Estudo de Dosagens de Pré-Misturado a Frio Utilizando Resíduos de Construção e Demolição de Obras (RCD)

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20ª RPU – REUNIÃO DE PAVIMENTAÇÃO Urbana
Florianópolis, SC – CentroSul - 28 a 30 de junho de 2017
ESTUDO DE DOSAGENS DE PRÉ-MISTURADO A FRIO UTILIZANDO RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO OBRAS (RCD)
RESUMO
O setor da construção civil brasileira, apesar do atual cenário econômico desfavorável, ainda possui altos índices de geração de resíduos de construção e demolição (RCD), porém, indicadores de reciclagem e reutilização baixíssimos, quando comparados com países da Europa. Isso advém, principalmente, da dificuldade de coleta dos resíduos oriundos da construção, demolição e reforma. Com isso, existe não somente a escassez de soluções práticas no campo da pavimentação que visem a destinação correta desses detritos, como também a tradição de construtoras e empreiteiros de coletá-los seletivamente. Tendo-se em vista essa problemática, o presente estudo busca analisar a viabilidade técnica do uso dos agregados reciclados, como material substituinte ou complementar aos agregados naturais, na confecção de Pré-misturado a frio. Foram executados ensaios laboratoriais aplicados à pavimentação, tomando-se como base, as normas do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) e da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), realizando-se, concomitante, ensaios com agregados naturais e reciclados, para fins comparativos. Os agregados reciclados foram coletados em uma recicladora localizada no município de São José do Mipibu/RN e os naturais foram provenientes do comércio local da cidade de Natal/RN. A princípio, realizou-se a quantificação manual do agregado reciclado, por meio de amostragens, dos materiais presentes em sua composição. Para a caracterização de ambos os agregados, realizaram-se ensaios usuais, como: análises de granulometria, massa específica, absorção e densidade, abrasão Los Angeles e índice de forma pelo método do crivo. O ligante asfáltico empregado nos estudos das dosagens foi a RL-1C e foram executados os ensaios usuais de caracterização para o mesmo. Na composição das dosagens, confeccionou-se corpos de provas para uma avaliação por meio da dosagem baseada no método Marshall. Com base nos resultados obtidos, observou-se que os agregados reciclados apresentam um potencial elevado de utilização na fabricação de pré-misturado a frio.
PALAVRAS-CHAVE: Resíduos de construção, concreto asfáltico, entulhos.
ABSTRACT
Despite the current unfavorable economic scenario, the Brazilian construction industry still has high rates of construction and demolition waste (RCD), but very low recycling and reuse indicators when compared to European countries. This is mainly due to the difficulty of collecting waste from construction, demolition and renovation. Thus, there is not only a shortage of practical solutions in the field of paving that aim at the correct destination of these debris, but also the tradition of builders and contractors to collect them selectively. Considering this problem, the present study seeks to analyze the technical feasibility of the use of recycled aggregates, as substitute or complementary material to natural aggregates, in the preparation of Cold Premixed. Laboratory tests applied to paving were carried out, based on the standards of the National Department of Transport Infrastructure (DNIT) and the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT). Concomitant tests were carried out with natural and recycled aggregates, for comparative purposes. The recycled aggregates were collected in a recycler located in the municipality of São José do Mipibu / RN and the natural ones were from the local commerce of the city of Natal / RN. Initially, the manual quantification of the recycled aggregate was carried out, by means of sampling, of the materials present in its composition. For the characterization of both aggregates, usual tests, such as: granulometry, specific mass, absorption and density analyzes, Los Angeles abrasion and shape index using the sieve method were carried out. The asphalt binder used in the dosage studies was RL-1C and the usual characterization tests for the same were performed. In the composition of the dosages, test bodies were prepared for evaluation using the Marshall method. Based on the results obtained, it was observed that the recycled aggregates present a high potential of use in the manufacture of cold premix.
KEY WORDS: Construction waste, asphalt concrete, debris.
INTRODUÇÃO 
A partir dos anos 90 iniciou-se de forma incisiva a preocupação de preservação do meio ambiente como um todo. Com isso, boa parte das empresas da área de construção civil começaram a tomar iniciativas para minimizar os danos causados por elas. Desde então, a sustentabilidade e a reciclagem de seus resíduos passaram a fazer parte do cotidiano de profissionais da construção civil. Atualmente, a indústria da construção civil é responsável por aproximadamente 40% dos resíduos gerados num ambiente urbano, o que demonstra a necessidade de se propor um destino sustentável para a reciclagem dos resíduos da construção e demolição de obras (RCD). Países como o Japão, por exemplo, já reciclam esses resíduos de modo cotidiano.
Na maior metrópole do Brasil, São Paulo, é gerado aproximadamente 2.500 caminhões de entulho por dia. Muitas vezes esses resíduos são destinados de forma inadequada, sendo depositadas em terrenos baldios, vias públicas ou em áreas de preservação ambiental, causando grandes impactos para o meio ambiente e sociedade. Seguindo essa linha, o setor da construção civil tem buscado soluções para a redução de impactos causados pelos resíduos durante e ao final das obras. Muitas construtoras têm criado um Sistema de Gestão de Resíduos eficiente, além do que, centenas de trabalhos acadêmicos são desenvolvidos na tentava de atenuar o panorama atual.
Considerando que os problemas gerados pelo gerenciamento inadequado do entulho ou até mesmo ausência de planejamento apresentam impactos negativos à sociedade, ao meio ambiente e às indústrias de modo geral, a reciclagem desses resíduos constitui o melhor caminho para o desenvolvimento sustentável, podendo ser aplicado como agregado em novas construções ou em camadas de pavimentos, que é o motivo do nosso estudo.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
Considerações Gerais
A indústria da construção, segundo o Conselho Internacional da Construção (CIB), é o setor de atividades humanas que mais consome recursos naturais e utiliza energia de forma intensiva, gerando consideráveis impactos ambientais. Segundo Vázquez (2001), nas áreas urbanas, o entulho, resíduo das atividades de construção e demolição, apresenta-se como um dos principais problemas, visto que sua geração e descarte inadequado causam diversos impactos ambientais, sociais e econômicos. As soluções para esse problema têm como base o desenvolvimento e implantação de tecnologias adequadas, que busquem a redução, reutilização e reciclagem de entulhos. Os resíduos de construção e demolição, de acordo com Vázquez (2001), quando selecionados, graduados e limpos adequadamente, tornam-se um agregado secundário, cuja sua utilização, em função da origem e tratamento, vai desde a aplicação em aterro até em concreto.
Aproveitamento de RCD na Construção Civil
O agregado obtido a partir da reciclagem de resíduos da Construção Civil, de modo geral, segundo Hamassaki et al. (1997), pode ser aplicado em pavimentação, argamassas de assentamento e revestimento, concretos, fabricação de pré-moldados, serviços de drenagem, etc.
De acordo com Pinto (1997), as principais indicações de uso para reciclados produzidos no Brasil são: base para pavimentação; execução de habitações e outras edificações; execução de muros e calçadas; contenção de encostas; e produção de artefatos (guias, sarjetas, tubos). Já Hansen (1992) relaciona usos para o reciclado para os quais há maiores possibilidades de desenvolvimento de mercado: enchimentos em geral; drenagem; pavimentação (sub-base ou material de superfície); e produção de novos concretos.
As aplicaçõesdos agregados reciclados na Construção Civil brasileira são normatizadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Dentre as normas, destacam-se a NBR 15115 (2004), que retrata os procedimentos para execução de camadas de pavimentos utilizando agregados reciclados, e a NBR 15116 (2004), a qual especifica os requisitos para utilização desses em pavimentação e no preparo de concreto sem função estrutural.
Aproveitamento de RCD em obras de pavimentação
Conforme Carneiro et al. (2001), o uso do RCD em camadas de pavimentos urbano tem sido uma das soluções mais difundidas nos últimos tempos. O aproveitamento destes materiais em pavimentação apresenta muitas vantagens, como: a utilização de uma quantidade significativa de material reciclado, tanto na fração miúda quanto na graúda; simplicidade dos processos de execução do pavimento e de produção do agregado reciclado (separação e britagem primária). Desse modo, todos esses aspectos contribuem para a redução dos custos, difusão dessa forma de reciclagem e a possibilidade de uso dos diversos materiais componentes desses resíduos (concretos, argamassas, materiais cerâmicos, areia, pedras, etc.). Quanto à utilização de resíduo reciclado em revestimentos asfálticos com aplicação a frio, verifica-se ainda uma escassez de estudos que possam embasar o presente artigo.
MATERIAIS UTILIZADOS
Tendo em vista a análise da viabilidade técnica dos resíduos provenientes da construção civil, como material substituinte ou complementar aos agregados naturais na fabricação de composições asfálticas do tipo pré-misturado a frio (PMF), utilizou-se os materiais conforme descrições a seguir:
Agregados Naturais
O presente estudo empregou como agregados graúdos frações pertinentes a brita nº1 e a brita nº 0 e como agregados miúdos frações de areia. Para efeito de material de enchimento utilizou-se o cimento Portland do tipo CP II-Z 32 RS. Esses materiais foram oriundos do Laboratório de Materiais de Construção do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN), Campus Natal-Central. A Figura 1 ilustra detalhes das frações dos agregados naturais utilizados neste trabalho.
	
	Figura 1. Amostras de agregados naturais e cimento.
Agregados Reciclados 
Para o desenvolvimento deste trabalho utilizou-se resíduos de construção civil, oriundos das etapas de construção, demolição, reformas, obras de infraestrutura, e fragmentos de peças pré-moldadas em concreto, produzidas nos canteiros de obras. A obtenção do RCD iniciou-se com o recolhimento de materiais residuais de obras, onde, na sequência, foram destinados à uma usina recicladora. Chegando na usina, realizou-se o beneficiamento dos resíduos eliminando, sempre que possível, materiais considerados indesejáveis através do processo de triagem manual. Esse procedimento objetiva selecionar os materiais desejáveis para uma composição final dos agregados reciclados. Realizada a etapa de triagem, os materiais selecionados passaram por um britador de mandíbula e foram separados granulometricamente por peneiras de diferentes aberturas, com intuito de fracionar os agregados finais, no diâmetro desejado. O estudo dispõe das frações de agregados graúdos reciclados com diâmetros variando de 19 mm a 12,5 mm, comercialmente conhecidos como brita nº1 e brita nº0, respectivamente, e como agregado miúdo, areia reciclada. Esses agregados reciclados foram oriundos de uma recicladora localizada no município de São José de Mipibú/RN. A seguir, a Figura 2 ilustra detalhes da usina recicladora de onde foram coletados os RCD e a Figura 3 ilustra detalhes das frações de RCD empregadas neste estudo.
	
	
	Figura 2. Britador da usina de reciclagem.
	Figura 3. Amostras de agregados reciclados.
Emulsão Asfáltica
Empregou-se no presente estudo uma Emulsão Asfáltica do tipo RL-1C fornecida pelo Departamento de Estradas e Rodagens do Estado do Rio Grande do Norte.
MÉTODO DE TRABALHO
As atividades deste trabalho foram realizadas nos Laboratórios de Pavimentação e Mecânica dos Solos do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN), Campus Natal-Central. O método de trabalho baseou-se nas etapas descritas a seguir:
Caracterização dos Agregados
Na etapa de caracterização dos agregados foram realizados procedimentos convencionais conforme detalhes apresentados na Tabela 1. 
Tabela 1. Ensaios normatizados de caracterização física para os agregados.
	Ensaios
	Normas
	Preparação de amostras
	NBR 6457/2016
	Análise granulométrica
	DNER-ME 083/1998
	Determinação do índice de forma - Agregado graúdo
	DNER-ME 086/1994
	M. Específica do material pulverulento - Le Chatelier
	DNER-ME 085/1994
	M. Específica do agregado miúdo - Chapman
	DNER-ME 194/1998
	Absorção e densidade - Agregado graúdo
	DNER-ME 081/1998
	Abrasão “Los Angeles” - Agregado graúdo
	DNER-ME 035/1998
Um dos procedimentos não normatizados feito durante as atividades foi a catação manual de frações de resíduos com a finalidade de quantificar a presença de resíduos indesejáveis. Para esse procedimento definiu-se percentuais em termos das seguintes composições: restos de alvenaria, restos de concreto, restos cerâmicas e materiais considerados indesejáveis.
Caracterização do Ligante Asfáltico
A caracterização do ligante asfáltico obedeceu às normas técnicas detalhadas na Tabela 2.
Tabela 2. Ensaios normatizados para a caracterização do ligante asfáltico.
	Ensaios
	Normas
	Determinação da carga da partícula - Emulsão
	DNIT 156/2011-ME
	Determinação da densidade e massa específica
	DNER-ME 193/1996
	Determinação da viscosidade Saybolt-furol
	DNER-ME 004/1994
	Resíduo por evaporação
	NBR 14376/2007
Dosagem Marshall
Para os ensaios de dosagem a frio, foram empregadas as normas detalhadas na Tabela 3.
Tabela 3. Ensaios normatizados para o concreto asfáltico a frio.
	Ensaios
	Normas
	Pavimentos flexíveis – Pré misturado a frio
	DNER-ES 317/1997
	Mistura betuminosa a frio – Ensaio Marshall
	DNER-ME 107/1994
Neste estudo foram realizadas 04 (quatro) concepções de dosagens (Tabela 4). As proporções dos materiais contidas em cada traço basearam-se em análises de enquadramento de faixas requisitados por normas para dosagens de Pré-Misturados a Frio, tendo-se definido todas as dosagens na faixa C.
Tabela 4. Descrição dos traços utilizados
	Descrição
	Mistura
	Traço 01
	Areia + Brita + Fíler (naturais)
	Traço 02
	Areia (natural) + Brita e fíler (reciclados) + Fíler natural adicional
	Traço 03
	Areia (reciclada) + Brita e fíler (naturais)
	Traço 04
	Areia (reciclada) + Brita e fíler (reciclados) + Fíler natural adicional
Para cada traço (mistura) foram definidas 04 (quatro) teores de ligante. Estimou-se em cada dosagem composições de emulsão asfáltica em proporções de 6%, 7%, 8% e 9%, respectivamente, sendo confeccionados 3 (três) corpos de provas, por dosagem, identificados como CP I, CP II e CP III (Figura 4). Totalizaram-se a confecção de 48 (quarenta e oito) corpos de prova.
	
	Figura 4. Confecção de corpos de prova.
Foram realizados alguns procedimentos experimentais não estabelecidos em norma, porém necessários antes da moldagem dos corpos de prova. Por conveniência, umidificou-se os agregados até a constatação de superfície saturada a fim de obter melhor aderência da emulsão (Figura 5 e 6).
	
	
	Figura 5. Umidificação dos agregados na dosagem.
	Figura 6. Adição de emulsão asfáltica RL-1C na dosagem.
 
Em conformidade com a norma Marshall, os procedimentos de moldagem foram feitos em moldes cilíndrico sob a aplicação de 75 golpes utilizando um soquete manual compactador. Após a moldagem, os corpos de provas foram mantidos por um período de 24 horas em estufa com temperatura de 60º C. O rompimento para aferir a perda de estabilidade do material, tanto quanto medir a sua fluência ocorreram em prensa Marshall de compressão axial (Figura 7 e 8).Figura 7. Soquete de compactação.
	Figura 8. Prensa Marshall.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Um dos primeiros procedimentos realizados em laboratório foi a catação manual do RCD. Nesse processo, permitiu-se estimar os principais elementos constituintes do material reciclado. Os dados podem ser analisados na Figura 9, onde é possível perceber que a maior concentração são de resíduos de alvenaria constituidos de pasta de cimento e fragmentos de blocos cerâmicos. Em seguida, a fração de concreto apresentou-se como o segundo materiail mais presente, seguido por materiais cerâmicos (pisos) e indesejáveis como: vidro, papelão e plástico.
	
	Figura 9. Seleção manual do RCD.
Com os resultados dos ensaios de granulometria de todos os agregados, naturais e reciclados, e do aglomerante (cimento), gerou-se os gáficos a seguir (Figura 10):
	
	
	Figura 10. Curvas Granulométricas dos agregados, reciclados e naturais, respectivamente.
Pode-se observar semelhança entre os dois resultados, o que é de se esperar uma vez que ambos os materias passam por peneiras durante o processo de fabricação.
A determinação da massa específica dos agregados miúdos deu-se pela utilização do frasco de Chapman. Ambos os resultados se enquadraram nos parametros normativos, sendo eles 2,64 g/cm3 para a areia natural e 2,63 g/cm3 para o mesmo material na forma reciclada. Para a massa específica do cimento utilizou-se o frasco de Le Chatelier, resultando em 2,82 g/cm³. A Tabela 5 apresenta de forma detalhada os resutados obtidos para os ensaios de caracterização dos agregados envolvidos.
Tabela 5. Resultado dos ensaios de caracterização dos agregados. 
No que diz respeito a abrasão do material, destaca-se o resultado para o agregado reciclado, onde a brita 1 e a brita 0, apresentaram 49% e 37% de desgaste, respectivamente. Tem-se como parâmetro, o limite aceitável máximo de 50% de desgaste. Para os agregados naturais, a brita 1 e brita 0 apresentaram 22% e 69%, respectivamente, de modo que a brita 0, de origem natural, ficou fora do padrão normativo. 
Na tentativa de determinar o percentual de CAP presente na EAP, realizou-se o ensaio de resíduo por evaporação de uma amostra de emulsão. O resultado desse procedimento apontou um percentual de CAP na mistura da ordem de 59,85%, resultando num valor aceitável pelos parâmetros estabelecidos pelo DNIT. A polaridade do ligante foi verificada pelo ensaio de Carga da Partícula, onde verificou-se que de fato amostra se trata de um material carregado de modo positivo (catiônica).
CONCLUSÃO
Pode-se concluir que, nos principais resultados de ensaios laboratoriais para caracterização dos agregados, o agregado do tipo brita 0 oriundo de RCD, apesar de possuir alto índice de absorção de água quando comparado com o material natural, apresenta percentuais de resistência a abrasão favoráveis, bem como boa cubicidade. Este fator infere que, quanto menor a lamelaridade do agregado, melhores são as condições de aderência ao solo quando utilizados em camada de revestimento asfáltico. Já para a resistência a abrasão, implica dizer que, quanto menos desgaste o agregado sofrer, melhor a sua capacidade mecânica de suporte na composição do concreto asfáltico.
Em posse destas análises de caracterização, conclui-se que o RCD possui viabilidade para uso em camadas de revestimento do concreto asfáltico, e de forma simultânea, promove soluções às problemáticas ambientais. 
REFERÊNCIAS
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