aderência; .............................................................................................. 51 Figura 22- a) Adição argamassa no molde tronco-cônico; b) Aplicação soquete metálico; c) Arrasamento da superfície; ....................................................................................................... 52 Figura 23- a) Retirada molde tronco-cônico; b) Manivela manual para os 30 golpes; ............ 53 Figura 24- a) Correção papel filtro; b) Pressão 51mm mercúrio; c) Retirada do excesso de umidade do papel filtro; d) Pesagem do prato e papel filtro; ................................................... 54 Figura 25- a) Aplicação soquete metálico; b) Processo de sucção no equipamento; c) Água retida pela sucção; d) Pesagem do conjunto após a sucção; ..................................................... 55 Figura 26- a) Limpeza com escovão; b) Limpeza com pano; c) Passagem óleo mineral; ....... 56 Figura 27- a) Uniformidade da camada media; b) Adensamento camada media;.................... 57 Figura 28- a) Adição argamassa na camada final; b) Adensamento camada final; c) Arrasamento superficial;........................................................................................................... 58 Figura 29- a) Desforma dos corpos de prova; b) Deposição corpos de prova; ........................ 59 Figura 30- a) Adição argamassa nos molde; b) Aplicação soquete metálico; c) Arrasamento superficial; d) Corpos de prova prontos; .................................................................................. 60 Figura 31- Corpos de Prova em Repouso; ................................................................................ 61 Figura 32- a) Disposição corpo de prova no dispositivo; b) Inicio da ruptura; c) Corpo de prova rompido; d) Resultado do carregamento para ruptura; ................................................... 62 Figura 33- a) Corpos de prova usados; b) Inicio ruptura na compressão; c) Corpo de prova rompido; d) Resultado de carregamento para ruptura; ............................................................. 63 Figura 34- Limpeza com ar no conjunto de ruptura; ................................................................ 64 Figura 35- a) Retificação do corpo de prova; b) Sistema de rompimento; c) Corpo de prova rompido; ................................................................................................................................... 65 Figura 36- Granulomtria da areia ............................................................................................. 67 Figura 37- Granulométria do residuo de britador ..................................................................... 68 Figura 38- Resultado da fluidez em cada traço; ....................................................................... 70 __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 8 Figura 39- Gráfico da relação “substituição por resíduo x retenção de água” ......................... 71 Figura 40- Gráfico da relação “substituição por resíduo x resistência à tração na flexão” ...... 72 Figura 41- Gráfico da relação “substituição por resíduo x resistência à compressão” ............. 73 Figura 42- Módulo de elasticidade x substituição por resíduo; ................................................ 75 Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 9 LISTA DE TABELAS Tabela 01- Limites de distribuição granulométricos do agregado miúdo. Erro! Indicador não definido.18 Tabela 02- Porcentagem de resíduos formada no processo construtivo. .................................. 27 Tabela 03- Abertura de malhas para ensaios de peneiramento ................................................ 31 Tabela 04- Quantidade mínima por amostra ............................................................................ 32 Tabela 05- Quantidade mínima por amostra ............................................................................ 33 Tabela 06- Traços utilizados..................................................................................................... 51 Tabela 07- Granulométria da areia; .......................................................................................... 66 Tabela 08- Granulométria do resíduo de britador; ................................................................... 67 Tabela 09-Resultado dos ensaios de massa específica;............................................................68 Tabela 10- Resultado dos ensaios de massa unitária; ............................................................... 69 Tabela 11- Resultado material pulverulento ............................................................................. 69 Tabela 12- Resultados da retenção de água .............................................................................. 71 Tabela 13- Resultados de tração na flexão ............................................................................... 72 Tabela 14- Resultados de Compressão ..................................................................................... 73 Tabela 15- Resultados de módulo de elasticidade .................................................................... 74 __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 10 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas; NBR – Norma Brasileira; MPa – Mega Pascal; CP II Z: Cimento Portland Pozolânico, Classe 2; Eci: Módulo de elasticidade ou módulo de deformação tangente inicial; Ecs: Módulo de deformação secante; F: Força; Fc: Resistencia á compressão simples; g: Gramas; %: Percentagem; °C: Graus Celsius; εa: Deformação específica média dos corpos-de-prova ensaiados sob a tensão básica; εb: Deformação específica média dos corpos-de-provaensaiados sob a tensão maior; εi: Variação dimensional; бa: Tensão básica; бb: Tensão maior; Ra: Retenção de água; RCD: Resíduo de construção e demolição; Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 11 SUMÁRIO 1.INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 12 1. Objetivos ............................................................................................................................... 14 1.1.1 Objetivo geral .................................................................................................................. 14 1.1.2 Objetivos Específicos ...................................................................................................... 14 1.2 Justificativa ......................................................................................................................... 15 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................... 16 2.1 Argamassas para Revestimento .......................................................................................... 16 2.1.1 Histórico .......................................................................................................................... 16 2.1.2 Materiais Constituintes da Argamassa .......................................................................... 16 2.1.2.1 Cimento ........................................................................................................................ 16 2.1.2.2 Agregado Miúdo .......................................................................................................... 17 2.1.3 Propriedades da Argamassa ........................................................................................... 18 2.1.3.1 Trabalhabilidade .......................................................................................................... 18 2.1.3.2 Retenção de Água ........................................................................................................ 19 2.1.3.3 Plasticidade e Consistência ......................................................................................... 21 2.1.3.4 Retração ....................................................................................................................... 22 2.2 Impactos ambientais da mineração ..................................................................................... 25 2.3 Trabalhos correlatos ........................................................................................................... 28 2.4 Ensaios Laboratoriais ......................................................................................................... 31 2.4.1 Análise granulométrica .................................................................................................. 31 2.4.2 Determinação massa unitária ........................................................................................ 32 2.4.3Determinação massa especifica ...................................................................................... 33 2.4.4Determinação material pulverulento .............................................................................. 33 2.4.5 Confecção da argamassa e índice consistência ............................................................. 34 2.4.6 Determinação da retenção de água ................................................................................ 34 2.4.7 Determinação Módulo de Elasticidade .......................................................................... 36 2.4.8 Determinação da resistência á compressão do corpo de prova de argamassa ............. 37 2.4.9 Determinação da resistência á tração na flexão em corpos prova ............................... 38 3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS .................................................................... 39 3.1 Resíduos gerados no processo no britador ......................................................................... 39 3.2 Caracterizações dos materiais ............................................................................................. 40 3.2.1 Ensaios de caracterização granulométrica .................................................................... 40 3.2.2 Ensaio determinação massa unitária ............................................................................. 43 __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 12 3.2.3 Ensaio determinação massa específica .......................................................................... 45 3.2.4 Ensaio de Determinação Material Pulverulento ........................................................... 47 3.3 Preparações dos corpos de prova ........................................................................................ 48 3.3.1 Preparações das Argamassas ......................................................................................... 48 3.3.2 Ensaio Determinação da Fluidez da Argamassa ......................................................... 51 3.3.3 Ensaio de retenção de água ............................................................................................ 53 3.3.4 Moldagens dos corpos de prova prismático ................................................................... 55 3.3.5 Cura corpos de prova prismático ................................................................................... 58 3.3.6 Moldagens Corpos de Prova Cilíndricos ....................................................................... 59 3.3.7 Curas dos Corpos de Prova Cilíndricos ......................................................................... 60 3.4Ensaios específicos .............................................................................................................. 61 3.4.1 Ensaio de Resistência a Tração na Flexão e à Compressão ......................................... 61 3.4.2 Ensaios de Módulo de Elasticidade................................................................................ 64 4. RESULTADOS E ANÁLISES .......................................................................................... 66 4.1 Ensaio granulométrico dos agregados ................................................................................ 66 4.2 Determinação massa especifica .......................................................................................... 68 4.3 Determinação massa unitária .............................................................................................. 69 4.4 Determinação material pulverulento .................................................................................. 69 4.5 Determinação da fluidez nos traços .................................................................................... 70 4.5 Determinação da retenção de água ..................................................................................... 70 4.6 Determinação da resistência a tração na flexão .................................................................. 72 4.7 Determinação da resistência a compressão ........................................................................ 73 4.8 Determinação do módulo de elasticidade ........................................................................... 74 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................................. 76 APÊNDICES A, B, C, D, E e F..............................................................................................84Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 13 1.INTRODUÇÃO A natureza é um elemento explorado pela ação humana para suprir as necessidades vivenciadas, em paralelo ao aumento das necessidades sociais, as operações de consumo do potencial ambiental vêm aumentando, em contrapartida esse aumento vem sendo sentida pela natureza que está sendo degradada em ações que não complementa com seu ciclo de renovação. Em resultado desses fatores, surgiram indicadores de reação da natureza com a ação sofrida, fatores climáticos e ambientais passaram a ser imprevisíveis, sinistros passaram a se tornarem mais constantes, controle e disposição da estrutura de consumo humano passou a se tornar preocupante nas demandas atuais e imprevisíveis para gerações futuras. No contexto atual, a natureza deixou de ser tratada somente pelo aspecto predatório humano e começou a discutir a relação do homem com o meio. As abordagens dos impactos sociais aumentam conforme os mesmos resultam em problemas aos geradores. Soluções ou ações amenizadoras já estão sendo adotadas, ou administradas para garantir uma convergência do avanço social sem resultar efeitos no ambiente. Nesta compreensão das necessidades de atuação humana, a engenharia se torna fator dominante de mudança de caráter. Salvo sua ação na economia mundial, o mesmo é responsável por gerar maior impacto, tanto em processos extrativos, execução e principalmente na geração de resíduos. Já existem muitos trabalhos que demostram caminhos a seguir para uma finalidade mais sustentável dentre os processos de construção, que pode ao mesmo tempo atender com propriedades satisfatórias, amenizando os impactos. Uma maior atuação das leis e normas reguladoras ao ponto de que levem a concepção da preservação ambiental, social e cultural pode auxiliar no processo de transformação cultural empregada na atividade de construções. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 14 O fundamento deste trabalho é indicar a possibilidade de reutilizar resíduos gerados pelo processo em britadores como possibilidade de substituir o agregado miúdo, que vem sendo muito explorado em ritmo agressivo nos últimos anos. A aceitação do traço é feito em forma de determinar características como resistência a compressão, para analisar a possibilidade do uso deste resíduo como material de construção. A receptividade no mercado vai depender da capacidade de atender a demanda do mercado, em pensamentos consumistas. O planeta indica e pede por iniciativas sustentáveis, o homem como instrumento de ação deve gerir um novo processo para alimentar a necessidade social, respeitando as nossas riquezas naturais. 1.1 Objetivos 1.1.1 Objetivo geral Verificar a influência que a variação do traço volumétrico com a substituição parcial crescente de resíduos gerados no processo de britagem apresenta sobre as principais características da argamassa de revestimento, a fim de buscar melhorar sua qualidade de aplicação. 1.1.2 Objetivos Específicos - Caracterizar os resíduos gerados no processo de um dos britadores da região de Chapecó (SC). - Confeccionar diferentes traços em porcentagem, analisando resultados no estado plástico por ensaios de consistência e retenção de água. - Confeccionar argamassa com areia natural, gerindo a mesma como padrão para analise dos resultados. -Analisar as características no estado endurecido como resistência a tração na flexão, resistência a compressão e módulo de elasticidade. Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 15 1.2 Justificativa Juntamente com o avanço e o desenvolvimento da sociedade, cada vez mais esta sendo explorado o potencial ambiental, recursos naturais vem se tornando escassos ou preocupantes para gerações futuras. Todos esses consumos de recursos em um processo de desenvolvimento geram resíduos e elementos que afetam a própria estrutura e o ciclo ambiental. A construção civil nesse aquecimento do desenvolvimento, por sua estrutura artesanal pouca desenvolvida de atuação, torna-se protagonista do consumo de recursos e criação de resíduos de impacto ambiental e social. O concreto e argamassa são elementos característicos de todo esse processo, como componentes principais desses elementos os agregados (areia, brita, aditivos) estão cada vez mais sofrendo e gerando impactos ambientais. Estudos afirmam que toneladas de agregados são consumidas para produção de concreto e ao mesmo expoente de consumo vão sendo gerados elementos inservíveis que impactam a sociedade. Cabe à nova formação profissional tomar iniciativas viáveis ao desenvolvimento. Nesta mentalidade vem surgindo métodos de produção onde são reutilizados resíduos provenientes de processos de transformações de matérias primas ou propriamente elementos inservíveis como substitutos parciais para a elaboração de concretos e argamassas na construção civil, com finalidades de diminuir o impacto do consumo de recursos e ampliar a destinação de resíduos antes descartáveis. Nessa linha de pensamento destacam-se os trabalhos de Andrioli (2007), Secco (2013) e Oliveira (2013) que elaboraram artigos com possibilidades fundamentadas e aprovadas tecnicamente na reutilização de materiais inservíveis ou pouco utilizados na confecção de elementos na construção civil, ademais destaca nos trabalhos a ação de minimizar a falta de destinos dos materiais utilizados. A reutilização desses resíduos como componentes em argamassas de revestimento pode surgir como uma nova estrutura para a construção civil, limitando o consumo principalmente de agregados miúdos e fornecendo um reuso a um resíduo antes inservível as ações humanas. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 16 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2.1 Argamassas para Revestimento 2.1.1 Histórico Segundo Alvarez (2005), em suas contribuições no primeiro Congresso Nacional de Argamassa em Portugal constam, que a necessidade do homem de sobrevivência fez com que nos primórdios utilizassem, aglomerados de terra umedecida com folhas para proteção em dormitórios temporários, com o descobrimentos de ação de elementos o sistema foi evoluindo ate ser criado uma mistura com potencial “argamassas”. Há testemunhos VIII a.C em Yftah´el, Galileia, hoje estado de Israel. As indicativas veem de simples misturas de cal ou gesso como ligante de matérias ou na própria modelação de detalhes em estatuas e monumentos. Segundo o mesmo a produção era familiar e se dissipava de hora em diante para vários povos, cada um com segmentos particulares de cultura para suas utilizações. De acordo com Carasek (2007) o sistema se concedeu um meio construtivo posterior à ação dos romanos, quando os homens tiveram a ideia de misturar materiais aglomerantes, a pozolana (cinzas vulcânicas) de modo a criar um material utilizado principalmente em revestimento de suas estruturas de moradias. Óleos, gorduras animais e até mesmo sangue eram utilizados para melhorar propriedades. No Brasil, a argamassa passou a ser utilizada no primeiro século para assentamento de alvenaria de pedra. A cal utilizada na argamassa era obtida através da queima de conchas e mariscos. O óleo de baleia era também muitoutilizado como aglomerante nas argamassas empregadas (WESTPHAL, 2004). 2.1.2 Materiais Constituintes da Argamassa 2.1.2.1 Cimento Segundo Varela e Vieira (200?) os romanos foram os primeiros a usar misturas de cal, areia e pedra lascada com água como materiais de construção. A fragilidade de estruturas fez com que os mesmos experimentassem outras composições para formação dos elementos Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 17 estruturais, foi então onde descobriram que determinadas rochas vulcânicas podem adquirir uma maior resistência com adição de cal na reação com a água. As propriedades hidráulicas obtidas pelas mistura dos romanos foi explicada por Louis Vicat em 1817, onde elaborou uma teoria da hidraulicidade detalhando proporcionalmente as quantidades necessárias de calcário e sílica para um melhor aglutinante hidráulico. Ainda segundo o autor no ano de 1846 surge a primeira indústria cimento graças às novas tecnologias que possibilitaram a criação em massa para atender o mercado, tornando o setor elementos comercial. De acordo com Tutikian e Helene (2011) no Brasil os estudos do cimento iniciou com as instalações mais avançadas na Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP) em 1899. A partir de 1920 com as novas projeções tecnológicas e desenvolvimento social, o concreto armado passou a ser presente em grande escala, totalizando praticamente uma soberania de mercado no desenvolvimento urbano, entrando em consequência a necessidades de indústrias de cimento no Brasil. O cimento tem características de aumentar o comportamento mecânico, mas em teores autos o mesmo acaba se tornando nocivos por aumentar retração. (NASCIMENTO et al. 200?) 2.1.2.2 Agregado Miúdo Nos relatos históricos de Zanette (200?), os mais antigos dados relacionados ao uso da areia na construção civil, aparecem no sitio arqueológico de Tell Mureybet (atual Síria) onde foram encontradas casas construídas com areia comprimida. Segundo o mesmo, os romanos aperfeiçoaram a argamassa, consolidando o uso da areia como agregado e do cimento pozolâmico como aglomerante, formando uma massa de alta plasticidade, fácil de moldar e que após endurecimento ganha resistência e durabilidade, alavancando a construção civil. Para NBR 7211 (ABNT, 2005, p. 3), “agregados miúdos são cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos na peneira com abertura de malha de 150 µm, em ensaio realizado de acordo com a ABNT NBR NM 248”, ainda de acordo com a mesma norma é indicado na tabela 1 limites de distribuição granulométrica do agregado miúdo. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 18 Tabela 01: Limites de distribuição granulométricos do agregado miúdo. Peneira com abertura de malha Porcentagem, em massa, retida acumulada. Limite Inferior Limite Superior Zona utilizável Zona Ótima Zona Ótima Zona Utilizável 9,5mm 0 0 0 0 6,3mm 0 0 0 7 4,75mm 0 0 5 10 2,36mm 0 10 20 25 1,18mm 5 20 30 50 600 um 15 35 55 70 300um 50 65 85 95 150 um 85 90 95 100 NOTA 1: Módulo de finura na zona ótima varia de 2,20 a 2,90 NOTA 2: Módulo de finura a zona utilizável inferior varia de 1,55 a 2,20 NOTA 3:Módulo de finura a zona utilizável superior varia de 2,9 a 3,5 Fonte: adaptado da NBR 7211 (ABNT, 2005) Para Cincontto, John e Carneiro (1997) uma argamassa constituída com granulometria uniforme vai interferir na trabalhabilidade. A uniformidade vai dificultar o deslizamento dos grãos, sendo determinante o estudo de uma uniformidade ótima para a confecção. Para Pandolfo, Masuero e Tiecheros (2005) os finos da areia aumentam muito a demanda de água para obter a trabalhabilidade adequada. Segundo os mesmo, níveis de granulometria prevalentemente de finos não resulta em maiores resistência, a qual estaria ligada a máxima compacidade, conseguida com uma granulometria descontínua (grãos finos e grossos). Em contraposto Guacelli (2013) afirma que as argamassas produzidas com areia britada de rocha calcária com 6,0% de finos apresentaram menor teor de ar aprisionado, menor densidade de massa aparente, melhorando o empacotamento da mistura gerando maiores resistências à compressão e tração na flexão que argamassas de areia britada com 0,7% de finos, tendo o aumento de finos uma melhora nas propriedades. 2.1.3 Propriedades da Argamassa 2.1.3.1 Trabalhabilidade Considera-se uma argamassa trabalhável, quando não segrega ao ser transportada, não endurece rapidamente, distribui-se pela superfície, facilitando preencher as reentrâncias do Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 19 substrato, e é facilmente manuseada pelo profissional, permanecendo plástica por tempo suficiente para que seja aplicada no substrato. Os principais fatores que aumentam o grau de trabalhabilidade é a adição de bolhas de ar e cal (SILVA 2005). Elucidado por Krüger, Souza, Konofal (2013), uma propriedade muito ligada à trabalhabilidade é a coesão. A falta de coesão da mistura pode acarretar a desagregação dos materiais. Ideal é que se apresenta coesão e trabalhabilidade adequadas. Coeso é aquele que se apresenta homogêneo e sem separação de materiais da mistura em todas as fases de sua utilização. A coesão depende muito da proporção de partículas finas na mistura. A grande quantidade de finos presentes nos agregados envolvem as partículas de cimento com prejuízo às propriedades, o excesso desses materiais pulverulentos exige a adição de uma quantidade maior de água para manter a trabalhabilidade. No estudo da influencia das propriedades da cal na argamassa Coelho, Torgal e Jalali (2009) determinam que referente à trabalhabilidade a cal com teores de 0,15% influencia para uma trabalhabilidade estável, para adições acima de 0,2% o slump já começa a ser indeterminável por tal efeito da adição. O efeito da cal é atribuído em proporções menores que outros aditivos como incorporador de ar que proporciona melhoras de trabalhabilidade em proporções acima de 0,15%. Afirmado por Silva et al, (2005), a facilidade com que a argamassa é espalhada está relacionada com os fenômenos de movimentação e de lubrificação existentes entre suas partículas internas. Para argamassa industrializada a lubrificação é realizada pela presença de bolhas de ar (ao adicionar incorporador de ar), para argamassa tradicional principalmente pela presença de partículas de água, sendo melhorada pela adição da mesma. Ainda segundo esta pesquisa, ambas (bolhas de ar e partículas de água) possuem um atrito superficial baixo e elasticidade elevada favorecendo a mobilidade da argamassa quando uma tensão de deformação for aplicada. A quantidade de partículas de água está relacionada com a quantidade de área superficial requerida para ser molhada. 2.1.3.2 Retenção de Água Determinado por Bauer (2007), a retenção de água corresponde á propriedade que confere à argamassa a capacidade de não alterar sua trabalhabilidade, mantendo-se aplicável por um __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 20 período adequado de tempo quando sujeita a solicitações que provoquem perda de água, seja ela por evaporação, sucção do substrato ou reações de hidrataçãoentre os componentes em mistura. No estudo da influência da preparação do substrato na retenção de água por Carasek et al, (2002) foi determinado que as superfícies influenciem na absorção de água dos revestimentos. Sendo destacada a ação em substratos sem preparação ou com simples composições como de cal ou chapisco pobre que vai resultar em maior absorção que em superfícies preparadas com chapiscos mais ricos com polímeros (PVA e SBR) devido ao menor numero de poros gerado pela ocupação dos polímeros. Ainda segundo as informações extraídas da pesquisa do autor é importante citar que há diferença de absorção em blocos e juntas de assentamentos. Onde todos os substratos de blocos obterão menor retenção de água que as juntas e a influência dos polímeros é menor nos blocos em relação às juntas. A diferença de retenção de água nos blocos e juntas pode ocasionar manchas de umidade, destacando as juntas nos revestimentos. A relação de absorção no substrato e juntas é fornecida na figura 01 referente aos ensaios realizados pelos autores. Figura 01- Coeficiente de absorção em relação ao substrato Fonte: Carasek et al, (2002) Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 21 Para Bauer (2007) o aumento da retenção de água da argamassa pode ser conseguido de várias maneiras. Uma delas é aumentar o teor de materiais constituintes com elevada área especifica. Neste caso, apresenta-se como proposição mais usual a utilização de saibro e cal na argamassa. Esses materiais possuem partículas finas, proporcionando elevada área especifica, consequentemente, a área a ser molhada é maior, aparecendo tensões que tende a manter a água nas partículas. Para o autor a outra forma de aumentar capacidade de retenção de água da argamassa é utilizar aditivo cujas características impedem a perda da mesma. A figura 02 mostra a ação do teor de aditivo na retenção de água, a figura representa um gráfico com analise feito pelos autores. Figura 02- Ação do Teor de Aditivo na Retenção de água Fonte: Bauer (2007) 2.1.3.3 Plasticidade e Consistência A trabalhabilidade é uma propriedade difícil de determinar um padrão adequado para aplicações, a trabalhabilidade depende e é explicada por duas propriedades importantes e que podem ser determinadas em ensaios de plasticidade e consistência. A plasticidade é a __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 22 propriedade a qual a argamassa tende a manter-se deformada após a retirada das tensões. A consistência é a maior ou menor facilidade da argamassa deformar-se sob a ação de cargas (BAUER, 2008). Para Carasek (2007) as argamassas podem ser classificadas conforme a sua consistência, que tem referencia na relação da mistura de agregado miúdo com aglomerante, indicado conforme a figura 03. Figura 03- Classificação quanto à consistência. Fonte: Carasek (2007) Na analise de Silva et al, (2005) avaliando argamassas industrializadas com bolhas de ar incorporadas e as tradicionais lubrificadas somente com água, foi notável a diferença de consistência nas mesmas, onde as industriais necessitavam uma força para deformação bem menor. No método de ensaio “squeeze” o valor da força para deformação chegou a 100 vezes maior para argamassas tradicionais. 2.1.3.4 Retração Pelas atribuições de Silva (2006) a retração é o fenômeno de perda de volume da argamassa e do concreto, que é oriundo principalmente por perda de água, em sua maior parcela para o Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 23 substrato (alvenaria, concreto, Revestimentos), mas sofre também pela ação natural de evaporação para o meio ambiente e pela reação química de hidratação dos componentes, cimento e cal. Na analise de Bauer (2007) o substrato é fator determinante na modelação das propriedades da argamassa de revestimento, o fator da perda de água para o mesmo vai interferir em níveis de retração. Considerado pelo autor também a tipologia de substrato vai interferir na absorção de água pela diferentes propriedades dos poros contidos (distribuição, diâmetro, estrutura). Comprovação foi feita pelo autor no comparativo de perda de água em blocos de concreto e blocos cerâmicos como é ilustrado na figura 04. Figura 04- Absorção de água em blocos cerâmicos e de concreto ao longo do tempo Fonte: Bauer (2007) Como destacado por Bastos (2001) a composição da argamassa influencia em sua retração nas considerações referente a partículas finas. Considerado pelo autor a presença de finos aumentou a retenção de água por proporcionar maior área de contato de partículas solidas com a água e por ocupar melhor os espaços diminuindo os poros que permitem perdas. Sendo essas considerações, é apresentada a figura 5 que compara a perda de água em diferentes relações aglomerante e agregado. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 24 Figura 05- Relação Aglomerante e Agregada em massa na perda de Água Fonte: Bastos (2001) Seguindo as considerações do mesmo outro fator importante de perda de água é a evaporação, em relação a esse fenômeno é destacado que a espessura de revestimento tem influencia de modo que em espessura menores acontecem secagens máximas por evaporação, sendo que nas maiores a evaporação tem efeitos mais significativos em camadas superficiais, esse fator é evidenciado na figura 6. Figura 06- Perda de água em relação à espessura do substrato. Fonte: Bastos (2001) Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 25 Na analise da relação da cal com a argamassa por Bastos e Cincotto (2001) relata-se que a cal apesar do seu poder de reter água não foi capaz de impedir que outras propriedades tivessem maiores influencia sobre a retração. Ensaios com diferentes quantidades de adição de cal e mantendo a relação água/aglomerante, observaram-se relações demostradas na figura 07. Figura 07- Retração em relação a quantidade de adição de cal Fonte: Bastos, Cincotto (2001) Ainda segundo o estudo do autor a retração tem influencia no seu estado fresco pela umidade contida nos substratos, em ensaios com substratos de blocos cerâmicos com umidade 100%, 50% e substrato seco. Foi determinado que o substrato seco por sucção absorve maior volume de água, consequentemente resultando em maior retração. 2.2 Impactos ambientais da mineração Para Lelles et al, (2005) as atividades de extração mineral são importantes para o desenvolvimento social, principalmente pelas adoções dos métodos construtivos atuais. No período pelo levantamento cerca de 2000 empresas se dedicam a extração de areia no Brasil, na sua grande maioria (60%) são pequenas empresas familiares com produções menores de 10.000t/mês. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 26 Seguindo a analise dos autores a demanda crescente das cidades torna o conflito entre produção e impactos sociais cada vez mais importantes na extração da areia. Através de um check list o autor levantou impactos gerados peloprocesso em todas as fases, desde os estudos inicias de adoção de projeto e potencial da área até nas ações de recuperação do ambiente. Aproximadamente 73% dos impactos foram considerados negativos pelas ações ao ambiente, e 27% positivos por retratar poderes socioeconômicos como geração de renda e trabalho. No trabalho de Rufino e Farias (2008) percebe-se que a degradação provocada pela mineração da areia no curso do rio Paraíba ocorre principalmente de forma manual por pratica de ações familiares. Todo o processo é feito de forma ilegal sem registros para a extração, processado assim, sem nenhum estudo de instalação, aquisições, infraestrutura, estudo de impactos ambientais ou de praticas de recuperação do ambiente. As consequências podem ser medidas em impactos nas alterações no lençol freático, no sistema de drenagem, na fauna e flora, modificação da paisagem e problemas socioeconômicos por não ser licenciada, e não possuir uma qualificação no processo para resultar em qualidade do produto. Ainda sobre o mesmo curso de extração agora analisando impactos hídricos por Thomas e Gomes (200?), no processo de retirada da areia dos leitos a composição de transporte é 40% areia e 60% água. Com o processo de bombeamento vai ocorrer o rebaixamento do leito do rio, resultado do bombeamento a porcentagem de areia fica retida nos mecanismos, já a água volta ao curso juntamente com os finos, sem processamento para adequação da mesma. Como procedimentos citados pelos autores a Resolução n° 42 (1994) da Secretaria de Estadodo Meio Ambiente de São Paulo, onde especificam-se as exigências para que na devolução ao corpo hídrico o efluente antes deverá ser encaminhado a uma bacia de decantação. Esse processo visa a sedimentação dos resíduos sólidos, a clarificação da água e a adoção de procedimentos operacionais que objetivem mitigar os impactos provocados pela atividade. Nos estudos de Oliveira (2007) a ação da extração de areia na bacia do rio São João (RJ) proporciona níveis elevados de transporte e deposição de partículas no seguimento do fluxo do rio, o que está alterando a configuração do leito do rio, onde o aumento da extração esta ocasionando a retificações do fluxo. Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 27 No estudo de Gomes, Palma e Silva (2001) relatam que as atividades de mineração no mar podem causar diversos tipos de impactos ambientais aos ecossistemas marinhos, principalmente devido à destruição de habitats, que é um dos principais fatores que causam o declínio do número de espécies em todo o globo. A principal extração é de areia e calcário que além de interferir diretamente no fundo submarino, as atividades de mineração podem causar um aumento da turbidez da água, introduzir e promover a liberação de nutrientes e de substâncias tóxicas, que quando incorporadas no ambiente, alteram o crescimento, a taxa de reprodução e a sobrevivência das espécies animais e vegetais. Fator que evidencia o preocupante consumo da areia é citado por John (2000) que exemplifica o esgotamento da reserva próxima aos grandes polos como são Paulo pelo aumento das distancia para adquirir o material que passam de 100 km aumentando consumos de energia e poluição. No levantamento de Pinto (2000) em uma pesquisa em 12 estados sobre formação de resíduos no processo construtivo foi verificado que as maiores proporções são de areia e cal. Destacam ainda que nos processos que envolvem cimento, cerâmica e concreto as perdas também evidenciam o impacto gerado pela mineração para produção do mesmo que tem maior nível de desperdícios oriundos dos resíduos. As porcentagens de resíduos na pesquisa do autor são indicadas na tabela 02. Tabela 02- Porcentagem de resíduo formado no processo construtivo. Fonte: Adaptado de Pinto (2000) __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 28 Uma possível solução para o impacto ambiental pela natureza da construção é demonstrada por Chaves et al. (2006) onde afirmam que os materiais constituintes do RCD (resíduos de construção e demolição) principais são concretos, argamassas, rochas, cerâmicas vermelhas e cerâmicas brancas. O RCD apenas classificado visualmente, britado e peneirado produz agregados reciclados mistos com propriedades físicas variáveis, resultando num agregado de qualidade variável que tipicamente só pode ser empregado em atividades de pavimentação e em concretos de baixa resistência mecânica. Entretanto, os autores determinam que se corretamente aplicadas medidas de tratamento de minerais como (utilizar britadores de impacto, peneiramento úmido, separação por densidade ou magnética para separar rochas de qualidade menor), podem produzir agregados reciclados de qualidade semelhante aos agregados naturais, proporcionando reutilidades na construção civil. Para Pereira, Jalali e Aguiar (200?), no estudo de uma central de tratamento de resíduos de construção na zona norte de Portugal, além de observar as vantagens ambientais de diminuição das zonas de descartes verificou a viabilidade econômica no processo de triagem e reutilização dos resíduos. O mesmo ainda especificou que fatores de localização e fluxo e separação inicial são fatores que aumentam a viabilidade do negocio. 2.3 Trabalhos correlatos Segundo Secco (2013) na análise e quantificações de finos produzidos pelos britadores da região de Chapecó foram realizados estudos com os quais foi possível criar estratégias para reduzir os impactos ambientais gerados pela extração de recursos naturais. A autora coletou amostras de pós de pedra em britadores de Chapecó e para os caracterizar por meio de ensaios físicos. Após a analise foi escolhido um com propriedades semelhantes a da areia natural, foi confeccionada a argamassa de assentamento com três traços, sendo o primeiro com 100% de areia natural, o segundo com 15% da substituição da areia natural por pó de pedra com a granulometria compatível e o terceiro com 15% da substituição da areia natural por pó de pedra com a granulometria totalmente diferente da areia natural. Os resultados mais significativos foram demostrados na primeira mistura que atingiram uma resistência aos 28 dias de 4,28 MPa e se comparada aos 3,8 MPa do traço original, houve um ganho de 12,63%. Já outro traço considerável é com adição de 15% com características Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 29 semelhantes obteve uma resistência 4,14 MPa o qual houve um ganho de 8,9% em relação ao traço original. Nas analises referente ao uso de resíduo cerâmico como agregado miúdo na composição da argamassa de revestimento por Bortolinni (2012) relatam, que o crescimento da exploração dos recursos naturais, acarreta um cenário em que se aspiram alternativas de crescimento ambientalmente responsável, no qual o setor da construção civil entra em foco, devido ao impacto que causa tanto na exploração de recursos quanto na geração de resíduos. A pesquisa pelo mesmo teve como objetivo principal a confecção de argamassa de revestimento com a adição de cerâmica vermelha como agregado miúdo, substituindo parcialmente o agregado miúdo natural, no intervalo de 10% 20 e 30 %. Notou-se por esta pesquisa um grande decréscimo na resistência a aderência por tração das argamassas, ficando para as argamassas com substituição parcial de 10%, 20% e 30%,respectivamente decréscimos de 22,8%, 47,34%, e 64,03% em relação ao traço de referência. Conforme aumentava à dosagem de resíduos cerâmicos, houve um aumento de resistência à compressão, ficando a resistência para argamassa com 10%, 20%, e 30% respectivamente acréscimos de 7,44%, 16,37 % e 45,23% em relação ao traço de referência. Menossi (2004), afirma que o pó de pedra não possui valor comercial de mercado, sendo considerado um material que não possui uma destinação definida, permanecendo estocado nos pátios das pedreiras, formando enormes pilhas que provocam vários impactos ambientais. A primeira etapa do trabalho consistiu em caracterizar os materiais que compuseram o concreto estudado. Após essa fase, foram confeccionados corpos-de-prova de concreto, utilizando-se cinco traços diferentes, de modo que a areia natural foi gradualmente substituída pelo pó de pedra, nas proporções de 25%, 50%, 75%, e 100%. Para cada traço, foram quantificados o seu abatimento e a resistência à compressão axial, destacando o concreto com 100% de pó de pedra que aos 7 dias obteve acréscimo de aproximadamente 31% na resistência a compressão, sendo que aos 28 dia obteve aumento de 66% e aos 91 correspondeu a 70%. Para Pietrobelli (2010), no estudo da viabilidade do pet reciclado em concreto sobre aspectos de compressão é abordado que sobre tratamento dos resíduos urbanos, apesar de ser uma __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 30 tarefa de difícil execução, deve ser priorizado a cada dia pelas gestões municipais. No trabalho do mesmo foi avaliado o comportamento do concreto com adição do resíduo de polietileno. Foram estudadas as propriedades com diferentes teores de adição do resíduo de polietileno em diferentes traços. O estudo pelo autor foi proposto com objetivo de avaliar o comportamento dos materiais cimentados reforçados com fibra, a confecção dos corpos de prova com diferentes frações de polietileno com identificação do rompimento dos mesmos. Os traços variando o percentual de participação do agregado de PET na composição, nos percentuais de 15, 30 e 45% com resultados respectivamente de 17,95 MPa, 12,27 MPa e 10,41 MPa, abaixo do traço referencia que obteve 34,07 MPa. Apesar dos resultados ficarem abaixo foi significante para utilização do mesmo como concretos leves. Kruger, Cabral e Fátima (201?), relatam a analise de reaproveitamento da areia utilizada no processo de fundição para confecção de argamassa. Foram necessários ensaios de caracterização do material para analise das propriedades. Em termos de consistência a areia de fundição apresentou uma melhor trabalhabilidade e consistência com uma menor quantidade de água, indicando que a incorporação da areia de fundição não prejudica nessa propriedade. Entretanto os autores exemplificam que a argamassa feita com areia de fundição poderia sofrer de forma abrupta na retração e na resistência, havendo uma redução de resistência e um aumento de retração conforme o aumento da porcentagem da areia de fundição, o que para os mesmo delimitava seu uso para processos onde há a necessidade de propriedades melhores, como exemplo resistência elevada. Percebeu-se que a analise do produto com mistura de areia de fundição atenderia bem as especificações dos concretos leves. No trabalho de utilização de pó de serra como componente de contra pisos por Walker (2010), obtinha como estudo a reciclagem do pó de serra, sendo que este material geralmente é indesejável para as empresas e, geralmente é queimado e descartado. É estudada a utilização desses resíduos para a fabricação de contra piso. Foi determinada a resistência à compressão, teor de unidade e absorção de água. O ensaio mais aprimorado pelo autor foi com 50% de serragem, por analise a porcentagem mais adequada seria de 46% que resultaria em composição 20% mais leve e com 36% menos Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 31 absorção de água comparando com a argamassa convencional. Os resultados dos ensaios feitos mostram que o pó de serra pode ter grande utilidade na construção civil. Na analise de Lodi (2006) sobre os estudos de dosagem de concreto convencional com substituição de areia natural por areia de britagem com rocha basáltica. Destaca-se que a substituição de 65% em volume concentra valores satisfatórios e agrega um alivio enorme no consumo de areia natural empregada na composição do concreto. 2.4 Ensaios Laboratoriais 2.4.1 Análise granulométrica É realizada para a caracterização dos agregados, segundo as determinações granulométricas pela norma NBR NM 248 (ABNT, 2003). A granulometria é método de analise da amostra para determinar as dimensões das partículas que compõe uma amostra de agregado miúdo. O processo consiste em uma serie normal e intermediária (conjunto de peneiras sucessivas) que atendam as normas NM-ISSO 3310-1, com aberturas estabelecidas na tabela 03. Tabela 03- Abertura de malhas para ensaios de peneiramento Fonte: NM 248: 2003 __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 32 A amostra deve ser coletada conforme a NBR NM 26. A quantidade mínima em kilograma de material para cada determinação da composição granulométrica de um agregado encontra-se na tabela 04. Tabela 04- Quantidade mínima por amostra Fonte: NM 248:26 2.4.2 Determinação massa unitária A determinação segundo a NBR NM 45 (ABNT, 2006) estabelece os procedimentos para determinar a massa unitária dos agregados, desde que os mesmo possuam dimensão máxima característica igual ou menos que 75mm. Para o processo a necessidade de balança com resolução de 50g, haste de adensamento e recipiente rígido e provido de alças. È registrada a massa do recipiente vazio e posterior feita a colocação do material até a superfície sendo então realizado o arrasamento com a haste e a pesagem do conjunto (agregado + recipiente) A determinação é feita pela equação 1: Mu= (1) Onde: Mar = Massa do recipiente mais a do agregado Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 33 Mr = Massa recipiente V = Volume do recipiente A massa unitária do agregado é a média dos resultados individuais obtidos em pelo menos três determinações desde que os mesmo não apresentam desvio padrão de 1% em relação a média. 2.4.3Determinação massa especifica A determinação da massa especifica é realizada seguindo os indicativos da NBR 11585 (ABNT, 1991) que especifica resultados de 3 amostras para determinação. Os materiais determinados para serem utilizados no processo são balança com aproximação 0,01 gramas e um picnômetro com 500 cm³ para amostras de 50 g dos resíduos. A determinação é feita registrando a massa do picnômetro cheio de água e do conjunto (água + 50 g do resíduo). Sendo assim possível determinar o volume ocupado pelo solo para elaborar as determinações. 2.4.4Determinação material pulverulento A norma NBR 7219 (ABNT, 1987) contem as diretrizes para determinar o teor de material pulverulento presente nos agregados. Descrito na mesma o material é considerado pulverulento quando passa na peneira 0,075 mm incluindo o material solúvel. Aparelhagem especificadaé balança com resolução de 5g, peneira de malha 0,075mm, recipiente para reter a amostra do agregado e haste para agitação. Sendo determinado a quantidade mínima da amostra pela tabela 05. Tabela 05- Quantidade mínima por amostra Fonte: Editada da NBR 7219 (ABNT, 1987) __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 34 O processo de ensaio é simples é realizada a limpeza de toda a amostra na peneira de modo a assegurar que todo material passante pela malha esteja sendo retirado Só então é secada a amostra restante e pesada. A determinação dos resultados é designada pela equação 2: Mpul= x 100 (2) Onde: Mi = Massa inicial Mf = Massa final 2.4.5 Confecção da argamassa e índice consistência A recomendação de confecção esta descrita na NBR 13276 (ABNT, 2005), sendo o processo realizado de acordo com o tipo, se industrializada ou dosado em obra. Para argamassa à base cimento e cal hidratada dosada em obra deve ser preparada de 16 h a 24 h antes da utilização, uma argamassa de cal hidratada e areia em quantidades definidas a partir do traço utilizado, misturando em velocidade baixa no recipiente do misturador durante 4 min. Para consistência é utilizada a “flow table”. Os procedimentos de ensaio para determinação do índice de consistência é prescrito pela NBR 13276 (ABNT, 2005), no processo é preenchido o molde tronco-cônico com argamassa em 3 camadas com adensamento com haste metálica com 15, 10, 5 golpes respectivamente nas camadas, e posterior retirada do molde é realizado 30 golpes na mesa de consistência. A determinação do índice corresponde à média das três medidas de diâmetro da argamassa espalhada sobre a mesa de consistência, depois de aplicada os procedimentos estabelecidos pela mesma norma. 2.4.6 Determinação da retenção de água A NBR 13277 (ABNT, 2005) propõe o uso do funil de Buchner modificado, com bomba a vácuo, bem como um prato metálico de formato cilíndrico de diâmetro de 200 mm e altura de Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 35 20 mm, com pequenos furos uniformemente distribuídos em toda sua base. Para garantir a vedação entre o prato e o funil é utilizado um anel de borracha e passado graxa em toda a circunferência. O procedimento de moldagem ocorre inicialmente com a colocação do prato sobre o funil, em seguida é colocado um disco de papel filtro na base do prato e umedecer e umedecido. Com o registro fechado que deve ficar entre o funil e o kitazato, aciona a bomba a vácuo de forma a aplicar 51mm de mercúrio de sucção, seguindo com a abertura do registro e aplicando por 90s, por fim é retirado o prato e registado a massa do conjunto prato mais papel filtro úmido (mv). Ainda para a mesma norma, procedesse com a moldagem da argamassa sobre o prato em uma única camada, aplicando 37 golpes com soquete, distribuindo 16 golpes próximos à borda e 21 na parte central, após o arrasamento da superfície e limpeza das bordas é registrado a massa do conjunto com a argamassa rasada (ma). Então deverá retornar com este conjunto e encaixar no funil de modo a não permitir vazamento da pressão, com o registro aberto aplica-se a sucção equivalente a altura de 51mm de mercúrio por um período de 15 minutos, após é registrado a massa do conjunto com a argamassa. Segundo a NBR 13277 (ABNT, 2005) para calcular a retenção de água (Ra) aplica-se as equações 3 e 4: Ra = [ 1 – ((Ma –Ms) / (Af x (Ma –Mv)))] x 100 (3) AF = Mw / (M +Mw) (4) Onde: Ra = Retenção de água; Ma = É a massa do conjunto com argamassa, em gramas; Ms = É a massa do após a sucção,; Mv = É a massa do conjunto vazio, em gramas; __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 36 Af = É o fator água/argamassa fresca; Mw = É valor total te massa acrescida a mistura; M = Soma dos componentes anidros da argamassa; 2.4.7 Determinação Módulo de Elasticidade O módulo de elasticidade é determinado pela NBR 8522 (ABNT, 2008) através do ensaio de módulo de deformação secante (Ecs) sendo propriedade do concreto cujo valor numérico é o coeficiente angular da reta secante ao diagrama tensão-deformação específica, passando pelos seus pontos A e B correspondentes na figura 08 respectivamente, à tensão de 0,5 MPa e à tensão considerada no ensaio. Figura 08- Representação módula de deformação secante (Ecs) Fonte: NBR8522 (ABNT, 2008) Para o determinação do módulo de elasticidade ou módulo de deformação tangente à origem, é considerado as relações do módulo de deformação secante entre 0,5 MPa e 30% fc, para o carregamento estabelecido neste método de ensaio como indica a figura 09. Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 37 Figura 09- Representação do carregamento para determinação do módulo de elasticidade Fonte: NBR 8522 (ABNT, 2008) O módulo de elasticidade é dado pela equação 5: * (5) onde: É a tensão maior, em mega Pascal ( = 0,3fc); = É a tensão básica, em mega Pascal ( = 0,5 MPa); = É a deformação específica média dos corpos-de-prova ensaiados sob a tensão maior; = É a deformação específica média dos corpos-de-prova ensaiados sob a tensão básica. 2.4.8 Determinação da resistência á compressão do corpo de prova de argamassa De acordo com a NBR 13279 (ABNT,2005) estabelece o método para determinação da resistência a compressão de argamassa. Os corpos de provas usados são resultantes do processo de rompimento de tração na flexão, onde os mesmo eram prismáticos de 4mm de largura e altura por 160 mm de comprimento. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 38 Os corpos de provas são elaborados com argamassa composta de uma parte de cimento, uma de cal e seis de areia (ou agregado miúdo) em massa, e com relação água aglomerante de aproximadamente 0,85. A argamassa é produzida e compactada em moldes, a normatização não especifica números mínimos de corpos de prova, mas estabelece tempo de cura, onde os mesmo terão que ser conservados em atmosfera úmida para cura inicial por 24 horas, em seguida são desformados e submetidos à cura em água saturada de cal ate a data da ruptura. 2.4.9 Determinação da resistência á tração na flexão em corpos prova A NBR 13279 (ABNT, 2005) determina os procedimentos para o ensaio. Os corpos de prova são colocados nos dispositivos de apoio do equipamento de ensaio de modo que a face rasada não fique em contato com os dispositivos de apoio nem com o dispositivo de carga. O ensaio é realizado aplicando uma carga de (50 ± 10) N/s até a ruptura do corpo-de-prova. A resistência à tração na flexão é calculada segundo a equação 6: onde: Rf= (6) Rf=É a resistência à tração na flexão, em megapascals; Ff=É a carga aplicada verticalmente no centro do prisma, em newtons; L= É a distância entre os suportes, em milímetros;Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 39 3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS A atividade experimental dessa pesquisa iniciou-se com a coleta de resíduos do processo de britagem em um britador de Chapecó, o mesmo foi armazenado e transportado até o laboratório da instituição de ensino UNOCHAPECÓ para realizar todos os ensaios necessários obedecendo a suas respectivas normatização. Os processos para as determinações em laboratório foram realizados nos meses de agosto, setembro e outubro do corrente ano. Com as determinações das porcentagens de substituição em 5%, 10% e 15% foram confeccionados três traços de corpos de prova com cada equivalência de resíduo em traços específicos referenciado de (1:1:6). Após a cura adequada os corpos de prova foram rompidos para a determinação da resistência a tração na flexão e à compressão seguindo as determinações da NBR 13279 (ABNT, 2005) com estimativas de cura de 7, 14 e 28 dias. Foi confeccionado também corpos de prova cilíndricos para a determinação do modulo de elasticidade seguindo a NBR 8522 (ABNT, 2008). 3.1 Resíduos gerados no processo no britador O resíduo foi doado por um britador da região de Chapecó, com coleta em uma única etapa em volume suficiente para execução de todos os processos definidos. O material coletado foi transportada em sacos plásticos sendo armazenados no laboratório em tonéis metálicos cobertos e vedados para não haver influencia da ação de intempéries. O resíduo gerado no processo de britagem é mais conhecido como “talco” no ramo de britagem de minérios. O mesmo não parte de uma especifica e direta produção, sendo oriundo de outros processos produtivos como pó de pedra e pedrisco. No processo de britagem para produção do pó de pedra e pedrisco é realizada a segregação dos agregados por uma sequência de malhas, descartando agregados mais finos para não haver divergência granulométrica elevadas na produção. Esse descarte é o resíduo fino gerado, chamado de talco. Como argumentado, o talco é consequentemente mais fino que demais produtos, e por não ter uma comercialização definida pelo britador não existe um controle de quantidade e qualidade __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 40 nos processos do britador. O material é apenas estocado abaixo da peneira como ilustra a figura 10. A empresa realiza a doação do mesmo para interessados ou em acabamentos internos do canteiro de obra, principalmente na pavimentação onde a movimentação de cargas. Em normalidades de trabalho e da produção dos produtos que geram o resíduo (pó de pedra e pedrisco), é acumulado resíduo em quantidades frequentes para um carregamento caçamba truck de 10 a 13 toneladas á cada 3 dias. Figura 10- Estoque em britador do material 3.2 Caracterizações dos materiais Para possibilitar uma melhor analise foram caracterizados o resíduo gerado no processo de britador e também a areia. A mesma foi adquirida em uma empresa de material de construção reconhecida na cidade de Chapecó. 3.2.1 Ensaios de caracterização granulométrica O ensaio de granulométrica da areia e do resíduo de britador (talco), foram baseados na normatização da NBR NM 248 (ABNT, 2003). Sendo executados dois peneiramentos com Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 41 cada material para melhor definição da respectiva granulometria, através de equipamento de vibração elétrico. Os respectivos ensaios para areia e resíduo foram feitos respeitando a massa mínima, sendo realizado em proporções do 500g seco em estufa à 105 °C durante um período mínimo de 24 horas. Foi respeitado 30 minutos para resfriamento do material em estufa para possibilitara a execução da atividade. O material em resfriamento e a pesagem da amostra é indicado na figura 11. Figura 11- a) Materiais secos em resfriamento; b) Pesagem da amostra; As peneiras foram limpas com pincéis e auxílio de compressor de ar, só então foram colocadas de modo que fique em ordem crescente, da base ao topo, formando um único conjunte de peneiras na ordem fundo, 75µm, 150µm, 300µm, 600µm, 1,18cm, 2.36cm, 4,75cm e 6,3cm. Para então ser viabilizada a colocação do material na peneira superior para agitação durante 1,5 minutos em velocidade constante indicada no mecanismo para ensaio granulométrico. Todo o processo descrito é ilustrado na figura 12. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 42 Figura 12- a) colocação do resíduo no sistema vibratório; b) colocação areia no sistema vibratório; c) auxilio de pinceis para colocação material; d) controle do tempo de vibração. Após o período de agitação as peneiras são retiradas em ordem do topo para base (malha maior para menor) e o material de cada peneira é colocado em frasco com peso vazio já determinado para quantificação da massa residual retida em cada peneira (malha). Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores da região de Chapecó, em substituição parcial à areia natural na confecção da argamassa de revestimento. 43 A retirada do material é feita com auxilio de pincéis para garantir que todo material fosse aproveitado, principalmente em malhas menores onde o processo é dificultado pelos agregados ficarem retidos entre os espaçamentos da malha. A verificação da massa é retratada na figura 13. Figura 13- Verificação da massa a) Areia; b) Resíduo; 3.2.2 Ensaio determinação massa unitária A realização do ensaio de massa unitário foi executado levando-se a fundamentação da NBR NM 45 (ABNT 2006). Para o processo é utilizado uma padiola com massa e volume conhecidos, e o auxilio de dispositivos para carregamento e movimentação da massa, juntamente com bastão metálico para arrasamento superficial. A preparação do resíduo e da areia consiste na colocação em estufa a 105 °C para secagem em um período mínimo de 24 horas. Posteriormente foi adotado um tempo de 1 hora para o resfriamento dos materiais, como mostrado na figura 14. __________________________________________________________________________________________ Luiz Eduardo Cassol Daga. Chapecó: ACEA/UNOCHAPECÓ, 2015. 44 Figura 14- Material em estufa O processo é igual tanto para a areia quando para o resíduo de britador, os mesmos após o tempo de resfriamento são colocados com o auxilio de uma concha dentro da padiola. As quantidades de massa movimentada na concha e suas respectiva altura de lançamento são padronizadas. Para auxilio na padronização da altura de lançamento é fixado um régua ao lado da padiola e marcado a altura de 10 cm acima da borda, para servir como referencia visual para o descarregamento do material. Após o preenchimento com o material é feito o arrasamento com bastão metálico de modo a apoiar o mesmo nas bordas, de modo a não compactar o agregado em determinação e realizando movimentos leves para retirar o excesso até nivelar a superfície. Depois do processo de acabamento superficial com o bastão metálico na padiola, é realizada a pesagem do conjunto (padiola + areia/resíduo de britador) para posterior determinação dos resultados. Todo procedimento é ilustrado na figura 15. Utilização de resíduos resultantes do processo em britadores
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