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UNIVERSIDADE DO PLANALTO CATARINENSE CURSO DE ENGENHARIA CIVIL FRANCIELE DA SILVA DOS SANTOS ESTUDO DE VIABILIDADE DE FABRICAÇÃO DE PAVER COM RESÍDUOS SÓLIDOS LAGES SC 2018 FRANCIELE DA SILVA DOS SANTOS ESTUDO DE VIABILIDADE DE FABRICAÇÃO DE PAVER COM RESÍDUOS SÓLIDOS Trabalho de Curso submetido à Universidade do Planalto Catarinense para obtenção dos créditos de disciplina Trabalho de Conclusão de Curso equivalente no curso de Engenharia Civil. Orientação: Prof. Volmir Pitton. Grad. LAGES SC 2018 FRANCIELE DA SILVA DOS SANTOS ESTUDO DE VIABILIDADE DE FABRICAÇÃO DE PAVER COM RESÍDUOS SÓLIDOS Este Trabalho de Curso foi julgado adequado para obtenção dos créditos da disciplina de Trabalho de Curso, do 9º. Semestre, obrigatória para obtenção do título de: ENGENHEIRO CIVIL Lages (SC), 02 de Junho de 2018. ________________________________________ Prof. Johnny Rocha Jordan Professor de TCC ___________________________________ Prof. Alexandre Tripolli Venção Coordenador do Curso de Engenharia Civil BANCA EXAMINADORA: ___________________________________ Prof. Eng. Civil Volmir Pitton Orientador ____________________________________ Prof. Maurício César Brun Avaliador 1 ___________________________________ Prof. Gastão Pericles Lopes Carsten Avaliador 2 Aos meus pais Paulo J. dos Santos e Nilda T. da Silva, as minhas irmãs Sabrina C. Godoi e Anelise S. Peixer, a meu namorado João O. Avila e familiares mais próximos. A todos os Professores do curso de Engenharia Civil da instituição Uniplac, e que se dedicam a nos ensinar todos os dias. AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar à Deus pelo dom da vida, aos meus pais, aos meus familiares mas próximos, amigos e amigas adquiridos ao longo da faculdade, que sempre apoiaram e sempre me incentivaram. Em especial ao Clube das Luluzinhas, ao qual fazem parte Ana P. Ichtchuk, Andrea C. Flores, Luana V. , Mariana V. Dalponte e Patrícia Moraes. Ao Professor da disciplina de TCC Johnny Rocha Jordan, por todo conhecimento repassado e toda a compreensão. Ao Professor Volmir Pitton por me orientar neste relatório e por todo conhecimento repassado. Ao coordenador do curso de Engenharia Civil Alexandre Trípoli Venção, pela dedicação e atenção com os acadêmicos do curso. "Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma". Antoine Lavoisier LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal .................. 28 Figura 2 - Telha francesa .............................................................................. 28 Figura 3 - Bloco de concreto estrutural ........................................................ 29 Figura 4 - Azulejos ....................................................................................... 30 Figura 5 - Características .............................................................................. 33 Figura 6 - Exemplo de blocos de concreto tipo I .......................................... 51 Figura 7 - Exemplo de blocos de concreto tipo II ........................................ 52 Figura 8 - Exemplo de blocos de concreto tipo III ....................................... 52 Figura 9 - Exemplo de blocos de concreto tipo IV ....................................... 53 Figura 10 - Cavaco de aço ............................................................................ 56 Figura 11 - Ninhos de cavacos ...................................................................... 57 Figura 12 - Resíduos Construção Civil forma bruta .................................... 58 Figura 13 - Resíduos Construção Civil britado ............................................ 58 Figura 14 - Massa mínima, por amostra de ensaio ....................................... 59 Figura 15 - Série de peneiras ........................................................................ 60 Figura 16 - Fôrma geminada ......................................................................... 76 Figura 17 - Parede lateral I piloto ................................................................. 77 Figura 18 - Parede lateral II piloto ................................................................ 77 Figura 19 - Face superior piloto .................................................................... 78 Figura 20 - Cavaco de bronze TM 23 ........................................................... 82 Figura 21 - Parede lateral I bronze................................................................ 84 Figura 22 - Parede lateral II bronze .............................................................. 84 Figura 23 - Face superior bronze .................................................................. 84 Figura 24 - Cavaco de aço SAE 1045 ........................................................... 90 Figura 25 - Parede lateral I aço ..................................................................... 92 Figura 26 - Parede lateral II aço.................................................................... 92 Figura 27 - Face superior aço ....................................................................... 93 Figura 28 - Parede lateral I resíduos da construção civil ............................ 100 Figura 29 - Parede lateral II resíduos da construção civil........................... 101 Figura 30 - Face superior resíduos da construção civil .............................. 101 LISTA DE TABELAS Tabela 1 -Ensaio 1 – Areia média. _______________________________ 61 Tabela 2 -Ensaio 2 – Areia média. _______________________________ 62 Tabela 3 -Ensaio 1 – Pedrisco. __________________________________ 64 Tabela 4 -Ensaio 2 – Pedrisco. __________________________________ 65 Tabela 5 -Ensaio 1 – Resíduos da construção civil ___________________ 66 Tabela 6 -Ensaio 2 – Resíduos da construção civil ___________________ 67 Tabela 7 -Ensaio 1 – Bronze TM 23 ______________________________ 69 Tabela 8 -Ensaio 2 – Bronze TM 23 ______________________________ 70 Tabela 9 -Ensaio 1 – AÇO SAE 1045 ____________________________ 71 Tabela 10 -Ensaio 2 – AÇO SAE 1045 ___________________________ 72 Tabela 11 -Traço de concreto ___________________________________ 74 Tabela 12 -Volume de concreto _________________________________ 75 Tabela 13 -Quantidades dos componentes _________________________ 75 Tabela 14 -Resistência à compressão _____________________________ 79 Tabela 15 -Resistência à compressão estimada _____________________ 79 Tabela 16 -Índice de forma _____________________________________ 80 Tabela 17 -Traço de concreto ___________________________________ 82 Tabela 18 -Volume de concreto _________________________________ 83 Tabela 19 -Quantidades dos componentes _________________________ 83 Tabela 20 -Resistência à compressão _____________________________ 86 Tabela 21 -Resistência à compressão estimada _____________________ 86 Tabela22 -Índice de forma _____________________________________ 87 Tabela 23 -Traço de concreto ___________________________________ 90 Tabela 24 -Volume de concreto _________________________________ 91 Tabela 25 -Quantidades dos componentes _________________________ 91 Tabela 26 -Resistência à compressão _____________________________ 94 Tabela 27 -Resistência à compressão estimada _____________________ 95 Tabela 28 -Índice de forma _____________________________________ 96 Tabela 29 -Traço de concreto ___________________________________ 99 Tabela 30 -Volume de concreto _________________________________ 99 Tabela 31 -Quantidades dos componentes ________________________ 100 Tabela 32 -Resistência à compressão ____________________________ 103 Tabela 33 -Resistência à compressão estimada ____________________ 103 Tabela 34 -Índice de forma ____________________________________ 104 LISTA DE QUADROS Quadro 1 - Taxas de desperdício de materiais ______________________ 25 Quadro 2 - Classificação das classes dos resíduos da construção civil ___ 26 Quadro 3 - Tipos de argilas ____________________________________ 27 Quadro 4 - Classificação das classes de blocos de concreto ___________ 29 Quadro 5 - Definições dos componentes __________________________ 33 Quadro 6 - Sistema SAE de classificação dos aços __________________ 45 Quadro 7 - Ligas do bronze ____________________________________ 48 Quadro 8 - Tolerâncias dimensionais das peças de concreto ___________ 54 Quadro 9 - Resistência característica à compressão __________________ 55 Quadro 10 -Resistência à abrasão ________________________________ 55 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Curva granulométrica ensaio 1 – Areia média........................... 61 Gráfico 2 - Curva granulométrica ensaio 2 – Areia média........................... 62 Gráfico 3 - Curva granulométrica ensaio 1 - Pedrisco................................. 63 Gráfico 4 - Curva granulométrica ensaio 2 - Pedrisco................................. 64 Gráfico 5 -Curva granulométrica ensaio 1 –Resíduos da construção civil... 66 Gráfico 6 - Curva granulométrica ensaio 2-Resíduos da construção civil... 67 Gráfico 7 - Curva granulométrica ensaio 1 - Bronze.................................. 68 Gráfico 8 - Curva granulométrica ensaio 2 - Bronze................................... 69 Gráfico 9 - Curva granulométrica ensaio 1 - Aço......................................... 71 Gráfico 10 - Curva granulométrica ensaio 1 - Aço....................................... 72 Gráfico 11 - Amostra base e bronze TM 23................................................. 88 Gráfico 12 - Amostra base e aço SAE 1045................................................. 97 Gráfico 13 - Amostra Base e Resíduos da Construção Civil...................... 105 Gráfico 14 – Comparação geral..................................................................106 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS RCC Resíduos da Construção Civil TM SAE CREA PVC PVA MPa MF ABNT NBR CO ISO a.C Termomecanica Society of Automotive Engineers Conselho Regional de Engenharia e Arquitetura Cloreto de polivinila Acetato de polivinila Megapascal Modulo de finura Associação Brasileira de Normas Técnicas Norma Brasileira Monóxido de Carbono Organização Internacional de Normalização Antes de Cristo . RESUMO Este presente trabalho de conclusão de curso tem como tema central a viabilidade de fabricação de pavimentos intertravado tipo I, com resíduos da construção civil, bronze TM 23 e aço SAE 1045. Essa pesquisa tem como foco principal na resistência à compressão dos pavers de concreto com resíduos. Feito uma amostra para fins de comparação com as demais amostras com resíduos, os quais foram confeccionados com o mesmo traço de concreto. Quanto à metodologia, trata-se de uma pesquisa experimental, realizadas em laboratório, que pode oferecer benefícios ao meio em que vivemos. A coleta das amostras foram realizadas em duas empresas distintas do município de Lages — SC, uma delas numa empresa de entulhos da construção civil e a outra numa empresa de usinagem de peças. Os dados apontam que a resistência à compressão, das amostras não atende exigências da norma técnica ABNT NBR 9781:201. A amostra que deve um melhor desempenho foi com adição de rejeitos de aço SAE 1045. Palavras-chave: Pavers; Resíduos; Compressão; ABSTRACT This present work of course completion has as its central theme the feasibility of fabrication of interlocking type I pavements, with construction waste, TM 23 bronze and SAE 1045 steel. This research has as main focus the compressive strength of concrete pavers with waste. A sample was made for purposes of comparison with the other samples with residues, which were made with the same concrete trace. As for the methodology, it is an experimental research, carried out in a laboratory, that can offer benefits to the environment in which we live. The samples were collected in two different companies in the municipality of Lages - SC, one of them in a rubble construction company and the other in a part machining company. The data indicate that the compressive strength of the samples does not meet the requirements of technical standard ABNT NBR 9781: 201. The sample that should perform better was with the addition of SAE 1045 steel tailings. Keywords: Pavers; Waste; Compression; SUMÁRIO 1 JUSTIFICATIVA ________________________________________________________ 18 2 PROBLEMATIZAÇÃO ___________________________________________________ 19 3 OBJETIVO DE ESTUDO __________________________________________________ 20 4 PROBLEMA DE PESQUISA _______________________________________________ 21 5 OBJETIVOS ____________________________________________________________ 22 5.1 Objetivo geral __________________________________________________________ 22 5.2 Objetivos específicos ____________________________________________________ 22 6 HIPÓTESE _____________________________________________________________ 23 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS _________________________________________ 24 7.1 Resíduos da construção civil ______________________________________________ 24 7.1.1 Introdução ___________________________________________________________ 24 7.1.2 Desperdício __________________________________________________________ 24 7.1.3 A Resolução do CONAMA 307/2002 ______________________________________ 25 7.2 Definições dos resíduos oriundos da construção civil ___________________________ 27 7.2.1 Componentes cerâmicos ________________________________________________ 27 7.2.2 Definição ____________________________________________________________ 27 7.2.3 Argila _______________________________________________________________ 27 7.3 TIJOLOS MACIÇOS E BLOCOS PARA ALVENARIA ________________________ 27 7.4 TELHAS ______________________________________________________________ 28 7.5 blocos de concreto ______________________________________________________ 29 7.6 GRÊS CERÂMICOS ____________________________________________________ 30 7.7 AZULEJO _____________________________________________________________ 30 7.8 PLÁSTICOS ___________________________________________________________ 30 7.8.1 Termoplásticos _______________________________________________________ 31 7.8.2 Termofixos ___________________________________________________________ 31 7.8.3 Elastômeros __________________________________________________________31 7.9 ARGAMASSA _________________________________________________________ 31 7.10 concreto _____________________________________________________________ 32 7.10.1 Produção do concreto _________________________________________________ 32 7.10.2 Concreto convencional ________________________________________________ 32 7.10.3 Aglomerantes ________________________________________________________ 32 7.10.4 Cimento ____________________________________________________________ 32 7.10.5 Agregados __________________________________________________________ 34 7.10.6 Classificação dos agregados ____________________________________________ 34 8 GRANULOMETRIA _____________________________________________________ 35 8.1 Agregados miúdos ______________________________________________________ 35 8.2 Agregados graúdos ______________________________________________________ 35 9 ADENSAMENTO ________________________________________________________ 36 10 CURA ________________________________________________________________ 37 11 RESÍDUOS SÓLIDOS NA SOCIEDADE ____________________________________ 38 11.1 Tipos de resíduos sólidos ________________________________________________ 38 11.2 Resíduos domiciliares ___________________________________________________ 38 11.3 Resíduos orgânicos _____________________________________________________ 38 11.4 Resíduos inorgânicos ___________________________________________________ 39 11.5 Resíduos de limpeza urbana ______________________________________________ 39 11.6 Resíduos especiais _____________________________________________________ 39 12 BENEFÍCIOS DA REDUÇÃO E REAPROVEITAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS 40 13 FERRO _______________________________________________________________ 41 13.1 A História do Ferro ____________________________________________________ 41 13.2 Definição ____________________________________________________________ 41 13.3 Fabricação do aço _____________________________________________________ 42 13.4 Ferro – gusa __________________________________________________________ 42 13.5 Características do aço __________________________________________________ 43 13.6 Tipos de aço __________________________________________________________ 43 13.6.1 Aços carbono ________________________________________________________ 43 13.6.2 Aços liga ___________________________________________________________ 43 13.7 Aço de alta resistência a corrosão atmosférica _______________________________ 44 13.8 Aço inoxidável ________________________________________________________ 44 13.9 Classificação do aço ____________________________________________________ 45 13.9.1 Aço SAE 1045 _______________________________________________________ 45 14 BRONZE ______________________________________________________________ 46 14.1 A História da bronze____________________________________________________ 46 14.2 Estanho ______________________________________________________________ 46 14.3 Cobre _______________________________________________________________ 47 14.4 Características do bronze ________________________________________________ 47 14.5 Bronze TM 23 _________________________________________________________ 48 15 PAVERS _______________________________________________________________ 50 15.1 Histórico _____________________________________________________________ 50 15.2 Pavimento intertravado _________________________________________________ 50 15.2.1 Intertravamento ______________________________________________________ 50 15.3 Peça de concreto ______________________________________________________ 51 15.4 CARACTERÍSTICAS ___________________________________________________ 51 15.4.1 Formatos ___________________________________________________________ 51 15.4.2 Tipo I ______________________________________________________________ 51 15.4.3 Tipo II _____________________________________________________________ 51 15.4.4 Tipo III _____________________________________________________________ 52 15.4.5 Tipo IV _____________________________________________________________ 52 15.5 FABRICAÇÃO ________________________________________________________ 53 15.5.1 MATERIAIS _________________________________________________________ 53 15.6 Dimensões e tolerâncias _________________________________________________ 54 15.7 Resistência característica à compressão ____________________________________ 54 15.8 Absorção de àgua ______________________________________________________ 55 15.9 Resistência à abrasão ___________________________________________________ 55 16 METODOLOGIA _______________________________________________________ 56 17 GRANULOMETRIA ____________________________________________________ 59 17.1 Amostragem __________________________________________________________ 59 17.2 Classificação dos agregados _____________________________________________ 59 17.3 Aparelhagem __________________________________________________________ 60 17.4 Ensaio areia média _____________________________________________________ 61 17.5 Relatórios dos ensaios __________________________________________________ 61 17.6 Ensaio pedrisco _______________________________________________________ 63 17.6.1 Relatórios dos ensaios _________________________________________________ 63 17.7 Ensaio Resíduos da construção civil _______________________________________ 66 17.7.1 Relatórios dos ensaios _________________________________________________ 66 17.8 Ensaio bronze TM 23 ___________________________________________________ 68 17.8.1 Relatórios dos ensaios _________________________________________________ 68 17.9 Ensaio aço SAE 1045 ___________________________________________________ 71 17.9.1 Relatórios dos ensaios _________________________________________________ 71 18 FABRICAÇÃO DOS PAVIMENTOS INTERTRAVADOS ______________________ 74 18.1 Pavers sem resíduos ____________________________________________________ 74 18.1.1 Procedimento ________________________________________________________ 74 18.1.2 Traço do Concreto ____________________________________________________ 74 18.1.3 Volume de concreto para amostras _______________________________________ 74 18.1.4 Dosagem experimental ________________________________________________ 75 18.1.5 Materiais ___________________________________________________________ 75 18.1.6 Equipamentos _______________________________________________________ 76 18.1.7 Ensaio _____________________________________________________________ 76 18.1.8 Inspeção das peças ___________________________________________________ 76 18.1.9 Determinação da resistência característicos à compressão ____________________ 78 18.1.10 Método de ensaio ____________________________________________________ 78 18.1.11 Equipamentos ______________________________________________________ 79 18.1.12 Resultados da resistência características à compressão (FPK) ________________ 79 18.1.13 Resistência à compressão estimada _____________________________________ 79 18.1.14 índice de forma (IF) das peças _________________________________________ 80 18.1.15 Considerações finais da amostra analisada _______________________________ 80 18.2 PAVERS COM ADIÇÃO DE BRONZE TM 23 _______________________________ 81 18.2.1 Procedimento ________________________________________________________ 81 18.2.2 Traço do Concreto ____________________________________________________ 82 18.2.3 Volume de concreto para amostras _______________________________________ 82 18.2.4 Dosagem experimental ________________________________________________ 83 18.2.5 Ensaio _____________________________________________________________ 83 18.2.6 Inspeção das peças ___________________________________________________83 18.2.7 Determinação da resistência característicos à compressão ____________________ 85 18.2.8 Método de ensaio _____________________________________________________ 85 18.2.9 Equipamentos _______________________________________________________ 85 18.2.10 Resultados da resistência características à compressão (fpk) _________________ 86 18.2.11 Índice de forma (IF) das peças _________________________________________ 87 18.2.12 Considerações finais da amostra analisada _______________________________ 87 18.2.13 Comparação entre as amostras _________________________________________ 88 18.3 PAVERS COM ADIÇÃO DE AÇO SAE 1045 ________________________________ 89 18.3.1 Procedimento ________________________________________________________ 89 18.3.2 Traço do Concreto ____________________________________________________ 90 18.3.3 Volume de concreto para amostras _______________________________________ 90 18.3.4 Dosagem experimental ________________________________________________ 91 18.3.5 Ensaio _____________________________________________________________ 91 18.3.6 Inspeção das peças ___________________________________________________ 92 18.3.7 Determinação da resistência característicos à compressão ____________________ 94 18.3.8 Método de ensaio _____________________________________________________ 94 18.3.9 Equipamentos _______________________________________________________ 94 18.3.10 Resultados da resistência características à compressão (fpk) _________________ 94 18.3.11 Índice de forma (IF) das peças _________________________________________ 96 18.3.12 Considerações finais da amostra analisada _______________________________ 96 18.3.13 Comparação entre as amostras _________________________________________ 97 18.4 Pavers com adição de resíduos da construção civil ___________________________ 98 18.4.1 Procedimento ________________________________________________________ 98 18.4.2 Traço do Concreto ____________________________________________________ 98 18.4.3 Volume de concreto para amostras _______________________________________ 99 18.4.4 Dosagem experimental ________________________________________________ 99 18.4.5 Ensaio ____________________________________________________________ 100 18.4.6 Inspeção das peças __________________________________________________ 100 18.4.7 Determinação da resistência característicos à compressão ___________________ 102 18.4.8 Método de ensaio ____________________________________________________ 103 18.4.9 Equipamentos ______________________________________________________ 103 18.4.10 Resultados da resistência características à compressão (fpk) ________________ 103 18.4.11 Índice de forma (IF) das peças ________________________________________ 104 18.4.12 Considerações finais da amostra analisada ______________________________ 105 18.4.13 Comparação entre as amostras ________________________________________ 105 19 CONSIDERAÇÕES FINAIS _____________________________________________ 107 20 CONCLUSÃO _________________________________________________________ 108 21 REFERÊNCIAS _______________________________________________________ 109 18 1 JUSTIFICATIVA Como é possível observar no nosso cotidiano, assuntos sobre resíduos sólidos está cada vez mais em pautas, devido à industrialização e o excessivo consumo, tanto de bens e serviços, em parte devida ao crescimento populacional. Com esse salto na produção de materiais e produtos, podemos destacar a geração de resíduos de pequenas e grandes obras na construção civil, com consequente impacto ambiental. Em busca de uma solução prática, os resíduos sólidos podem ser reutilizados como matéria-prima para outras destinações. A implantação de resíduos na fabricação de peças pré — moldadas de concreto pavers, que pode ser utilizadas em pavimentação de vias urbanas, estacionamentos ou em calçadas, isso trará reflexos positivos no âmbito social, ambiental e econômico. Pois, proporciona a abertura de novos mercados, gera trabalho, emprego e renda, também preserva recursos naturais, economia de energia, redução de volume de aterro, conduz à inclusão social e diminui os impactos ambientais provocados pela disposição inadequada dos resíduos. 19 2 PROBLEMATIZAÇÃO A preocupação com questões ambientais junto a um novo modelo econômico tem levado grandes empresas repensarem a forma de utilização dos recursos naturais. Cada produto hoje que é fabricado utiliza grandes quantidades de matérias-primas e geram imensos volumes de resíduos, por serem fabricados em massa, para suprimir o consumo desenfreado da população, causando diversos fatores negativos ao meio ambiente como impactos a atmosfera, aos lençóis freáticos e saúde pública, etc. Um dos grandes problemas da reciclagem de lixo é a dificuldade enfrentada pelos cidadãos em descartar o material corretamente. A escassez de coleta seletiva prejudica a reciclagem, diversos resíduos secos são misturados aos úmidos, diminuindo assim o percentual de aproveitamento. Com as dificuldades de criar um aterro sanitário que atenda as licenças ambientais, muitos resíduos são descartados de maneira incorreta e em locais não autorizados. São muitos os problemas gerados pelo lixo, produzimos diariamente uma quantidade imensa de resíduos. Costuma-se dizer que os transtornos do lixo podem ser solucionados a partir da regra dos quatro Rs: reduzir, reutilizar, reciclar e repensar. Soluções práticas que podem minimizar a quantidade de resíduos que são descartados aos aterros. Diante ao exposto à pesquisa pretende analisar a viabilidade técnica da substituição de alguns resíduos sólidos na fabricação de blocos pré — moldados pavers, visando reduzir danos ao meio ambiente. 20 3 OBJETIVO DE ESTUDO Estudar formulações com resíduos sólidos para a confecção de diversos pavers. De modo que se obtenha uma mistura homogênea e dentro das normas técnicas. 21 4 PROBLEMA DE PESQUISA • Pavers em concreto utilizando resíduos sólidos iram atender as normas técnicas? • Qual o comportamento mecânico das peças produzidas quando acrescentado agregado reciclado? • Qual a relação de consumo de cimento para cada agregado utilizado? • Qual será o melhor resíduo, dentre os estudados, para se fabricar um bloco paver? • Os corpos de provas estarão de acordo com os requisitos exigidos pela norma? 22 5 OBJETIVOS 5.1 OBJETIVO GERAL Análise de viabilidade da fabricação de blocos pré — moldados pavers para pavimentação urbana, utilizando-se de materiais de reuso de obras, entre outros, mais especificamente agregados miúdos triturados, assim reduzindo a degradação e o impacto ambiental. 5.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Identificar tipos de resíduos que podem ser viáveis para a fabricação de pavers; • Criar traços de concreto com resíduos para analise em laboratório; • Confeccionar e testar pavers dentro das normas técnicas; • Analisar o desempenho dos corpos de prova. 23 6 HIPÓTESE É possível incorporar na fabricação de pavers resíduos sólidos tais como: bronze TM 23, aço SAE 1045, resíduos da construção civil (RCC), alumínio, pó de vidro, pó de borracha e areia descartada de fundição, dentro das normas técnicas. 24 7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 7.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL 7.1.1 Introdução A geração dos Resíduos da Construção Civil — RCC tem de se, na grande maioria, às perdas de materiais em obras da construção civil, durante a execução parte dos materiais utilizados em obra, são desperdiçados tanto por danos no recebimento, manuseio, transporte ou até mesmo no armazenamento.A indústria da construção civil é marcada como o setor de serviços humanos que mais sucumbe dos recursos naturais e usufrui de energia, gerando vastos impactos ambientais. Tais impactos não estão relacionados apenas ao consumo de matéria e energia, mas, também a geração de resíduos. Ampliações, reformas e demolições são outras atividades que também contribuí na geração de resíduos da construção civil. Dentre os inúmeros fatores que contribuem para a geração dos RCC estão: Os problemas relacionados ao projeto, seja pela falta de definições e/ou detalhamentos satisfatórios, falta de precisão nos memoriais descritivos, baixa qualidade dos materiais adotados, baixa qualificação da mão-de-obra, o manejo, transporte ou armazenamento inadequado dos materiais, a falta ou ineficiência dos mecanismos de controle durante a execução da obra, ao tipo de técnica escolhida para a construção ou demolição, aos tipos de materiais que existem na região da obra e finalmente à falta de processos de reutilização e reciclagem no canteiro. (CREA – PR, 2012) 7.1.2 Desperdício O desperdício está intensamente, voltado na nossa cultura, podemos verificar tal fato quando observando os grandes volumes de lixos que são recolhidos todos os dias nas nossas cidades. Dessa mesma forma, também acontece na nossa legislação civil, em que um conjunto de fatores danosos agrava a situação com uma cifra de 30% a 35% de desperdícios. Este desperdício vem se prolongando ao longo dos anos, em consequência a falta de qualidade dos projetos, as perdas ocorrem tanto na entrega dos produtos, no armazenamento inadequado, na execução da obra ou até mesmo, nas quantidades de materiais. No Quadro nº 2 25 expõe taxas de desperdício de materiais onde apresentam números significativos entre os valores máximos e mínimos, diferenças as quais se dão entre a organização de projeto, execução e controle de qualidade das obras. Quadro 1 - Taxas de desperdício de materiais Materiais Taxa de Desperdício (%) Média Mínimo Máximo Concreto usinado 9 2 23 Aço 11 4 16 Blocos e tijolos 12 3 48 Placas cerâmicas 14 2 50 Revestimento têxtil 14 14 14 Eletrodutos 15 13 18 Tubos sistemas prediais 15 8 56 Tintas 17 8 24 Condutores 27 14 35 Gesso 30 14 120 Fonte: Espinelli (2005) 7.1.3 A Resolução do CONAMA 307/2002 A Resolução 307/2002 determinou a realização de um PLANO INTEGRADO DE GERENCIAMENTO DE RCC, cabendo aos Municípios e Distrito Federal, buscar soluções imediatas para o gerenciamento dos pequenos volumes de resíduos, bem como com o cumprimento da ação dos agentes envolvidos com os grandes volumes. Em sua resolução nº 307, de 5 de julho, de 2002, determina diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão de resíduos da construção civil (RCC), e em seu Artigo 2º define: I - Resíduos da construção civil: são os provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc, comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha; (RESOLUÇÃO CONAMA nº 307, 2002) O Artigo 3º, da mesma resolução, classifica os resíduos da construção civil como classe A, B, C e D, apresentados no Quadro nº 2: 26 Quadro 2 - Classificação das classes dos resíduos da construção civil Classificação Definição Destinação Classe A Resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados: De construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; De construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.) argamassa e concreto; De processo de fabricação ou demolição de peças pré- moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios entre outros) produzidas no canteiro de obras. Deverão ser reutilizados ou reciclados na forma de agregados, ou encaminhados a áreas de aterro de resíduos da construção civil, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura. Classe B Resíduos recicláveis para outras destinações, tais como plástico, papel/papelão, metais, vidros, madeiras e outros tais como os produtos oriundos do gesso. Deverão ser reutilizados, reciclados ou encaminhados a áreas de armazenamento temporário, sendo disposto de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura. Classe C Resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem/ recuperação. Deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas. Classe D Resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de demolição, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros. Deverão ser armazenados, transportados, reutilizados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas. Fonte: Resolução CONAMA 307 (2002) 27 7.2 DEFINIÇÕES DOS RESÍDUOS ORIUDOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL 7.2.1 Componentes cerâmicos 7.2.2 Definição Os produtos cerâmicos, sob o ponto de vista dos materiais de construção civil, são obtidos pela moldagem, secagem e queima de argila ou de misturas contendo argila [...]. Os produtos cerâmicos são utilizados como elementos construtivos, seja como elementos estruturais, de vedação, cobertura, revestimento e equipamentos utilitários. (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 2011) 7.2.3 Argila A argila é a matéria-prima básica da cerâmica, sendo um conjunto de minerais, composta por grande quantidade de material amorfo, predominando o material cristalizado, que possuem a propriedade de formarem com a água uma pasta plástica moldável. (AMBROZEWICZ, 2012) Os produtos cerâmicos são obtidos através de diferentes tipos de argilas, ilustrados no Quadro nº 3. Quadro 3 - Tipos de argilas Tipos de argilas Produto Argilas vermelhas e amarelas Blocos, tijolos, telhas Argilas refratárias Tijolos refratários Argilas para produto de grés Materiais sanitários, pastilhas e azulejos Argilas brancas Porcelanas Fonte: Materiais de construção civil (2011) 7.3 TIJOLOS MACIÇOS E BLOCOS PARA ALVENARIA As alvenarias que empregam produtos cerâmicos são compostas pelos chamados tijolos maciços ou por blocos. Os blocos cerâmicos apresentam vazios internos, comumente chamados de furos, que podem variar em número e formato, proporcionando maior leveza e rapidez construtiva [...]. (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 2011) 28 Figura 1 - - Bloco cerâmico de vedação com furos na horizontal Fonte: ABNT NBR 15270-1 (2005) 7.4 TELHAS É um elemento na construção civil usado na cobertura de casas e outras edificações, apresentam vantagens tanto no conforto térmico, estético e de custos. Segundo Ambrozewicz (2012), [...] na fabricaçãodas telhas é indispensável minimizar os efeitos de retração na secagem, reduzindo, os problemas de porosidade e tolerância nas dimensões, utiliza — se argilas mais secas, finas e homogêneas [...]. São encontradas em várias formas e dimensões, é tipicamente feita em cerâmica, mas pode ser fabricada com uma variedade de matérias, como, por exemplo, cimento, vidro, amianto, metal e madeira. A telha mais difundida é a telha francesa. De acordo com a Figura nº 2. Figura 2 - Telha francesa Fonte: ABNT NBR 15310 (2005) 29 7.5 BLOCOS DE CONCRETO ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR 6136: Blocos vazados de concreto simples para alvenaria – Requisitos (2007), o bloco se define como um elemento de alvenaria cuja área líquida é igual ou inferior a 75% da área bruta. Quanto a sua classificação podemos ver no Quadro nº 4. Quadro 4 - Classificação das classes de blocos de concreto Classificação Função Classe A Com função estrutural, uso em elementos de alvenaria acima ou abaixo do nível do solo; Classe B Com função estrutural, uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo; Classe C Com função estrutural, uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo; (especificações) Classe D Sem função estrutural, uso em elementos de alvenaria acima do nível do solo. Fonte: ABNT NBR 6136 (2007) O bloco de concreto permite agilidade nas obras de construção civil, devido ao seu tamanho que é maior em relação aos outros tipos. Possui maior resistência, tem a função de sustentar toda a edificação, assim não necessitando de vigas e pilares. Suas dimensões e formatos são padronizados, permitindo um sistema construtivo limpo, rápido e prático, tornando uma edificação de qualidade e econômica. Ilustrado conforme a Figura n° 3. Figura 3 - Bloco de concreto estrutural Fonte: Alternativas tecnológicas para edificações (2008) 30 7.6 GRÊS CERÂMICOS São materiais cerâmicos de revestimento, contém argila de grãos finos, plástica e refratária e suportam altas temperaturas. Existem dois tipos: a louça e o grês cerâmicos: Louça: também chamados de faiança, embora impermeáveis na superfície, são mais porosos no interior. Entre eles estão os azulejos, pastilhas e louças sanitárias. Grês cerâmicos: têm textura quase compacta. São tubulações sanitárias (em desuso) e os pisos. (AMBROZEWICZ, 2012) 7.7 AZULEJO Para Petrucci (2003), o azulejo é composto de duas camadas: uma de argila selecionada, de espessura grande, e outra camada fina de esmalte que recobre um das faces e lhe torna impermeável e com alta durabilidade. Tem por função revestir superfícies, dando proteção e um ótimo acabamento. Ilustrada na Figura nº 4. Figura 4 - Azulejos Fonte: NBR 8214 (1983) 7.8 PLÁSTICOS Segundo Ambrozewicz (2012), [...] plásticos são os materiais artificiais feitos pela combinação do carbono com o oxigênio, hidrogênio e outros elementos orgânicos ou inorgânicos, em que seu estado final pode ser moldado da forma desejada [...]. Os plásticos são ideais para aplicações como encaixes e vedações de janelas e tubulações, com longa durabilidade e alta resistência. 31 7.8.1 Termoplásticos Amolecem quando aquecidos, sendo então moldados e posteriormente resfriados, não perdendo suas propriedades neste processo, podendo ser novamente aquecidos e moldados. Os mais conhecidos são o polietileno, o orlon (acrilonitrila), o náilon, o politubeno, o PVC (cloreto de polivinila), o PVA (acetato de polivinila), cloreto de vinila, o acetato de vinila, o propileno isostático e os acrílicos. (AMBROZEWICZ, 2012) 7.8.2 Termofixos Para Ambrozewicz (2012), no processo de moldagem resulta em uma reação química irreversível, tornando-o duro e quebradiço, não podendo ser moldado outra vez. Os mais conhecidos são a baquelite, a uréia – formaldeído, dracon (poliéster), resina alquídica [...]. 7.8.3 Elastômeros Apresentam grande elasticidade e, por isso, recebem também o nome de borracha sintética. Os mais utilizados são o neoprene (policloropreno), o butyl (isobutileno- isopreno), o teflon e o viton (politetrafluoretileno), o tiokol (polissulfeto), o SBR (estireno-butadieno), o adiprene (poliuretana), os silicones (polisiloxano) e o hypalon (polietileno clorossulfanado). (AMBROZEWICZ, 2012). 7.9 ARGAMASSA Para Ambrozewicz (2012), “a argamassa é uma mistura de agregados e aglomerantes com água. Normalmente a argamassa utilizada em obras é feita de areia natural lavada, misturada com cimento Portland e cal, ou com apenas um desses elementos[...].” As argamassas são empregadas com as seguintes finalidades: [...] Na construção civil, as argamassas são utilizadas para assentamento de alvenarias, revestimento de alvenaria (chapisco, emboço e reboco), revestimento de pisos, assentamento de revestimentos diversos (cerâmicas, rochas), além de vários outros usos. (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 2011) 32 7.10 CONCRETO O concreto é um material da construção civil resultante de uma mistura de aglomerante (cimento), agregados (areias e pedras britadas) e água, além de outros materiais como, os aditivos, para modificar suas características. Deve-se observar: [...] Logo após a mistura o concreto fresco deve possuir plasticidade suficiente para as operações de manuseio, transporte e lançamento em fôrmas. As propriedades definidas para este momento são: consistência, textura, trabalhabilidade, integridade da massa, poder de retenção de água e massa específica [...]. (AMBROZEWICZ, 2012) 7.10.1 Produção do concreto Para os autores Ribeiro; Pinto; Starling (2011), “a produção do concreto pode ser feita de forma manual ou mecânica. A produção mecânica é feita em betoneiras. O tempo de produção é variável, sendo determinado pela homogeneização do concreto [...]. A produção manual é indica apenas para obras de pequeno porte, não se permitindo realizar, de uma só vez [...]” 7.10.2 Concreto convencional a) Utilizado na maioria das obras civis, deve ser lançado nas fôrmas por método convencional (carrinhos de mão, gericas, gruas etc.). O concreto convencional é de consistência seca, e a sua resistência varia de 10,0 até 40,0 MPa. È aplicado em obras civis, industriais e em peças pré-moldadas. As vantagens são o aumento da durabilidade e qualidade final da obra, redução dos custos da obra e redução no tempo de execução. (AMBROZEWICZ, 2012) 7.10.3 Aglomerantes “Aglomerantes é um material ativo, ligante, cuja principal função é formar uma pasta que promove a união entre grãos do agregado. São utilizados na obtenção das argamassas e concretos, na forma da própria pasta e também na confecção de natas.” (AMBROZEWCZ, 2012) 7.10.4 Cimento É um pó fino com propriedades aglomerantes muito empregado na construção civil, utilizado para diversos fins como na composição de argamassa: chapisco, emboço, reboco e 33 concreto. O cimento possui variações e tipos diferentes, eles se distinguem por sua nomenclatura se diferem por suas características, que podemos verificar na Figura nº 5. [...] E um pó fino acinzentado, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, com inúmeras propriedades e características, dentre as quais ser moldável quando misturado com água e ser capaz de desenvolver elevada resistência mecânica ao longo do tempo [...]. (RIBEIRO; PINTO; STARLING,2011). Figura 5 - Características Fonte: https://cimentomaua.com.br/blog/cimento-como-feito-composicao-e-nomenclatura/ Para fins de entendimento, as definições dos componentes estão apresentadas no Quadro nº 5. Nome do completo do material: iniciais do cimento; Quadro 5 - Definições dos componentes A) Tipo de cimento I Portland Comum II Portland Composto III Alto – Forno IV Pozolânico V Alta Resistência Inicial B) Adição: São feitas para aprimorar a propriedade específica do material. E Escória de Alto - Forno F Fíler Z Material Pozolânico C) Resistência: de compressão mínima que o cimento deve ter aos 28 dias. 25 Mpa 32 Mpa 40 Mpa Fonte: https://cimentomaua.com.br/blog/cimento-como-feito-composicao-e-nomenclatura/ 34 7.10.5 Agregados Materiais granulares, sem formato e volume estabelecido. “[...] Os agregados apresentam–se em forma de grãos, tais como as areias e britas, e devem ser inertes, ou seja, não devem provocar reações indesejáveis [...].” (RIBEIRO; PINTO; STARLING, 2011) 7.10.6 Classificação dos agregados Podem ser tanto naturais como artificiais. • Naturais: são encontrados na natureza livre passam processo simples de lavação ou seleção podemos citar: areia e pedregulho ou cascalho. • Artificiais: são produzidos por processos industriais e depois britados alguns exemplos são: areia artificias, argila expandida, pedras britadas, escória de alto – forno, cinza volante e concreto reciclado de demolições etc. 35 8 GRANULOMETRIA 8.1 AGREGADOS MIÚDOS “Areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos de maior tamanho passam no mínimo 85% as malhas da peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,075 µm.” (AMBROZEWICZ, 2012) “De acordo com o módulo de finura, os agregados miúdos classificam-se em:” (AMBROZEWICZ, 2012) Areia grossas: MF > que 3,90; Areia médias: 3,90 > que MF > que 2,40; Areias finas: MF < que 2,40. 8.2 AGREGADOS GRAÚDOS “Pedregulho ou brita proveniente de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam pela peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm (85%).” (AMBROZEWICZ, 2012). 36 9 ADENSAMENTO É um processo que pode ser tanto mecânico ou manual, ocorre compactação de uma mistura ao qual deve estar no estado fresco, no processo elimina os as bolhas de ar (vazios) ou facilita a acomodação de uma mistura em fôrmas. O adensamento do concreto lançado tem por objetivo deslocar com esforço, os elementos que o compõem e orientá-los para se obter maior capacidade, obrigando as partículas a ocupar os vazios e a desalojar o ar do material. Os processos de adensamento podem ser manuais, socamento ou apiloamento, e mecânicos, por meio de vibrações ou centrifugas. (AZEREDO, 1997) 37 10 CURA É um processo técnico que consistem na hidratação do cimento, o concreto perde água por meio da evaporação. Segundo a ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR 14931: Execução de estruturas de concreto - Procedimento (2004) ressalta: Enquanto não atingir endurecimento satisfatório, o concreto deve ser curado e protegido contra agentes prejudiciais para: • evitar a perda de água pela superfície exposta; • assegurar uma superfície com resistência adequada; • assegurar a formação de uma capa superficial durável. 38 11 RESÍDUOS SÓLIDOS NA SOCIEDADE ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR 10004: Resíduos sólidos – Classificação (2004) define: Resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nesta definição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso soluções técnica e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível. Segundo Mota (2003), um dos maiores problemas da gestão de resíduos, nos dias atuais, e sua destinação. O aumento da quantidade de resíduos sólidos e líquidos tem criado grandes dificuldades quanto ao que fazer com os mesmos. O reaproveitamento dos resíduos sólidos é uma medida tanto estratégica, ocasionado a diminuição dos recursos naturais e reduz-se a poluição nas grandes cidades. 11.1 TIPOS DE RESÍDUOS SÓLIDOS Alguns resíduos sólidos são extremamente perigosos para o meio ambiente, tendo em vista que alguns demoram milhares de anos para se decompor, assim merecendo uma atenção especial para sua destinação final. De acordo com a metodologia de origem e produção, o lixo pode ser relacionado em: 11.2 RESÍDUOS DOMICILIARES São compostos por três divisões especificas os recicláveis, e orgânicos biodegradáveis e os rejeitos. Nessa categoria se inclui as sobras de comida e varrição. 11.3 RESÍDUOS ORGÂNICOS Os resíduos orgânicos são constituídos por alimentos e outro materiais que se decompõem pela natureza, tais como (cascas e bagaços de frutas, legumes, galhos e folhas, entre outros. 39 11.4 RESÍDUOS INORGÂNICOS Os resíduos inorgânicos são compostos por produtos fabricados em grandes quantidades, tais como produtos eletrônicos, peças automobilísticas, metais, e tecidos. 11.5 RESÍDUOS DE LIMPEZA URBANA Oriundos da varredura pública, poda e capinação de espaços e vias públicas como ruas, praças, calçadas e sarjetas. 11.6 RESÍDUOS ESPECIAIS São aqueles resíduos categorizados pelos riscos que demonstram para o meio ambiente e a saúde pública, podendo ser provenientes de atividades industriais, hospitalares e agrícolas. 40 12 BENEFÍCIOS DA REDUÇÃO E REAPROVEITAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS Conscientização da comunidade sobre a não renovação dos recursos naturais e da necessidade de proteção do meio ambiente; Menor exploração de recursos naturais e economia na importação de matéria prima; Geração de emprego e renda; Menor consumo de energia e de água nos processos de fabricação; Custos de produção de materiais mais baixos na usinas de transformação; Diminuição de poluição do ar e das águas; Redução da quantidade de resíduos destinados aos aterros sanitários, resultando no aumento de vida útil; Menor ocorrência de problemas ambientais decorrentes da destinação dos resíduos sólidos. (MOTA, 2003) 41 13 FERRO 13.1 A HISTÓRIA DO FERRO Alguns registros mostram que o aço já era utilizado muito antes de cristo. Povos antigos utilizam para a confecção de instrumentos de guerra, como facas e espadas. Segundo relatos arqueológicos os primeiros a utilizar o ferro foram os Hititas por volta de 1500 a.C. Na era cristã houve um aumento na utilização do Ferro no Oriente Médio porém não substituindo o bronze. O ferro na metalúrgica iniciou na Ásia 1300 a.C. e passou a se difundir na Europa por volta de 1100 a.C, quando iniciou se a chamada Idade do Ferro época histórica em que a produção de armas e utensílios domésticos eram fabricados em grande escala. O ferro é o metal mais utilizadodesde então, empregado especialmente da fabricação de barcos, automóveis, elaboração de concreto armado e em pontes. 13.2 DEFINIÇÃO O ferro é elemento químico com símbolo Fe detectado no universo no estado sólido não de forma livre ou simples, mas em composto, como por, exemplo na perita (FeS) ou hematita (Fe2O3), quando elevado a uma certa temperatura, sendo obtida pela redução dessa mistura. Segundo o Autor: Trata-se de um metal que possui pouca utilidade prática quando puro. Mas, misturado com determinados elementos químicos como carbono, manganês, cromo, níquel, vanádio, molibdênio ou titânio, obtêm-se ligas com propriedades extremamente úteis, que fazem do ferro o metal mais empregado pela nossa civilização. [...] (CANTO, 2010) O ferro é obtido pela redução de dos seus óxidos[...] Seus principais minérios são: a magnetita (Fe3O4,) contendo 72,4% de Fe, a hematita (Fe2S3), que contém 70% de Fe, a limonita (2Fe203 3H2O), que contém 59,9% de Fe e a siderita, ou siderose (FeCO3), que contém 48,3% de Fe. (ABREU, 1973) A liga mais importante e conhecida é o aço, formada pelo ferro e carbono em proporções apropriadas. Extremamente resistente à tração, utilizado em cabos de elevadores e teleféricos. (CANTO, 2010) 42 13.3 FABRICAÇÃO DO AÇO Este processo ocorre na colocação de minérios em ferro, carvão e oxigênio que com a queima do carvão entram em combustão em fornos devidamente apropriados. Após a escolha do minério é feito a sua moagem, seguida pelo aquecimento das pelotas, resultado da moagem, é executado a reação química de carbono (CO). Onde é feita a queima do carvão na presença do minério em um forno apropriado. Ambos são introduzidos pelo topo do forno. A combustão do carvão tem dupla finalidade: fornecer o calor necessário e produzir o monóxido de carbono que provoca a redução do minério. (CANTO, 2010) Oxigênio é introduzido por bombas ao longo do alto-forno. Com temperaturas maiores que o ponto de fusão, é produzido no estado líquido. Em intervalos regulares é retirado e conduzido a moldes dentro dos quais se resfriam, moldando lingotes sólidos. Neste processo ele é transformado em ferro-gusa, de consistência dura, porém, quebradiça. (CANTO, 2010) 13.4 FERRO – GUSA Produto resultante da redução do minério de ferro. Segundo a autor: “O ferro – gusa contem impurezas indesejáveis, tipicamente constituídas de 1,5 a 4,5% de carbono, 0,7 a 3,0% de silício e 0,1 a 0,3% de fósforo. É um material de elevada dureza*, mas bastante quebradiço.” (CANTO, 2010) “O aço é obtido por purificação do ferro gusa ainda líquido, logo após sua saída do alto- forno. Esse líquido é derramado em um enorme recipiente denominado conversor de oxigênio, onde há um tubo que lhe injeta gás oxigênio.” (CANTO, 2010) “O aço, em processo de solidificação, é deformado mecanicamente e transformado em produtos siderúrgicos utilizados pela indústria de transformação, como chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras etc.” (BRASIL, 2015) 43 13.5 CARACTERÍSTICAS DO AÇO Suas características podem variar de acordo com a composição química e quantidade de carbono, podendo ter várias aplicações. O aço possui grande maleabilidade, elasticidade, e resistência e boa condutividade térmica. De modo geral, os aços possuem excelentes propriedades mecânicas: resistem bem à tração, à compressão, à flexão, e como é um material homogêneo, pode ser laminado, forjado, estampado, estriado e suas propriedades podem ainda ser modificadas por tratamentos térmicos ou químicos. (FERRAZ, 2003) 13.6 TIPOS DE AÇO São disponíveis em vários tipos e formatos diferentes, apesar de partirem da mesma base, possuem composições diferentes, de acordo com a finalidade a que se destinam. 13.6.1 Aços carbono O aço é uma associação metálica produzida essencialmente por ferro e carbono, sendo este último com um teor abaixo de que varia de 0,008 e 2,11%. Não existindo nenhum outro material significativo distingue-se, aço carbono. O carbono varia com outros elementos como: manganês, cromo, vanádio, silício, níquel e tungstênio. Assim sendo muito útil em diversas aplicações. Nos aços-carbono, podem ser especificados um teor máximo de alumínio igual a 0,100%, um teor mínimo de boro igual a 0,005% ou, ainda, um teor máximo de chumbo até 0,35%. A adição de outros elementos, tais como selênio, telúrio e bismuto, com o fim específico de melhorar as características de usinabilidade, não descaracteriza o aço-carbono. (ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas - Critérios de classificação dos aços NBR NM 172, 2000) 13.6.2 Aços liga Os aços liga possuem adição de um elemento químico, além do ferro e do carbono, elementos com proporções significativas, que alteram as propriedades químicas ou mecânicas 44 dos aços. Na sua produção é necessário alguns, desses elementos químicos tais como manganês, níquel, cromo, molibdênio, vanádio, tungstênio e silício. Aumentando a dureza, resistência mecânica, resistência ao impacto, as altas temperaturas ou mudando a química do aço. Isso é determinado conforme a aplicação do aço. “Aços em que são especificados, além dos teores de carbono, silício manganês, fósforo e enxofre, teores de outros elementos, ditos elementos de liga, que são adicionados com a finalidade de conferir ao aço determinadas características físico-mecânicas.” (ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas - Critérios de classificação dos aços NBR NM 172, 2000) Vejamos dois tipos que se destacam na indústria brasileira: 13.7 AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA A CORROSÃO ATMOSFÉRICA Possui uma combinação química diferenciada, que resistem altos níveis de resistência à corrosão. Sendo muito utilizado na estrutura metálicas da construção civil e contêineres. Aços destinados a vigas, colunas ou outras peças empregadas em estruturas, ou seja, resistentes aos esforços que a estrutura deve suportar. Combinam resistência mecânica, soldabilidade, tenacidade, "trabalhabilidade” a baixo custo, e têm aplicação em todos os campos da engenharia, nas estruturas fixas, como edifícios e pontes, nas estruturas móveis, na indústria ferroviária, na indústria automobilística, etc. (ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas - Critérios de classificação dos aços NBR NM 172, 2000) 13.8 AÇO INOXIDÁVEL Resistentes a corrosão atmosférica, quando ligados com cromo e ou níquel promove resistência a oxidação. “A característica predominante destes aços é apresentar elevada resistência à corrosão. Estes aços abrangem as características descritas em 4.1.3.1. a 4.1.3.5.” (ABNT-Associação Brasileira de Normas Técnicas - Critérios de classificação dos aços NBR NM 172, 2000) 45 13.9 CLASSIFICAÇÃO DO AÇO A Society of Automotive Engineers – EUA, criou uma classificação normativa SAE para o aço carbono, dada a variedade de aços encontrados no mercado. Onde os 2 dígitos finais XX mostram a porcentual de carbono C contida no material. Veremos alguns exemplos no Quadro nº 6. Quadro 6 - Sistema SAE de classificação dos aços Designação AISI-SAE Tipos de Aço 10XX Aços-carbono comuns 11XX Aços de usinagem fácil, com alto S 12XX Aços de usinagem fácil, com alto P e S 15XX Aços-Mn com manganês acima de 1% 13XX Aços-Mn com 1,75% de Mn médio 40XX Aços-Mo com 0,25% de Mo médio 41XX Aços-Cr-Mo com 0,4 a 1,1% de Cr e 0,08 a 0,35% de Mo Fonte: http://www.infomet.com.br/site/acos-e-ligas-conteudo-ler.php?codConteudo=4 13.9.1 Aço SAE 1045É um aço comum, fácil de ser usinado, boa resistência mecânica, média soldabilidade e alta forjabilidade. Usado na fabricação de componentes estruturais e peças de máquinas, parafusos, cilindros, virabrequim, braçadeiras, eixos e pinos, etc. Composição: Carbono (0,43% - 0,50%), Silício (0,15% - 0,35%), Magnésio (0,30% - 0,60%), Fósforo (0,03% máx) e Enxofre (0,05% máx.) 46 14 BRONZE 14.1 A HISTÓRIA DA BRONZE Originou — se tanto na Grécia e na China cerca de 3000 a.C., iniciava a idade do bronze, período onde se desenvolveu diversas ferramentas tais como armas, estátuas, máscaras e utensílios feitos com esse metal. Quando descoberto pelos ferreiros essa liga entre estanho e cobre, que originou — se o bronze notou ser mais vantajoso por sua flexibilidade em moldar peças, e também por dar as peças mais brilho e resistência. Descoberto o bronze, ele passou a ser mais usado do que o cobre porque apresentava vantagens. Era mais fácil de modelar (quando fundido e jogado em moldes feitos de pedra), possuía resistência superior á do cobre e, quando utilizado em objetos cortantes, como facas e espadas, retinha o fio por mais tempo. Folhas de bronze eram marteladas até adquirir a forma desejada, confeccionando-se, assim, armaduras e escudos. (CANTO, 2010) Desde então o bronze é encontrado em grandes variedades de instrumentos como: parafusos, tubos, objetos decorativos, estátuas, moedas, joias, armas e medalhas, etc. 11.1.2 Definição É uma liga metálica que contém elementos de cobre e estanho, podendo ter variações finitas em sua composição e utilidades adicionando outros componentes. 14.2 ESTANHO É um metal conhecido pelo elemento químico Sn, é um sólido inerte ao oxigênio, apresenta boa resistência a corrosão. Tem-se grande utilização na galvanoplastia, componentes de ligas metálicas e soldas entre outros. “Embora não seja um metal abundante, o estanho (que corresponde a 0,001% da massa da crosta terrestre) é relativamente simples de se obter a partir do seu minério principal, a cassiterita (SnO2). [...] a cassiterita sobre redução* ao ser aquecida com o carbono.” (CANTO, 2010) 47 Trata-se de um metal branco, séctil, dúctil e facilmente maleável [...]. Por causa da sua resistência á corrosão é utilizado amplamente como revestimento em chapas finas de aço [...]. Entra na constituição de uma grande variedade de ligas ( bronze, latão, metal babbit, ligas de baixo ponto de fusão e soldas). (ABREU, 1973) 14.3 COBRE É um metal com símbolo químico Cu, de coloração avermelhada e brilhante, um dos primeiros metais a ser utilizado pela civilização. “Trata- se de um elemento relativamente raro na crosta, sendo responsável por apenas 0,0068% de sua massa. Além da sua ocorrência no estado nativo*, mais de 360 minerais de cobre são conhecidos, mas apenas alguns são explorados como minérios.” (CANTO, 2010) “É um metal dúctil, séctil e facilmente maleável [...] O cobre é utilizado tanto sob a forma pura quanto combina (liga e sais de cobre) em quase todos os campos da atividade humana e, em especial, nas industrias elétrica e automobilísticas [...]” (ABREU, 1973) 14.4 CARACTERÍSTICAS DO BRONZE O bronze possui uma coloração dourada, maleável, boa resistência mecânica e a corrosão, bom condutor de calor e eletricidade. Ao incluir outros elementos, o bronze adquire outras características como aumento de resistência mecânica e dureza. 14.4.1 Classificações do bronze Existem muitas ligas de bronze, podendo ser combinado com outros elementos como zinco, níquel, alumínios, etc., porém, o bronze sempre terá em sua composição o cobre. Essa adição de outros elementos rendem características superiores. Podemos ver algumas combinações do Quadro nº 7. 48 Quadro 7 - Ligas do bronze Ligas do Bronze Características e aplicações Cu + Sn + Zn Contem cerca de 2% de zinco e seu uso é na fabricação de parafusos, porcas e válvulas, após ser submetido a tratamento térmico adquirem resistência elevada. São soldáveis com eletrodos de bronze fosfatizado. Cu + Sn + Pb Essas ligas variam na composição de chumbo possuindo 7%, 8%, 12% e 15% recebe também o nome de bronze vermelho, possui características bastante peculiares como resistência mecânica, térmica e química sendo amplamente utilizada na fabricação de peças industriais artesanais entre outros usos que exijam as propriedades concernentes a liga. Cu + Sn + Al Contêm em média 6 %, 12% e 20% de alumínio sendo utilizadas na fabricação de equipamentos e válvulas que exigem alta dureza, resistência mecânica e química sendo utilizados para fabricação de peças resistentes ao atrito como canhões de irrigação agrícola, hélices, bombas d’água e equipamentos para aplicação de agrotóxicos. Cu + Sn + Mn Contém em média 15% de manganês apresenta alta resistência química sendo utilizado na fabricação de tubulações para esgoto, indústrias químicas e equipamentos utilizados no tratamento de água. Cu + Sn + P Contem cerca de 16% de fósforo em equipamentos que exijam lubrificação por tempo prolongados, apresenta propriedades superiores as do bronze com chumbo, é utilizado na fabricação de eletrodos para soldagem e reparo de peças de bronze. Fonte: http://www.sometais.com.br/bronze 14.5 BRONZE TM 23 É uma liga que se tornou referência no mercado, criada e patenteada pela indústria privada brasileira termomecânica, principais características dessa liga: boa resistência a corrosão, fácil de ser usinada, ótima qualidade antifricção. 49 É utilizado na fabricação de materiais hidráulicos e matéria-prima para usinagem e laminação. Propriedades Químicas: Cu (70,0%) Sn (4,0%) Pb 920,0%) 50 15 PAVERS 15.1 HISTÓRICO O pavimento intertravado vem sendo utilizado pela humanidade há milhares de anos. Durante o Império Romano, utilizou-se um conceito semelhante para a pavimentação de vias. As pedras brutas deram origem aos primeiros pavimentos desse tipo, com estrutura irregular, que dificultava a passagem de pedestres e, principalmente, o tráfego de veículos de tração animal. De forma a facilitar o passeio e tornar mais transitáveis as vias movimentadas, os romanos passaram, assim, a se utilizar de pedras talhadas manualmente, moldadas para que houvesse melhor ajuste entre elas. O pavimento intertravado contribui para a realização de obras mais limpas e racionais, além favorecer a permeabilidade no local onde é instalado, permitindo a drenagem de águas pluviais. As vantagens da pavimentação com blocos intertravados de concreto garantem a esse material cada vez mais espaço no setor da construção civil. (TETRACON, 2015) 15.2 PAVIMENTO INTERTRAVADO ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT NBR 9781: peças de concreto para pavimentação - Especificações e métodos de ensaio. (2013), “estabelece os requisitos e métodos de ensaio exigíveis para aceitação de peças de concreto para pavimentação intertravada sujeita ao tráfego de pedestres, de veículos dotados de pneumáticos e áreas de armazenamento de produtos”. Segundo a (Associação Brasileira de Cimento Portland, 2009): Os pavimentos intertravados são compostos por peças pré-moldadas de concreto e constituem uma brilhante e eficaz solução para uso em ruas, calçadas, calçadões e praças, sendo largamente difundida no Brasil – tanto na construção como na reconstrução e reabilitação desse tipo de instalação urbana. Terminais de carga em portos, aeroclubes e estradas vicinais também constituem locais recomendados a essa tecnologia.Os pavimentos intertravados de concreto também refletem melhor a luz do que outros tipos de superfície e proporcionam ao usuário e ao meio ambiente excepcional conforto térmico. Mesmo sob chuva, os pavimentos intertravados de concreto não são escorregadios. 15.2.1 Intertravamento “É a capacidade que os blocos adquirem de resistir a movimentos de deslocamentos individuais, seja ele vertical, horizontal ou de rotação em relação aos seus vizinhos.” (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND - ABCP, 2010) 51 15.3 PEÇA DE CONCRETO Componente pré — moldado de concreto, utilizado como material de revestimento em pavimento intercalado. 15.4 CARACTERÍSTICAS 15.4.1 Formatos As peças de concreto podem ser produzidas em diversos formatos: 15.4.2 Tipo I Constituído por peças com formatos retangulares, apresenta simplicidade de produção e assentamento em obra. As suas dimensões são, geralmente, 20 cm de comprimento por 10 cm de largura e as suas faces laterais podem ser retas, curvilíneas ou poliédricas. Podem ser assentadas em fileiras ou em espinha de peixe, conforme ilustrado na Figura nº 6; Figura 6 - Exemplo de blocos de concreto tipo I Fonte: ABNT NBR 9781 (2013) 15.4.3 Tipo II Peças de concreto com formato único, diferente do retangular e que só podem ser assentadas em fileiras. As suas dimensões são, geralmente, 20 cm de comprimento por 10 cm de largura, de acordo na Figura nº 7; 52 Figura 7 - Exemplo de blocos de concreto tipo II Fonte: ABNT NBR 9781 (2013) 15.4.4 Tipo III Bloco de concreto com formatos geométricos, exemplos: trapézios, hexágonos, triedros etc., pesos superiores a 4 kg, ilustrados conforme a Figura nº 8; Figura 8 - Exemplo de blocos de concreto tipo III Fonte: ABNT NBR 9781 (2013) 15.4.5 Tipo IV São peças de concreto de tamanhos desiguais, ou uma única peça com juntas falsas, que podem ser usadas com um ou mais padrões de assentamento. Ilustrados na Figura nº 9; 53 Figura 9 - Exemplo de blocos de concreto tipo IV Fonte: ABNT NBR 9781 (2013) 15.5 FABRICAÇÃO As peças de concreto são produzidas industrialmente em vibroprensas que proporcionam elevada compactação às peças, aumentando sua resistência mecânica e durabilidade. Após a moldagem nas vibroprensas, as peças são curadas em câmaras que mantém constante a umidade relativa acima dos 95%. Isto garante a hidratação do cimento e proporciona menor absorção de água da peça, que deve ser menor ou igual a 6%. O período de cura na câmara gira em torno de 24 horas e a cura final no pátio depende de algumas condições industriais, ficando entre 7 e 28 dias. Portanto, as peças já chegam prontas à obra e o processo industrializado garante ainda a uniformidade de cor, textura e das dimensões das peças. (Manual de Pavimento Intertravado, 2010) 15.5.1 MATERIAIS De acordo com a norma ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 9781: peças de concreto para pavimentação (2013), os componentes devem ter as seguintes requisitos: 54 O concreto utilizado nas peças deve ser constituído de cimento Portland, agregados e água, sendo permitido o uso de aditivos e pigmentos. O cimento Portland pode ser de qualquer tipo e classe, devendo obedecer às ABNT NBR 5732, ABNT NBR 5733, ABNT NBR 5735, ABNT NBR 5736, ABNT NBR 11578 e ABNT NBR 12989; Os agregados podem ser naturais, industriais ou reciclados, obedecendo à ABNT NBR 7211 ou outras Normas Brasileiras pertinentes; A água de amassamento deve atender à ABNT NBR 15900-1; Os aditivos devem atender à ABNT NBR 11768; Os pigmentos devem ser de base inorgânica e atender à ASTM C 979/C 979M; 15.6 DIMENSÕES E TOLERÂNCIAS As dimensões e tolerâncias das peças de concreto devem atender aos seguintes especificações: a) medida nominal do comprimento de no máximo 250 mm; b) medida real da largura de no mínimo 97 mm na área da peça destinada à aplicação de carga no ensaio de resistência à compressão, conforme especificado no Anexo A; c) medida nominal da espessura de no mínimo 60 mm, especificada em múltiplos de 20 mm; d) tolerâncias dimensionais conforme especificado na Tabela 1; e) o índice de forma (IF) para peças de concreto utilizadas em vias com tráfego de veículos ou áreas de armazenamento deve ser menor ou igual a 4, ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9781: peças de concreto para pavimentação (2013). Quadro 8 - Tolerâncias dimensionais das peças de concreto Comprimento (mm) Largura (mm) Espessura (mm) ±3 ±3 ±3 Fonte: ABNT NRB 9781 2013 15.7 RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA À COMPRESSÃO A resistência característica à compressão deve obedecer às especificações da Tabela nº 9. 55 Quadro 9 - Resistência característica à compressão Solicitação Resistência característica à solicitação compressão (fpk) aos 28 dias MPa Tráfego de pedestres, veículos leves e veículos comerciais de linha ≥ 35 Tráfego de veículos especiais e solicitações capazes de produzir efeitos de abrasão acentuados ≥ 50 Fonte: ABNT NBR 9781 2013 15.8 ABSORÇÃO DE ÀGUA A amostra de peças de concreto deve estabelecer absorção de água com valor médio menor ou igual a 6 %, não sendo reconhecido nenhum valor individual maior do que 7 %. 15.9 RESISTÊNCIA À ABRASÃO A determinação da resistência à abrasão da amostra é facultativa, devendo atender às especificações do Quadro nº 10. Quadro 10 - Resistência à abrasão Solicitação Cavidade máxima (mm) Tráfego de pedestres, veículos leves e veículos comerciais de linha ≤ 23 Tráfego de veículos especiais e solicitações capazes de produzir s 20 efeitos de abrasão acentuados ≤ 20 Fonte: ABNT NBR 9781 2013 56 16 METODOLOGIA As amostras foram realizadas no laboratório de agregados, concreto, etc. Universidade do Planalto Catarinense – Uniplac, situada no município de Lages - SC. Os resíduos utilizados para a fabricação do pavimento intertravado de tipo I, foram coletados numa empresa de tornearia mecânica no município de Lages — SC, especializada em mecânica industrial (mecânica e metalúrgica), onde são fabricadas peças a partir de elementos metálicos e plásticos. Esses elementos passam por um processo de usinagem, a matéria-prima é cortada através de uma pastilha de metal duro, que é possível confeccionar peças tais como: roscas, polias, esferas, cilindros, etc. Nesse processo de usinagem, “cavacos” são removidos conforme a peça é usinada Figura nº 10, provenientes do formato, dimensão e acabamento, nota – se que conforme a produção é gerado um acumulo de cavaco no chão que chega formar ninhos Figura nº 11, os quais não tem destinação fixa. Figura 10 - Cavaco de aço Fonte: Própria autora, 2018 57 Figura 11 - Ninhos de cavacos Fonte: Própria autora, 2018 Outro resíduo
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