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KARINA ALVES ALVARENGA NAYARA GUALTER DA SILVA OLIVEIRA PEDRO TADEU FONTANA FIUZA SÃO PAULO 2018 ANÁLISE DA APLICABILIDADE DOS AGREGADOS RECICLADOS NA PRODUÇÃO DE CONCRETO E EM SEU ESTADO SOLTO KARINA ALVES ALVARENGA NAYARA GUALTER DA SILVA OLIVEIRA PEDRO TADEU FONTANA FIUZA Orientador: Prof.ª MSc. Daniele Maria Pilla Junqueira Cafange SÃO PAULO 2018 ANÁLISE DA APLICABILIDADE DOS AGREGADOS RECICLADOS NA PRODUÇÃO DE CONCRETO E EM SEU ESTADO SOLTO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi KARINA ALVES ALVARENGA NAYARA GUALTER DA SILVA OLIVEIRA PEDRO TADEU FONTANA FIUZA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como exigência parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil da Universidade Anhembi Morumbi. Trabalho____________ em: ____ de_______________de 2018. ______________________________________________ Nome do Orientador ______________________________________________ Nome do professor da banca ANÁLISE DA APLICABILIDADE DOS AGREGADOS RECICLADOS NA PRODUÇÃO DE CONCRETO E EM SEU ESTADO SOLTO Comentários:_________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ A Deus, pois sem ele nada seríamos. Aos nossos pais, por nos guiarem até aqui. AGRADECIMENTOS Acima de todas as coisas, agradecemos a Deus, a Nossa Senhora Aparecida e ao Santo Expedito pela iluminação divina e ajuda espiritual nos momentos de dificuldade. Aos nossos pais pelo apoio, auxílio, paciência e por acreditarem em nosso sucesso. A nossa orientadora, Daniele Cafange, por todo o suporte, lições e pelas conversas motivadoras e carismáticas. Aos técnicos de laboratório da universidade Anhembi Morumbi, Roberto Mendonça, Miguel Jesus e a ex-estagiária Bruna Botoni por terem nos ajudado em nossas análises laboratoriais. Ao Rafael Di Falco Cossielo e Pedro Henrique Serapião, diretores e fundadores da Serello Ambiental, por terem fornecido os materiais para o desenvolvimento deste trabalho, pelo suporte e por todo o tempo que nos disponibilizaram para entrevistas e ensinamentos dos processos de reciclagem de agregados. Ao Paulo Bandina, da Construtora Bandina, por ter nos apresentado locais com alto índice de aplicabilidade dos agregados reciclados. A Ana Elisa Conz e Marília Domingues da equipe de Saúde, Segurança e Meio Ambiente da Eli Lilly do Brasil por terem apresentado e fornecido o contato da Serello Ambiental. A Celina Paro por revisar nosso trabalho com carinho e dedicação. E aos nossos amigos, por nos acompanharem em nosso processo de formação. RESUMO A construção civil busca alternativas tecnológicas e sustentáveis para a resolução de problemas como a geração de resíduos oriundos de reformas, construções e demolições. Os investimentos em estudos sobre a reciclagem destes resíduos para a fabricação de novos materiais, a sua classificação, separação e disposição correta objetivando a diminuição de impactos ambientais gerados pelo descarte indevido, são algumas das soluções possíveis para esta adversidade. O presente trabalho propõe- se analisar e comparar as propriedades dos agregados reciclados graúdo e miúdo em relação aos convencionais, por intermédio da execução de estudo laboratorial mediante à moldagem de corpos de prova com substituição de 0, 25%, 50%, 75% e 100% do agregado reciclado, sendo estes submetidos a ensaios de resistência à compressão e tração por compressão diametral. Conjuntamente, com a realização de visitas técnicas a usina de reciclagem de agregados e a um empreendimento para constatar suas aplicações. Os resultados apontam que é admissível e viável a utilização dos materiais reciclados, sendo que o concreto com a substituição de 50% apresentou bom desempenho no ensaio de absorção por capilaridade e propriedades mecânicas ponderadas para fins não estruturais. Além disso, estes materiais podem substituir o agregado convencional em diversas aplicações, diminuindo assim seu consumo exacerbado. Palavras-chave: agregado reciclado; concreto; aplicabilidade. ABSTRACT Civil construction seeks technological and sustainable alternatives to solve problems such as the generation of waste from construction, refurbishment and demolition. Investments in studies on the recycling of these wastes for the manufacture of new materials, their classification, separation and correct disposal aiming at reducing the environmental impacts generated by the undue disposal, are some of the possible solutions for this adversity. The aim of the present work is to analyze and compare the properties of the recycled aggregates large and small in relation to the conventional ones, through the execution of laboratory study by molding test specimens with substitution of 0, 25%, 50%, 75% and 100% of the recycled aggregate, being these subjected to tests of resistance to compression and traction by diametral compression. In conjunction with the technical visits to the recycling plant of aggregates and a venture to verify their applications. The results indicate that the use of recycled materials is acceptable and feasible, and 50% replacement concrete presented good performance in the capillary absorption test and weighted mechanical properties for non-structural purposes. In addition, these materials can replace the conventional aggregate in several applications, thus reducing its exacerbated consumption. Keywords: recycled aggregate; concrete; applicability. LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 - Fluxograma - Estudo de campo ............................................................. 27 Figura 2.2 - Fluxograma - Estudo laboratorial ........................................................... 28 Figura 4.1 - Processo de controle de qualidade de uma usina de britagem .............. 42 Figura 4.2 - Demolição do piso existente no terreno da obra do condomínio Villaggio Maia........................................................................................................................... 49 Figura 4.3 - Usina de reciclagem implantada no canteiro da obra do condomínio Villaggio Maia ............................................................................................................ 49 Figura 4.4 - Blocos produzidos a partir de RCD – Condomínio Villaggio Maia .......... 50 Figura 4.5 - Condomínio Villaggio Maia finalizado .................................................... 50 Figura 5.1 - Amostra de materiais reciclados fornecidos pela Serello Ambiental ...... 54 Figura 5.2 – Pátio da usina de reciclagem Serello Ambiental ................................... 55 Figura 5.3 - Frasco de Le Chatelier ........................................................................... 56 Figura 5.4 - Ensaio de determinação de massa específica do Cimento Portland ..... 57 Figura 5.5 - Ensaio de resistência à compressão dos corpos de prova de argamassa ..................................................................................................................................60 Figura 5.6 - Determinação da massa específica do agregado miúdo - Frasco de Chapman ................................................................................................................... 61 Figura 5.7 - Determinação da massa específica do agregado graúdo ...................... 63 Figura 5.8 - Determinação da massa unitária do agregado graúdo .......................... 64 Figura 5.9 - Determinação da umidade - Método do aquecimento ao fogo ............... 66 Figura 5.10 - Determinação da umidade - Método de queima ao fogo...................... 67 Figura 5.11 - Determinação da absorção do agregado miúdo .................................. 70 Figura 5.12 - Determinação da absorção do agregado graúdo ................................. 70 Figura 5.13 - Determinação da granulometria do agregado graúdo .......................... 71 Figura 5.14 - Determinação da granulometria do agregado miúdo ........................... 72 Figura 5.15 – Equipamentos utilizados para o ensaio de abatimento ....................... 75 Figura 5.16 - Planta baixa do empreendimento Arboretum ....................................... 81 Figura 5.17 - Calçada de passeio de bloquetes intertravados................................... 82 Figura 5.18 - Pista de Cooper – Arboretum ............................................................... 82 Figura 5.19 - Muro de contenção – Arboretum .......................................................... 83 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 4.1 - Quantificação de resíduos de uma obra convencional ......................... 36 Gráfico 4.2 - Crescimento das empresas de RCD no Brasil...................................... 37 Gráfico 4.3 - Distribuição das classes de resíduos .................................................... 38 Gráfico 4.4 - Volume médio de agregado reciclado produzido por mês .................... 41 Gráfico 4.5 - Concentração de usinas por estado brasileiro ...................................... 45 LISTA DE QUADROS Quadro 3.1 - Materiais para realização de ensaios de caracterização do agregado miúdo – Convencional e reciclado ............................................................................. 29 Quadro 3.2 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios de caracterização do agregado miúdo - Convencional e reciclado ........................................................ 30 Quadro 3.3 - Materiais para realização de ensaios de caracterização do agregado graúdo - Convencional e reciclado ............................................................................ 31 Quadro 3.4 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios de caracterização do agregado graúdo - Convencional e reciclado ....................................................... 31 Quadro 3.5 - Materiais para realização de ensaios específicos do Cimento Portland .................................................................................................................................. 32 Quadro 3.6 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios do Cimento Portland .................................................................................................................................. 32 Quadro 3.7 - Materiais para realização de ensaios específicos do concreto – À base de agregado convencional e reciclado ...................................................................... 33 Quadro 3.8 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios específicos do concreto - À base de agregado convencional e reciclado ......................................... 34 Quadro 4.1 - Aplicações de agregado reciclado em vias de pavimentação .............. 46 Quadro 4.2 - Tipos de agregados reciclados e suas aplicações ............................... 48 LISTA DE TABELAS Tabela 3.1 - Quantidade de corpos de prova moldados, idades de ruptura, proporção para dosagem de agregado reciclado e dimensões dos moldes cilíndricos .............. 34 Tabela 5.1 - Dados para determinação da massa específica do Cimento Portland .. 57 Tabela 5.2 - Quantidade de materiais produção dos corpos de prova de argamassa .................................................................................................................................. 58 Tabela 5.3 – Resultado do ensaio de resistência á compressão dos CPs de argamassa - 28 dias..................................................................................................................... 59 Tabela 5.4 - Determinação da massa específica da areia convencional ................... 61 Tabela 5.5 - Determinação da massa específica da areia reciclada ......................... 62 Tabela 5.6 - Determinação da massa específica da brita convencional .................... 63 Tabela 5.7 - Determinação da massa específica da brita reciclada .......................... 63 Tabela 5.8 - Determinação da massa unitária da brita convencional ........................ 64 Tabela 5.9 - Determinação da massa unitária da brita reciclada ............................... 65 Tabela 5.10 - Determinação da umidade da areia convencional pelo método do aquecimento ao fogo ................................................................................................. 66 Tabela 5.11 - Determinação da umidade da areia reciclada pelo método do aquecimento ao fogo ................................................................................................. 67 Tabela 5.12 - Determinação da umidade da areia convencional pelo método de queima ao fogo .......................................................................................................... 68 Tabela 5.13 - Determinação da umidade da areia reciclada pelo método de queima ao fogo ........................................................................................................................... 68 Tabela 5.14 - Determinação da absorção da areia convencional .............................. 69 Tabela 5.15 - Determinação da absorção da areia reciclada .................................... 69 Tabela 5.16 - Determinação da absorção da brita convencional ............................... 69 Tabela 5.17 - Determinação da absorção da brita reciclada ..................................... 69 Tabela 5.18 - Determinação da composição granulométrica do agregado miúdo convencional ............................................................................................................. 72 Tabela 5.19 - Determinação da composição granulométrica do agregado miúdo reciclado .................................................................................................................... 73 Tabela 5.20 - Determinação da composição granulométrica do agregado graúdo convencional ............................................................................................................. 73 Tabela 5.21 - Determinação da composição granulométrica do agregado graúdo reciclado .................................................................................................................... 74 Tabela 5.22 - Determinação da composição teste do concreto................................. 75 Tabela 5.23 - Determinação da composição para o concreto com 100% de agregado convencional ............................................................................................................. 76 Tabela 5.24 - Determinação da composição para o concreto com 25% de adição de agregado reciclado .................................................................................................... 77 Tabela 5.25 - Determinação da composição para o concreto com 50% de adição de agregado reciclado ....................................................................................................77 Tabela 5.26 - Determinação da composição para o concreto com 75% de adição de agregado reciclado .................................................................................................... 78 Tabela 5.27 - Determinação da composição para o concreto com 100% de adição de agregado reciclado .................................................................................................... 78 Tabela 6.1 - Resistência à compressão do concreto – 100% Convencional – 7 dias .................................................................................................................................. 84 Tabela 6.2 - Resistência à compressão do concreto – 100% Convencional – 28 dias .................................................................................................................................. 85 Tabela 6.3 - Resistência à compressão do concreto – 100% Reciclado – 7 dias ..... 85 Tabela 6.4 - Resistência à compressão do concreto – 100% Reciclado – 28 dias ... 86 Tabela 6.5 - Resistência à compressão do concreto – 75% Reciclado – 7 dias ....... 86 Tabela 6.6 - Resistência à compressão do concreto – 75% Reciclado – 28 dias ..... 87 Tabela 6.7 - Resistência à compressão do concreto – 50% Reciclado – 7 dias ....... 87 Tabela 6.8 - Resistência à compressão do concreto – 50% Reciclado – 28 dias ..... 88 Tabela 6.9 - Resistência à compressão do concreto – 25% Reciclado – 7 dias ....... 88 Tabela 6.10 - Resistência à compressão do concreto – 25% Reciclado – 28 dias ... 89 Tabela 6.11 - Resistência à tração por compressão do concreto – 100% Convencional – 28 dias .................................................................................................................... 90 Tabela 6.12 - Resistência à tração por compressão do concreto – 100% Reciclado – 28 dias ....................................................................................................................... 91 Tabela 6.13 - Resistência à tração por compressão do concreto – 75% Reciclado – 28 dias ............................................................................................................................ 91 Tabela 6.14 - Resistência à tração por compressão do concreto – 50% Reciclado – 28 dias ............................................................................................................................ 92 Tabela 6.15 - Resistência à tração por compressão do concreto – 25% Reciclado – 28 dias ............................................................................................................................ 93 Tabela 6.16 - Absorção por capilaridade – 100% Convencional ............................... 94 Tabela 6.17 - Absorção por Capilaridade – 100% Reciclado .................................... 94 Tabela 6.18 - Absorção por Capilaridade – 75% Reciclado ...................................... 94 Tabela 6.19 - Absorção por Capilaridade – 50% Reciclado ...................................... 95 Tabela 6.20 - Absorção por Capilaridade – 25% Reciclado ...................................... 95 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS A absorção a/c Relação água/cimento ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ABRECON Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição Ac Área do cilindro AQUA Construção Sustentável BGS Brita Graduada Simples C Consumo de Cimento C1 Conferência 1 Ca Consumo de Água CDF Certificado de Destinação Final CENTRO CAPE Centro de Capacitação e Apoio ao Empreendedor CETESB Companhia Ambiental do Estado de São Paulo Cg Consumo do Agregado Graúdo cm Centímetro Cm Consumo do Agregado Miúdo cm³ Centímetro Cúbico CO2 Dióxido de Carbono CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente CP Corpo de Prova CPII-E-32 Cimento Portland Composto por Escória CPs Corpos de Prova CSI Cement Sustainability Initiative CTR Controle de Transporte de Resíduos d Massa unitária EPIs Equipamento de Proteção Individual fc Tensão de Ruptura fcjm Resistência à Compressão Requerida do Concreto fck Resistência Característica do Concreto à Compressão fctm Resistência a Tração na Flexão FIBRA Federação das Indústrias do Distrito Federal g Grama g/cm³ Grama por Centímetro Cúbico GBC Green Building Council h Hora h Umidade do Agregado hm Altura Média do Corpo de Prova IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change IPT Instituto de Pesquisas Tecnológicas kg Quilograma kgf Quilograma Força kgf/cm² Quilograma Força por Centímetro Quadrado kg/l Quilograma por Litro kg/m³ Quilograma por Metro Cúbico L Litro L/cp Litro por Corpo de Prova Lf Leitura Final LEED Leadership in Energy and Environmental Design Lo Leitura Inicial m Metro m Massa da Amostra Seca m² Metro Quadrado m³ Metro Cúbico Mcg Massa Unitária Compactada do Agregado Graúdo m³/mês Metro Cúbico por Mês MF Módulo de Finura Mh Massa do Agregado Úmido ml Mililitro mm Milímetros mm² Milímetro Quadrado Mo Massa do Agregado Seco MPa Mega Pascal ms Massa da amostra saturada N Newton NBR Norma Brasileira NM Normalização no Mercosul ρa Massa Específica da Água ρc Massa Específica do Cimento pgc Massa Específica do Agregado Graúdo Convencional pmc Massa Específica do Agregado Miúdo Convencional pgr Massa Específica do Agregado Graúdo Reciclado P1 Massa do Caixote Vazio P2 Massa do Caixote Cheio PIB Produto Interno Bruto Qm Carga Média RCC Resíduos de Construção Civil RCD Resíduos de Construção e Demolição Sd Desvio Padrão SINDUSCON Sindicato da Indústria da Construção Civil s Segundos SP São Paulo T Traço UFPR Universidade Federal do Paraná V Volume dos Grãos do Cimento Vc Volume Compactado da Brita Vcp Volume do Corpo de Prova Vm Volume do Agregado Miúdo LISTA DE SÍMBOLOS % Porcentagem ± Mais ou Menos II Dois (Números Romanos) nº Número XXI Século vinte e um (Números Romanos) ɣ Massa específica Σ Somatória x Multiplicação π Pi σ1 Tensão < Maior que > Menor que Ø Diâmetro SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 21 1.1 OBJETIVOS ................................................................................................... 22 Objetivo geral .............................................................................................. 22 Objetivos específicos .................................................................................. 23 1.2 JUSTIFICATIVAS........................................................................................... 23 1.3 ABRANGÊNCIA ............................................................................................. 24 2 MÉTODOS DE TRABALHO .............................................................................. 25 3 MATERIAIS E FERRAMENTAS ........................................................................ 29 3.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO...................... 29 3.2 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO .................. 30 3.3 ENSAIOS ESPECÍFICOS DO CIMENTO ....................................................... 32 3.4 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA DO CONCRETO ............................................. 33 4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA .............................................................................. 35 4.1 GERAÇÃO DE RESÍDUOS DE RCD E RCC ................................................. 35 4.1.1 Histórico ......................................................................................................35 4.1.2 Classificação dos resíduos e gerenciamento .............................................. 38 4.1.3 Usinas de reciclagem .................................................................................. 41 4.1.4 Vantagens e desvantagens de reciclagem de RCC e RCD ........................ 43 4.1.5 Crescimento do mercado de agregados reciclados .................................... 44 4.2 APLICABILIDADE DO AGREGADO RECICLADO SOLTO E NO CONCRETO .............................................................................................................. 45 4.2.1 Agregado reciclado para pavimentação ...................................................... 45 4.2.2 Agregados para fins não estruturais ........................................................... 46 4.2.3 Projetos executados com concreto à base de agregados reciclados .......... 48 4.3 A INFLUÊNCIA DOS AGREGADOS RECICLADOS NAS PROPRIEDADES DO CONCRETO ....................................................................................................... 50 4.3.1 Estado fresco do concreto .......................................................................... 51 4.3.2 Estado endurecido do concreto................................................................... 51 5 ESTUDO DE CASO ........................................................................................... 53 ANÁLISE LABORATORIAL .......................................................................... 53 5.1.1 Localização ................................................................................................. 53 5.1.2 Coleta de dados e insumos ......................................................................... 53 5.1.3 Caracterização dos materiais ...................................................................... 55 5.1.3.1 Caracterização do cimento .................................................................. 55 5.1.3.1.1 Determinação da massa específica do Cimento Portland .............. 56 5.1.3.1.2 Resistência à compressão dos corpos de prova de argamassa aos 28 dias ............................................................................................................ 58 5.1.3.2 Caracterização dos agregados miúdo e graúdo convencionais e reciclados ........................................................................................................... 60 5.1.3.2.1 Determinação da massa específica ................................................60 5.1.3.2.2 Determinação da massa unitária .................................................... 64 5.1.3.2.3 Determinação da umidade ..............................................................65 5.1.3.2.4 Determinação da absorção .............................................................68 5.1.3.2.5 Granulometria – Agregados convencional e reciclado ................... 70 5.1.4 Ensaio do concreto ..................................................................................... 74 5.1.4.1 Determinação da dosagem e ensaios do concreto no estado fresco 74 5.1.4.2 Moldagem dos corpos de prova ...........................................................78 5.1.4.3 Ensaios do concreto no estado endurecido ......................................... 79 5.1.4.3.1 Ensaio de resistência à compressão .............................................. 79 5.1.4.3.2 Ensaio de resistência à tração por compressão diametral ............. 80 5.1.4.4 Ensaio de capilaridade .........................................................................80 5.2 ESTUDO DE CAMPO .................................................................................... 80 5.2.1 Localização ................................................................................................. 80 5.2.2 Visita ao empreendimento .......................................................................... 81 6 ANÁLISE DOS RESULTADOS ......................................................................... 84 7 CONCLUSÃO .................................................................................................... 96 8 RECOMENDAÇÕES .......................................................................................... 97 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 98 APÊNDICE A – RELATÓRIOS DE ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DOS CORPOS DE PROVA AOS 7 DIAS ............................................................... 104 APÊNDICE B – RELATÓRIOS DE ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DOS CORPOS DE PROVA AOS 28 DIAS ............................................................. 109 APÊNDICE C – RELATÓRIOS DE ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL DOS CORPOS DE PROVA AOS 28 DIAS ............ 114 APÊNDICE D – ENTREVISTA ................................................................................ 119 APÊNDICE E – MEMORIAL DE CÁLCULO – DOSAGEM DE MATERIAIS PARA CONCRETO ............................................................................................................ 122 APÊNDICE F – RELATÓRIO FOTOGRÁFICO ...................................................... 139 ANEXO A – RELATÓRIO DE ANÁLISE DE AMOSTRA COLETADA NO CANTEIRO DE OBRA – AREIA MISTA ................................................................. 146 ANEXO B – RELATÓRIO DE ANÁLISE DE AMOSTRA COLETADA NO CANTEIRO DE OBRA – BRITA 1 .......................................................................... 147 ANEXO C – FICHA TÉCNICA – ADITIVO MURAPLAST FK 320 .......................... 148 21 1 INTRODUÇÃO Em entrevista concedida à Figuerêdo (2017) do site Sistema Fibra, Cerqueira, assessor especial da Fibra, afirma que a construção civil brasileira vem apresentando crescimento significativo em relação aos últimos anos, tanto na área de obras quanto na inovação de tecnologias, sustentabilidade, habitação e mobilidade, representando 6,2% do PIB na participação da economia nacional. Neste contexto, observa-se que o desenvolvimento do país ocorre proporcionalmente à geração de resíduos oriundos de reformas e construções e ao consumo exacerbado de recursos naturais para fabricação de materiais para estes fins, fator este que leva pesquisadores à preocupação da disposição de locais com a finalidade de aterro ou destinação de resíduos, bem como, da futura escassez de matérias primas. A partir deste princípio, buscam-se alternativas tecnológicas e sustentáveis para a resolução de ambos os problemas, a fim de previamente evitar que projetos e construções deixem de ser executados pela falta destes e, além de tudo, reduzir o impacto causado ao meio ambiente pelo consumo excessivo ou ineficiente dos recursos provenientes da natureza. Com isso, estudos apontam que a reciclagem de resíduos para a fabricação de novos materiais (agregados miúdo e graúdo reciclados), é atualmente uma das melhores possibilidades, em termos financeiros, operacionais e ambientais, a fim de evitar que catástrofes grandiosas ocorram. A aplicação desta técnica para fabricação de concreto é um ganho significativo quando se voltam os olhos para o meio ambiente e custos, ao se comparar com o índice de extração de recursos naturais para fabricação do concreto convencional. Esta técnica vem sendo empregada desde a construção das cidades do Império Romano. No entanto, somente em 1928 foram realizadas pesquisas aprofundadas quanto a utilização de entulho reciclado, e a primeira aplicação significativa e registrada ocorreu em meados de 1946, período pós Segunda Guerra Mundial, na reconstrução de cidades europeias, cuja demanda de matéria-prima era significativamente alta e devido à escassez de recursos naturais, fez-se necessário oaproveitamento dos escombros causados pela própria guerra (ABRECON, 2018). 22 Na Alemanha, França, Bélgica, Japão, Holanda e Estados Unidos, bem como em outros países desenvolvidos tecnologicamente, a reciclagem de entulho e resíduos cresce a cada ano. Esses resíduos, no Brasil, são comumente chamados de entulho, porém em linguagem mais técnica são denominados Resíduos da Construção e Demolição (RCD) e Resíduos da Construção Civil (RCC) que tem como definição todo resíduo gerado no processo construtivo, de reforma, escavação ou demolição. No país, ao início do século XXI, esse assunto começou a ganhar mais destaque com a aprovação da Resolução nº 307/2002 pelo CONAMA - Conselho Nacional do Meio Ambiente, a qual determina responsabilidades do gerador de RCD e RCC, bem como a classificação destes resíduos, onde organizações e companhias estudam a possibilidade da aplicação de concreto à base de agregados reciclados em obras de infraestrutura e pequeno porte. Contudo, a implantação deste método ainda é incipiente e enfrenta dificuldades devido à diversidade do controle e operação, tanto no quesito de que o material reciclado ainda não pode ser aplicado em obras estruturais, de acordo com a NBR 15116 (ABNT, 2004), bem como com a implantação nas construções e seus canteiros de obras, onde não é previsto espaço para armazenamento e separação de resíduos e, também, pela falta de conhecimento da sociedade sobre a possibilidade de aplicação desta técnica. Diante disto, o presente trabalho analisa o concreto produzido com agregados reciclados comparado ao concreto com agregados convencionais, e, por fim, verifica as possibilidades de aplicação deste material em seu estado solto em diferentes etapas de diversos tipos de obras, respeitando normas vigentes no país. 1.1 OBJETIVOS Objetivo geral Este trabalho tem como objetivo analisar o agregado reciclado solto e comparar sua aplicação no concreto em relação ao concreto produzido com agregados convencionais. 23 Objetivos específicos Visando a alcançar êxito na realização do objetivo geral desta pesquisa, se fez necessária a execução das etapas descritas a seguir: Caracterizar os agregados reciclados, a partir de ensaios de determinação granulométrica, massa específica, massa unitária, umidade e absorção de água; Comparar propriedades do concreto à base de agregados convencionais em relação ao concreto com agregados graúdo e miúdo reciclados (provenientes do método RCD e RCC), nas proporções de 0, 25%, 50%, 75% e 100%; Determinar a resistência do concreto produzido com agregados reciclados, a partir de ensaios de compressão e tração por compressão diametral, com a ruptura dos corpos de prova aos 7 e 28 dias e ensaio de abatimento do concreto pelo tronco de cone (slump test) por intermédio de traços pré-estabelecidos; Verificar a absorção de água dos agregados reciclados no concreto por intermédio do ensaio de capilaridade dos corpos de prova; Realizar visita em campo, a fim de analisar as possíveis aplicações dos agregados reciclados soltos; Especificar as principais etapas, de diversos tipos de obras, em que são possíveis a utilização dos agregados reciclados. 1.2 JUSTIFICATIVAS Atualmente, ao redor do mundo, as pessoas têm se preocupado com o futuro da humanidade e dos recursos disponíveis no planeta Terra e, a partir disso são feitas diversas pesquisas visando ao reaproveitamento dos materiais já existentes, ao invés de apenas descartá-los. Segundo estudos realizados pela Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção Civil e Demolição (2016), a área da construção civil no Brasil desperdiça cerca de 8 bilhões de reais em materiais que poderiam ser reutilizados e destinados a outros fins. E, em um país com tantos recursos naturais, deveriam ser tomadas medidas mais eficazes para a preservação destes. Dentro do conceito de reciclagem e reutilização, a construção civil, área considerada uma das maiores responsáveis pelo descarte de entulho sem destinação 24 específica, focou em estudos em meios mais sustentáveis, a fim de levantar métodos para reaproveitamento consciente dos resíduos. Com o excesso de desperdício de matérias primas e a constante necessidade do novo e sustentável, tornou-se essencial a análise de agregados reciclados oriundos de RCD e RCC para que houvesse aumento tecnológico e maior empregabilidade destes, o que tornaria a área da construção civil menos prejudicial ao meio ambiente e o custo mais barateado que o atual. Caso este assunto não seja estudado, os resíduos gerados pela construção e demolição, assim como a degradação ambiental, se intensificarão de forma progressiva. Com isso, as empresas relacionadas à construção perdem a oportunidade de obterem resultados similares em relação à qualidade e com um custo menor, além de um benefício inestimável para o meio ambiente. 1.3 ABRANGÊNCIA Este trabalho delimita-se à análise laboratorial das propriedades de agregados reciclados provenientes da construção civil e demolição, estudando, a partir do traço pré-definido e relações de proporção de materiais, sua resistência em relação ao concreto convencional e analisa a aplicação destes agregados, de forma solta, em diferentes etapas de distintos tipos de obra. Dentro deste contexto, não é escopo da pesquisa a análise de vida útil da construção que proverá o material estudado, bem como a durabilidade do concreto com agregados reciclados, a legislação relacionada à separação, ao uso e à manutenção dos materiais pela usina ou por outros fins, além dos custos dos resíduos processados e tratados. 25 2 MÉTODOS DE TRABALHO O presente estudo originou-se com o levantamento teórico em relação à utilização dos agregados reciclados soltos e aplicados no concreto, assim como suas propriedades físicas e mecânicas, por intermédio de artigos, teses, dissertações e normas técnicas relacionadas ao tema, com o intuito de fortificar a base de conhecimentos técnicos, a fim de delimitar a direção do estudo de caso. O desenvolvimento deste trabalho foi realizado a partir de agregados reciclados (areia média e brita 1) disponibilizados pela Serello Ambiental, localizada no eixo viário da Rodovia Anhanguera em Valinhos/SP. A empresa possui área com cerca de 51.000 m² e amplo pátio destinado ao transbordo e triagem de materiais de descarte oriundos da construção civil e demolição, com capacidade de recebimento de 150 a 200 caçambas, chegando a 1.000 toneladas de entulho por dia. Além de dispor de uma área para transbordo e triagem, a Serello Ambiental conta com um reservatório de 1,5 milhões de litros de água para coleta da chuva. A área do reservatório dispõe de barreiras vegetais para filtrar e reter a formação e propagação de partículas causadas pelo vento. Com os materiais coletados, análises laboratoriais foram realizadas ao longo do processo de pesquisa, com o propósito de determinar propriedades importantes para classificação dos agregados reciclados, a fim de estabelecer relações de proporções entre areia, cimento, pedra e água para o traço (fck 30 MPa e abatimento 12 ± 2 cm) que definiu a resistência do concreto. A princípio, foi estabelecida a caracterização do agregado convencional para obtenção do traço de referência. Após, caracterizaram-se os agregados reciclados por meio dos ensaios de composição granulométrica, massa unitária para o agregado graúdo, massa específica e absorção de água para ambos os tipos de agregado, e ensaio de umidade para o agregado miúdo. Após a determinação das característicasdos agregados reciclados foram realizados cálculos para definir a dosagem do concreto e relação de proporção de materiais a partir do traço estabelecido. Baseado na dosagem, os materiais foram depositados em betoneiras para mistura e posterior colhimento da amostra. Com a intenção de analisar o concreto, a base de agregado reciclado, foram substituídos os agregados convencionais nas seguintes proporções: 0 (concreto de referência), 25%, 50%, 75% e 100%. 26 Diante do concreto ainda fluido, foi possível executar o ensaio de abatimento pelo tronco de cone (slump test), a fim de verificar sua trabalhabilidade. Posteriormente, corpos de provas foram moldados para a efetivação do ensaio de resistência à compressão, tração e absorção de água por capilaridade. Esses corpos de prova foram rompidos nos ensaios de compressão aos 7 e 28 dias e tração aos 28 dias, sendo dois CPs para cada idade de ruptura e porcentagem de substituição de agregado natural por agregado reciclado. Além de dois corpos de prova para cada porcentagem de substituição com o propósito de realizar o ensaio de capilaridade aos 28 dias. Com todos os testes efetuados, os resultados obtidos foram analisados para comparação entre concreto com agregados reciclados e convencionais. Além do estudo laboratorial, realizou-se um estudo em campo, onde um empreendimento que utilizou de agregado reciclado foi implantado, objetivando ao máximo não empregar agregados convencionais em locais onde seria possível a aplicação do material reciclado sem perda de propriedades. Esta visita ocorreu com o propósito de estudar a aplicabilidade do agregado reciclado solto em diversos tipos de obras e analisar o comportamento deste material em relação ao seu uso, podendo desta forma, efetuar a comparação com o agregado convencional, a fim de diminuir seu emprego infrene. O fluxograma com as etapas realizadas para o estudo de caso e o estudo laboratorial podem ser verificados conforme Figuras 2.1 e 2.2 a seguir, respectivamente. 27 Figura 2.1 - Fluxograma - Estudo de campo Fonte: Os autores, 2018 28 Figura 2.2 - Fluxograma - Estudo laboratorial Fonte: Os autores, 2018 29 3 MATERIAIS E FERRAMENTAS Para realização de ensaios laboratoriais para estudo e análise dos materiais da construção civil, bem como para outras áreas, foi necessário seguir os procedimentos estabelecidos em normas brasileiras regulamentadoras, a fim de se obter resultados coerentes e dentro dos parâmetros aceitáveis. Para tanto, nos tópicos a seguir, estão descritos os materiais e ferramentas que foram utilizados nos ensaios de caracterização dos agregados, aos específicos para o aglomerante e o concreto com e sem substituição de agregados reciclados. 3.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO Para a realização do ensaio de caracterização do agregado miúdo, tanto convencional quanto o reciclado, foram utilizados os materiais apresentados no Quadro 3.1 e as ferramentas e equipamentos no Quadro 3.2, seguindo as normas específicas de cada ensaio. Quadro 3.1 - Materiais para realização de ensaios de caracterização do agregado miúdo – Convencional e reciclado CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO Convencional - ABNT NBR 7211 Reciclado - ABNT NBR 15116 Ensaio Materiais Areia média Água Álcool Massa específica - X X ABNT NBR NM 52 Absorção - X X ABNT NBR NM 30 Umidade superficial Queima ao álcool X X ABNT NBR 9775 Aquecimento ao fogo X Granulometria X ABNT NBR NM 248 Fonte: Os autores, 2018 30 Quadro 3.2 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios de caracterização do agregado miúdo - Convencional e reciclado CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO MIÚDO Convencional - ABNT NBR 7211 Reciclado - ABNT NBR 15116 Ensaio Ferramentas/equipamentos B a la n ç a * F ra s c o d e C h a p m a n R e c ip ie n te d e p o rc e la n a P in c e l c o m c e rd a s d e n y lo n E s p á tu la m e tá lic a B a n d e ja m e tá lic a L u v a d e K le v e r T a c h o A q u e c e d o r P e n e ir a s ** F u n d o a v u ls o d e p e n e ir a A g it a d o r m e c â n ic o d e p e n e ir a s A c e n d e d o r Massa específica - X X X X X ABNT NBR NM 52 Absorção - X X X X ABNT NBR NM 30 Umidade superficial Queima ao álcool X X X X X X X ABNT NBR 9775 Aquecimento ao fogo X X X X X X X Granulometria - X X X X X X X ABNT NBR NM 248 * Balanças com diferentes resoluções e precisões para cada ensaio. * Peneiras com diferentes aberturas de vãos para cada ensaio. Fonte: Os autores, 2018 3.2 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO Visando à obtenção dos resultados dos ensaios de caracterização do agregado graúdo com o propósito de estipular o traço para o concreto, fizeram-se necessárias a utilização dos materiais presentes no Quadro 3.3 a seguir e as ferramentas e equipamentos de acordo com o Quadro 3.4. 31 Quadro 3.3 - Materiais para realização de ensaios de caracterização do agregado graúdo - Convencional e reciclado CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO Convencional - ABNT NBR 7211 Reciclado - ABNT NBR 15116 Ensaio Materiais Brita Água Massa específica X X ABNT NBR NM 53 Massa unitária X ABNT NBR NM 45 Absorção X X ABNT NBR NM 53 Granulometria X ABNT NBR NM 248 Fonte: Os autores, 2018 Quadro 3.4 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios de caracterização do agregado graúdo - Convencional e reciclado CARACTERIZAÇÃO DO AGREGADO GRAÚDO Convencional - ABNT NBR 7211 Reciclado - ABNT NBR 15116 Ensaio Ferramentas/equipamentos B a la n ç a * P ro v e ta R e c ip ie n te d e p o rc e la n a E s p á tu la p a ra s u b m e rg ir o s a g re g a d o s E s p á tu la m e tá lic a P in c e l c o m c e rd a s d e n y lo n C a ix o te ** P á o u c o n c h a R é g u a n iv e la d o ra B a n d e ja m e tá lic a P e n e ir a s ** * F u n d o a v u ls o d e p e n e ir a A g it a d o r m e c â n ic o d e p e n e ir a s Massa específica X X X X X X ABNT NBR NM 53 Massa unitária X X X X ABNT NBR NM 45 Absorção X X X X ABNT NBR NM 53 Granulometria X X X X X X ABNT NBR NM 248 * Balanças com diferentes resoluções e precisões para cada ensaio. ** Caixote de 20 L. *** Peneiras com diferentes aberturas de vãos para cada ensaio. Fonte: Os autores, 2018 32 3.3 ENSAIOS ESPECÍFICOS DO CIMENTO Com o intuito de se obter a resistência à compressão dos corpos de prova de argamassa, que é um dos fatores para determinação do traço do concreto, foram utilizados os materiais e ferramentas conforme os Quadros 3.5 e 3.6 abaixo, respectivamente.Quadro 3.5 - Materiais para realização de ensaios específicos do Cimento Portland CIMENTO PORTLAND Ensaio Ferramentas/equipamentos Cimento Água Querose Óleo Massa específica X X ABNT NBR 11605 Resistência a compressão aos 28 dias X X X ABNT NBR NM 7215 Fonte: Os autores, 2018 Quadro 3.6 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios do Cimento Portland CIMENTO PORTLAND Ensaio Ferramentas/equipamentos F ra s c o v o lu m é tr ic o d e L e C h a te lie r B a la n ç a * R e c ip ie n te d e p o rc e la n a F u n il d e v id ro E s p á tu la m e tá lic a M is tu ra d o r m e c â n ic o M o ld e S o q u e te M á q u in a d e e n s a io d e c o m p re s s ã o R e tí fi c a P a q u ím e tr o Massa específica X X X X X ABNT NBR 11605 Resistência a compressão aos 28 dias X X X X X X X ABNT NBR NM 7215 * Balanças com diferentes resoluções e precisões para cada ensaio. Fonte: Os autores, 2018 33 3.4 ENSAIOS DE RESISTÊNCIA DO CONCRETO O ensaio de resistência do concreto com agregado reciclado, bem como com o agregado convencional, é realizado com o objetivo de obter resultados de resistência como forma comparativa entre as duas aplicações. Este ensaio é divido em dois métodos distintos, são eles: resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral. Desta forma, para sua realização são necessários os materiais, ferramentas e equipamentos, conforme apresentados nos Quadros 3.7 e 3.8 a seguir. Nota-se que na Tabela 3.1, são apresentadas as quantidades de corpos de prova moldados, idades de ruptura, proporção de dosagem de agregado reciclado e dimensões dos moldes cilíndricos. Quadro 3.7 - Materiais para realização de ensaios específicos do concreto – À base de agregado convencional e reciclado RESISTÊNCIA DO CONCRETO Ensaio Materiais Concreto Óleo (agregado miúdo + agregado graúdo + água + aglomerante + aditivo*) C o n c re to c o n v e n c io n a l e r e c ic la d o Determinação da resistência à compressão X X ABNT NBR 7215 Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos X X ABNT NBR 7222 Absorção de água por capilaridade X X ABNT NBR 9779 Determinação da consistência pelo abatimento do tronco do cone X X ABNT NBR NM 67 * Aditivo: Muraplast FK 320 Fonte: Os autores, 2018 34 Quadro 3.8 - Ferramentas/equipamentos pertinentes aos ensaios específicos do concreto - À base de agregado convencional e reciclado RESISTÊNCIA DO CONCRETO Ensaio Ferramentas/equipamentos B a la n ç a * M is tu ra d o r m e c â n ic o M o ld e ** S o q u e te M á q u in a d e e n s a io d e c o m p re s s ã o R e s e rv a tó ri o d e á g u a R e tí fi c a C o n c re to c o n v e n c io n a l e r e c ic la d o Resistência à compressão X X X X X X ABNT NBR 7215 Resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos X X X X X X ABNT NBR 7222 Absorção de água por capilaridade X X X X X X ABNT NBR 9779 * Balanças com diferentes resoluções e precisões para cada ensaio. ** Moldes com dimensões específicas. Fonte: Os autores, 2018 Tabela 3.1 - Quantidade de corpos de prova moldados, idades de ruptura, proporção para dosagem de agregado reciclado e dimensões dos moldes cilíndricos RESISTÊNCIA DO CONCRETO Ensaios Idade Proporções Dimensão CPs 7 dias 28 dias Corpos de prova Resistência à compressão ABNT NBR 7215 2 2 0 0,10 x 0,20 m 2 2 25% 2 2 50% 2 2 75% 2 2 100% Resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos ABNT NBR 7222 - 2 0 0,15 x 0,30 m - 2 25% - 2 50% - 2 75% - 2 100% Absorção de água por capilaridade ABNT NBR 9779 - 2 0 0,10 x 0,20 m - 2 25% - 2 50% - 2 75% - 2 100% Total CPs 40 Fonte: Os autores, 2018 35 4 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA As pesquisas realizadas para o seguinte trabalho mostraram que, atualmente, a produção de concreto com agregado reciclado tem se tornado cada vez mais comum na construção civil em diversas partes do mundo, assim como a utilização desses agregados soltos para diversas finalidades. Muitos autores expõem suas ideias e estudos, a fim de auxiliar e incentivar a humanidade a tomar decisões ecologicamente corretas para que se possam preservar os escassos recursos naturais ainda existentes. Desta forma, e a partir da abordagem de alguns autores sobre o tema, a revisão bibliográfica é apresentada para maior entendimento do trabalho de pesquisa. 4.1 GERAÇÃO DE RESÍDUOS DE RCD E RCC Este tópico aborda o histórico quanto à geração de resíduo no Brasil e no mundo, os primeiros estudos em relação ao aproveitamento desses resíduos para a produção de concreto com agregados reciclados, as formas de coleta desses agregados, o impacto ambiental causado pelo descarte indevido do RCD e RCC e as vantagens, desvantagens e dificuldades de reciclagem desses resíduos. Serão tratados também a classificação dos materiais, a sua disposição correta e as usinas existentes que trabalham para disponibilização de agregados reciclados. 4.1.1 Histórico A geração de resíduo no Brasil e no mundo é um assunto que vem sendo estudado há tempos e, com isso, notou-se a necessidade de encontrar meios de reutilização desses materiais, uma vez que os recursos naturais estão cada vez mais escassos. Os primeiros indícios de utilização de RCD e RCC datam a época do Império Romano, porém somente ocorreram aplicações significativas após a Segunda Guerra Mundial, na reconstrução das cidades europeias, que haviam sido bombardeadas tanto pelos países do Eixo, quanto dos Aliados. Com seus edifícios destruídos, parte do entulho foi reaproveitado visando a atender à demanda de reconstrução da época (ABRECON, 2018). 36 A Alemanha, pioneira na utilização desses resíduos, iniciou as pesquisas após a Segunda Grande Guerra. A fomentação de leis de proibição da prática do uso de aterros para descarte de resíduos, que poderiam ser reutilizados, viabilizou o estudo e a aplicação destes materiais. No país, os reciclados são aplicados, sobretudo, nas estradas (JURAS, 2005). Em alguns países como Bélgica e Dinamarca, para se adaptarem à falta de agregados, foi preciso importar areia da Sibéria e entulho da Inglaterra para utilização no concreto. Nos Países Baixos estima-se que haja a reciclagem de 90% dos resíduos. Já no Japão, utiliza-se ⅔ do concreto de demolição em pavimentação de estradas, conforme citado por Silva (2016) para o site Deviante. Pesquisas estão sendo realizadas desde meados de 1986 para melhor utilização dos resíduos provenientes de RCD e RCC, no Brasil. Cidades como Belo Horizonte, Rio de Janeiro, São Paulo, Goiânia, Uberlândia, Salvador, Brasília e outras já tiveram experiências em pavimentação com RCD chegando a condições favoráveis deutilização (AGOYPYAN, BERNUCCI, et. al., 2006 apud PEREIRA e VIEIRA, 2013). Ao falar à revista digital AECweb, Careli (2014) cita que estruturas de concreto armado associadas à vedação de alvenaria com blocos de concreto ou cerâmico geram entre 0,10 e 0,15 m³ de resíduos da construção por metro quadrado de área construída. Desse volume, os resíduos são divididos em alvenaria, concreto, argamassas, cerâmicos, madeira, gesso, plásticos, papéis, metais, materiais perigosos e não reciclados, inclusive rejeitos. A porcentagem do volume de cada um desses materiais pode ser analisada no Gráfico 4.1 a seguir: Gráfico 4.1 - Quantificação de resíduos de uma obra convencional Fonte: Adaptado de Careli, 2014 37 Segundo o Jornal Nacional (2015), as obras no Brasil geram cerca de 84 milhões de metros cúbicos de resíduos todos os anos e somente 17 milhões de metros cúbicos são reaproveitados. Esse material desperdiçado seria suficiente para a construção de quase 4 milhões de casas populares ou pavimentar 168 mil quilômetros de estradas. Com a grande geração de RCD e RCC foi necessário investimento de empresas para a coleta e aproveitamento deste material. Desta forma, conforme pesquisa setorial feita pela ABRECON (2015), o número de usinas de reciclagem no Brasil subiu de um crescimento de, no máximo, 3 para 10,6 novas usinas por ano após a resolução CONAMA Nº 307. Entretanto, entre 2008 e 2013 esta taxa de crescimento se estabilizou, tais dados estão apresentados no Gráfico 4.2. Atualmente há, pelo menos, 310 usinas instaladas no Brasil, com maior concentração em São Paulo. Gráfico 4.2 - Crescimento das empresas de RCD no Brasil Fonte: ABRECON, 2015 Essas empresas são separadas em usinas fixas, que são construídas conforme a capacidade de tratamento do resíduo e precisam de preparação para o recebimento do material, e usinas móveis, que contam com um caminhão, uma britadeira e uma peneira rotatória. Essa usina pode ser alugada para posto-obra. 38 4.1.2 Classificação dos resíduos e gerenciamento Com a implantação da Resolução CONAMA nº 307, os resíduos da construção civil foram classificados, como forma de minimizar ou até mesmo acabar com os impactos ambientais gerados pelo descarte indevido destes. Essa classificação permite a separação e disposição correta dos materiais. Os materiais estão distribuídos entre as classes de resíduos de acordo com o que é apresentado no Gráfico 4.3 a seguir, conforme Melo (2014) apud Silva e Notaro (2015). Gráfico 4.3 - Distribuição das classes de resíduos Fonte: Adaptado de Silva e Notaro, 2015 Segundo a Resolução CONAMA nº 307 (CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE, 2002), as classes de resíduos da construção civil podem ser definidas da seguinte forma: Classe A – são os resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como: a) de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; b) de construção, demolição, reformas e reparos de edificações: componentes cerâmicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento etc.), argamassa e concreto; c) de processo de fabricação e/ou demolição de peças pré-moldadas em concreto (blocos, tubos, meios-fios) produzidas nos canteiros de obras; Classe B – são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como plásticos, papel, papelão, metais, vidros, madeiras embalagens vazias de tintas imobiliárias e gesso; 39 Classe C – são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias ou aplicações economicamente viáveis que permitam a sua reciclagem ou recuperação; Classe D – são resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais como tintas, solventes, óleos e outros ou qualquer contaminados ou prejudiciais à saúde oriundos de demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais e outros, bem como telhas e demais objetos e materiais que contenham amianto ou outros produtos nocivos à a saúde. Essa resolução cita formas corretas da disposição dos resíduos de classe A em aterros, para que não ocorra contaminação do solo ou do material naquele local. Também é citada ao longo da resolução a forma que o resíduo deve ser encaminhado ao aterro, que deverá ser feito na forma de agregado. Porém, para que esse material seja encaminhado a um canteiro de reciclagem é necessário o seu recolhimento e separação de forma correta. Grande parte destes resíduos provenientes de obras e demolição é descartada de maneira irregular e os profissionais atuantes nestas encontram dificuldades para a separação dos resíduos e descarte adequado, apesar de que algumas alterações de projeto e planejamento poderiam auxiliar neste exercício. Para melhor gerenciamento desses resíduos existem projetos criados pela Caixa Econômica Federal, em parceria com o Governo Federal (2005), que informam as principais etapas que devem ser seguidas para o aproveitamento dos resíduos de construção e demolição. Estas etapas são: a caracterização dos resíduos, visando a identificar e quantificar esses materiais; a triagem, na qual ocorre a separação do resíduo, que pode ser feita no polo gerador ou nas usinas de destinação; o acondicionamento, que tem como objetivo a preparação do material para coleta, o transporte e, por último, a destinação. Ao escrever sobre a reciclagem de resíduos de construção e demolição, Miranda, Ângulo e Careli (2009) citam a importância da triagem, registro e identificação diferenciada dos materiais durante as obras, visando a avaliar os resultados de implantação do sistema de separação e gestão dos resíduos. É analisado que a triagem possibilita a redução do empolamento de RCD que ocorre devido à má organização dentro de caçambas estacionárias e a formação de vazios. Ainda no estudo, é citado que o cumprimento quanto à triagem, registro e identificação destes materiais podem auxiliar na diminuição, principalmente, do risco de autuação ambiental e do custo da obra com transporte e destinação. Ocorre ainda a diminuição de contaminação dos resíduos. 40 Muitas usinas de reciclagem possuem parcerias com transportadoras de resíduos de obras civis. Desta forma, após a triagem e separação deste material, é necessário o contato com empresas credenciadas pela CETESB, que possuam o Certificado de Transporte de Resíduos – CTR para o transporte e destinação correto desses materiais. Para a destinação correta dos resíduos é necessário seguir as instruções descritas na Resolução CONAMA n° 307/2002, conforme abaixo: Classe A – deverão ser reutilizados ou reciclados na forma de agregados ou encaminhados a aterro de resíduos Classe A de reservação de materiais para usos futuros; Classe B – deverão ser reutilizados, reciclados e encaminhados a áreas de armazenamento temporário, sendo dispostos de modo a permitir a sua utilização ou reciclagem futura; Classe C – deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas; Classe D – deverão ser armazenados, transportados e destinados em conformidade com as normas técnicas específicas. Após a destinação, em uma das etapas de gerenciamento, a empresa incumbida pelo recebimento dos resíduos é responsável pela preparação final do material reciclado para nova utilização. Algumas das usinas utilizam o próprio transportador que levou o material colhido para que este retorne com o material reciclado para entrega ao consumidor final, após a devida limpeza do caminhão, visando à não contaminação do agregado pronto. Com a pesquisa setorialrealizada pela ABRECON (2015) foi possível verificar o volume médio de agregado reciclado produzido pelas usinas brasileiras. Constatou- se que a maioria das usinas do país, cerca de 52% produzem até 3.000 m³/mês, de acordo com o Gráfico 4.4. 41 Gráfico 4.4 - Volume médio de agregado reciclado produzido por mês Fonte: Adaptado de ABRECON, 2015 A maioria das usinas possuem baixo número de produção de agregado reciclado em relação a quantidade de material que é desperdiçado por ano no Brasil. 4.1.3 Usinas de reciclagem As usinas de reciclagem, dispostas no Brasil, consistem em receber e reciclar os resíduos da construção civil e demolição, com o propósito de fornecer agregados reciclados de volta ao ramo de sua origem. Uma usina há de ser concebida como referência em qualidade e sustentabilidade, sendo esta constituída por equipe técnica qualificada e ampla área de transbordo e triagem para recebimento do entulho. Além disso, segundo Estefano e Assis (1999), conforme citado por Nogueira, Campolina, Ribeiro, et al., (2012), para a qualidade no trabalho prestado, o local de reciclagem dos resíduos deve contar com administração local, guarita de entrada, cabine de comando, pátio de recepção com balança para pesagem do caminhão, calha de alimentação, correia transportadora, britador e pátio de estocagem. Até o cenário atual, está é a forma de usina mais comum encontrada. A empresa com esta finalidade, deve possuir para fins regulatórios, certificações com órgãos reconhecidos e qualificados, tais como: a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB), no caso da empresa estar localizada em São Paulo, Associação Brasileira para Reciclagem de Resíduos da Construção e 42 Demolição (ABRECON) e Green Building Council (GBC), responsável pela qualificação dos produtos e critérios de pontuação para obtenção de certificações como LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) e AQUA (Construção Sustentável). Além de possuir aptidão para emissão de documentos destinados ao transporte de resíduos, como por exemplo, o CTR (Controle de Transporte de Resíduos) e o CDF (Certificado de Destinação Final) como registro de destinação correta dos geradores. No pátio, o processo de britagem, normalmente é constituído por britadores (mandíbula de impacto), esteiras de coleta e controle de qualidade (ainda realizado por vias manuais e visuais), eletroímã para remoção de materiais ferrosos e imãs permanentes, de acordo com a Figura 4.1 a seguir. Algumas usinas possuem ainda, a reciclagem de cavaco de madeira, onde a linha de produção é composta por picador a tambor e eletroímã para remoção de materiais ferrosos. Figura 4.1 - Processo de controle de qualidade de uma usina de britagem Fonte: Adaptado de Serello Ambiental, 2017 43 4.1.4 Vantagens e desvantagens de reciclagem de RCC e RCD Com o aquecimento do mercado da construção civil, materiais provenientes de RCC e RCD são desperdiçados com maior frequência, causando uma grande repercussão negativa no mundo atual. Segundo Braga, para o Jornal Agora (2018), a Secretaria Municipal das Prefeituras Regionais mapeou cerca de 2.942 pontos de descarte irregular de materiais da construção civil em 2017, sendo que existem 100 ecopontos espalhados pela cidade de São Paulo. O impacto causado pela construção civil já começa com a extração nas jazidas dos materiais que são utilizados para a produção de concreto. Com a retirada improcedente de materiais como areia, brita e argila naturais está ocorrendo a diminuição das jazidas disponíveis para atendimento. Esse esgotamento faz com que esses materiais sejam transportados em distâncias muito grandes, aumentando assim os custos com transporte, consumo de energia e a geração de poluição (JOHN, 2000 e SANTOS, 2015). Segundo o IPCC (2006) apud Santos (2015), o processo de produção do cimento tem sido apontado como um dos maiores geradores de impacto tanto ambiental, como social, uma vez que há consequência em comunidades próximas às áreas da fábrica. A CSI, de acordo com Rocha para Revista Prima (2014), publicou um estudo onde é mostrado que a indústria do cimento é responsável por cerca de 3% das emissões mundiais de gases do efeito estufa e por aproximadamente 5% das emissões de CO2. Levando em consideração as pesquisas realizadas, é nítido que a extração dos materiais utilizados como agregados e a produção do cimento causam um grande impacto ambiental, o que ainda é agravado pelo desperdício de resíduos durante as obras. Resíduos esses que poderiam ser reaproveitados, colaborando com a diminuição dos problemas causados ao meio ambiente. Porém, existem vantagens e desvantagens em relação à reciclagem dos materiais provenientes de RCD e RCC. De acordo com Instituto Centro de Capacitação e Apoio ao Empreendedor (2013), as vantagens de se reciclar os resíduos da construção são muitas, dentre elas, citam-se: a economia nas compras de matérias-primas, uma vez que ocorrerá a substituição dos materiais convencionais pelo reciclado, sendo este mais barato que 44 o natural; a redução de custo de remoção dos resíduos e a diminuição da poluição gerada pelo entulho, enchentes e assoreamento de rios e córregos. Ainda é citado pelo Instituto Centro CAPE (2013) vantagens como: o menor custo no processo de reciclagem, uma vez que é exigido menor tecnologia, a não necessidade de separação dos materiais dos componentes minerais do entulho (tijolos, argamassas, materiais cerâmicos, areia, pedras etc.) e economia de energia na moagem deste. Por outro lado, existem as desvantagens de se recorrer ao material reciclado para confecção do concreto e uma delas é o fato de que ainda não foi possível obtê- lo com a substituição em 100% do agregado convencional pelo reciclado para uso estrutural em grandes obras, uma vez que os componentes reciclados não apresentam resultados favoráveis de resistência para esse fim. O grande investimento inicial na implantação da gestão ambiental e a insuficiência de áreas para recebimento de RCD em regiões com maior produção desse material também é considerado desvantagem para a reciclagem (TONUS e MINOZZI, 2013). Conforme Oliveira e Carvalho (2015), a instabilidade no mercado para materiais reciclados é contada como um ponto negativo, visto que, rapidamente, sofre com alterações e oscilações de oferta e procura. Desta forma, antes da aplicação de resíduos reciclados em obras é necessário planejamento e estudo de viabilidade. 4.1.5 Crescimento do mercado de agregados reciclados Entre junho de 2014 e setembro de 2015, foi realizada uma parceria entre a UFPR e a ABRECON, com o intuito de avaliar as necessidades para o crescimento do setor de usinas de reciclagem de RCD e RCC no Brasil. Através da ferramenta Survey Monkey (aplicativo para realização de pesquisas), foi elaborado um questionário com perguntas visando ao máximo ganho de informações sobre a reciclagem no país, obtendo-se no final, 105 respostas de diferentes empresas. Acredita-se que este número represente 33% de empresas interligadas direta ou indiretamente à reciclagem de resíduos (MIRANDA, TORRES, VOGT, et al, 2016) 45 O Gráfico 4.5, apresenta a concentração de usinas nos estados brasileiros para as 105 empresas que responderam o questionário, entretanto algumas usinas na Região Norte (Acre, Amazonas, por exemplo) não estão listadas. Gráfico 4.5 - Concentração de usinas por estado brasileiro Fonte: Miranda, Torres, Vogt, et al, 2016 4.2 APLICABILIDADE DO AGREGADO RECICLADO SOLTO E NO CONCRETOMuitas são as pesquisas e estudos de viabilidade que visam à aplicação dos agregados reciclados em diversos ramos da construção civil. As usinas, propriamente ditas, ao disponibilizar os agregados tratados e reciclados para o mercado, apresentam em conjunto vasta lista de possíveis aplicações do material que será comprado. Tais aplicações, para serem usadas como propostas de implantação, são previamente analisadas laboratorialmente para que não haja risco de sua não efetividade. 4.2.1 Agregado reciclado para pavimentação Atualmente, as implantações técnicas são dadas em rodovias, onde os agregados reciclados destinados às camadas adjacentes do pavimento apresentam menor custo de construção em comparação às executadas com brita graduada. 46 A NBR 15115 (ABNT, 2004) estabelece, em um de seus itens, os parâmetros para execução de camadas subjacentes (reforço de subleito, sub-base, base de pavimentos e revestimento primário) com agregado reciclado proveniente de construção civil. Leite (2001) e Zordan (2003), avaliaram a viabilidade técnica da utilização desses materiais em relação às propriedades mecânicas e concluíram que agregados reciclados podem sim ser utilizados na pavimentação de vias. De acordo com Leite (2008), em 1984, na zona oeste da cidade de São Paulo, foi construída a primeira via pavimentada com o RCD em sua camada de reforço de subleito. A construção, acompanhada pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo), apresentou boa performance na época. Mesmo as pesquisas e a produção de agregados reciclados usados na pavimentação se intensificando nos últimos anos, o seu uso é relativamente pequeno devido a sua variabilidade (SILVA e NOTARO, 2015). O Quadro 4.1 apresenta algumas das aplicações de agregados reciclados em vias pavimentadas. Quadro 4.1 - Aplicações de agregado reciclado em vias de pavimentação Fonte: Morand, 2016 4.2.2 Agregados para fins não estruturais Além de ser utilizado no concreto e pavimentação, o agregado reciclado solto é empregado também como objeto de decoração e paisagismo. Este material pode 47 ser disposto em qualquer ambiente, como por exemplo, jardim de inverno, pátios externos e internos, piso drenante de spa, entre outros. Atualmente, os elementos de alvenaria que podem ser fabricados com agregados reciclados são: tijolos de solo-cimento, blocos de concreto e pré-moldados. No entanto, devem-se tomar medidas preditivas para a não obtenção de resultados variáveis de acordo com o consumo excessivo de água do material reciclado utilizado. Os agregados podem ser aplicados como reforço de solo ou em estacas de compactação conforme citado por Junior (2010). O material ainda é usado em áreas como preenchimento de rasgos de paredes para tubulações hidráulicas e elétricas, chumbadores de caixas elétricas e tubulações, contrapiso de interiores de unidades habitacionais e argamassa. Na maioria das aplicações não estruturais, o agregado reciclado pode facilmente substituir o agregado convencional, gerando maior ganho em questão de custo e preservação do meio ambiente. O Quadro 4.2, descreve as características (dimensão dos grãos) dos agregados reciclados e suas aplicações. 48 Quadro 4.2 - Tipos de agregados reciclados e suas aplicações Material Ilustração Aplicação Dimensão dos grãos A re ia Texturas finas em concretos e em calçadas, fabricação de pré-moldados, estabilizador de solo, argamassas de assentamento de alvenaria, contra piso, chapisco, solo cimento, blocos, assentamento de piso intertravado, tijolos de vedação e massa asfáltica. <4,8 mm P e d ri s c o Fabricação de artefatos de concreto, lajes pré- moldadas, manilhas, pisos intertravados e drenantes, drenos, tubos, blocos, bloquetes, paralelepípedos de concreto, calçadas, meio fio, cobertura de estacionamentos e pátios, chapiscos e acabamentos em geral. <9,5 mm B ri ta 1 Confecção de massa asfáltica, fabricação de artefatos de concreto, como peças pré-moldadas de guias, bases e sub-bases de pavimentação, drenos, revestimentos de terrenos, pátios e áreas de estacionamentos e concreto não estrutural. <19,0 mm R a c h ã o Obras de pavimentação, formação de lastro de fundação e drenos, calçamentos de ruas, bases, muros de contenção, barreiras, encostas (gabião) e nivelamentos ferroviários. <22,0 mm B ic a c o rr id a g ro s s a Nivelamento de terrenos, valas, fundações, percolação de água, base, sub-base e subleito de pavimentação, melhoria e correção de estradas não pavimentadas, sob micro revestimentos em vias não pavimentadas, reforço para solo com pouca capacidade de suporte, aterramentos. >4,8 mm Fonte: Adaptado de Serello Ambiental, 2017 4.2.3 Projetos executados com concreto à base de agregados reciclados Mesmo que o Brasil ainda não possua norma regulamentadora vigente que estabeleça parâmetros referentes à construção de edificações com agregados reciclados de forma estrutural, em 2004, na cidade de Guarulhos/SP, engenheiros civis depararam-se com um piso de concreto com o volume de 12.500 m³ de uma edificação existente, onde, para remanejamento do material, seriam necessárias 1.200 viagens de caminhão. Por intermédio de estudos e análises para escolha do melhor caminho a seguir, a construtora optou pela instalação de equipamentos de reciclagem no próprio local. 49 A reconstrução do edifício (condomínio Villaggio Maia) teve um total de 100% de utilização de agregados reciclados, sendo estes utilizados para a construção de blocos de fundação e de concreto, muros, lajes e contramarco de janelas conforme Figuras 4.2, 4.3, 4.4 e 4.5. Figura 4.2 - Demolição do piso existente no terreno da obra do condomínio Villaggio Maia Fonte: Capello, 2006 Figura 4.3 - Usina de reciclagem implantada no canteiro da obra do condomínio Villaggio Maia Fonte: Capello, 2006 50 Figura 4.4 - Blocos produzidos a partir de RCD – Condomínio Villaggio Maia Fonte: Capello, 2006 Figura 4.5 - Condomínio Villaggio Maia finalizado Fonte: Capello, 2006 4.3 A INFLUÊNCIA DOS AGREGADOS RECICLADOS NAS PROPRIEDADES DO CONCRETO Mediante à avaliação dos materiais complementares a esta pesquisa, os quais apresentam as alterações ou não dos agregados reciclados, quando na mistura de concreto, observa-se que, com base nos índices benéficos, maléficos ou sem modificação e suas propriedades para fins não estruturais, os equipamentos utilizados para realização da pasta, as dosagens de agregados reciclados, bem como, toda a 51 metodologia seguida para realização dos ensaios podem ou não vir a interferir nas propriedades do concreto, quando em comparação a resultados obtidos com a utilização de agregados convencionais. 4.3.1 Estado fresco do concreto O concreto em seu estado fresco, é caracterizado pelo momento em que ocorre o início do tempo de pega do aglomerante, tendo como propriedades a consistência, a plasticidade, a exsudação e a trabalhabilidade e são definidas respectivamente como: • Consistência é o grau de fluidez do concreto em sua forma ainda líquida, possuindo influência quanto à mobilidade/mistura da pasta e ligação direta com o teor de água, quando em contato com materiais secos, especificamente, o cimento. O ponto de fluidez é adquirido quanto mais plástica for a consistência do concreto, pois mais facilmente a pasta escoará por entre as armaduras. A