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De acordo com a Legislação Federal Brasileira, Resolução n° 1 (CONAMA, 1986) a expressão impacto ambiental é caracterizada como sendo toda alteração das propriedades físicas, químicas e biológicas do meio ambiente, causada por qualquer forma de matéria ou energia resultante das atividades humanas que, direta ou indiretamente, afetam a saúde, a segurança e o bem-estar da população, as atividades sociais e econômicas, a biota, as condições estéticas e sanitárias do meio ambiente e a qualidade dos recursos ambientais.

Vale lembrar que os impactos negativos causados pela disposição irregular do RCC vão além da questão ambiental. Envolve também uma questão de saúde pública e de ordem econômica a ser enfrentada pelas cidades.

Os estudos sobre a toxidade do RCC ainda são considerados recentes. Segundo Zordan (1997), nos EUA a produção e disposição de resíduos estão se tornando ainda mais problemáticas, com as novas regulamentações sobre o assunto. As novas descobertas sobre a toxicidade de certos materiais de construção (como a madeira tratada) têm causado reivindicações de aumento na segurança e melhores salários para os trabalhadores nos aterros.

Karpinski (2007) destaca que as áreas degradadas podem colocar em risco a estabilidade de encostas e taludes, comprometendo o fluxo da drenagem urbana, demonstrando que os responsáveis pela disposição dos resíduos não estão preocupados com os custos sociais que a atividade representa para a cidade.

Apesar de o entulho ser considerado um material inerte, ele possui concentração de produtos tóxicos, como sobras de tintas e solventes, que podem ser prejudiciais ao meio ambiente se depositados de forma irregular. Ainda é importante analisar que a disposição inadequada de resíduo de construção em locais abertos é um atrativo para o acúmulo de outros tipos de resíduos, sejam eles domésticos ou industriais, tendo estes, muitas vezes, uma alta carga de materiais pesados que podem contaminar de forma direta o solo e o lençol freático.

2.5. Concreto e argamassa confeccionados com agregados Reciclados de Construção Civil (RCC)

2.5.1- Caracterização de agregados reciclados utilizados em concreto

O acompanhamento dos estudos relativos às propriedades dos agregados reciclados é de grande importância para a confecção do concreto e argamassa, pois a existência da variabilidade das características dos agregados naturais (porosidade, mineralogia); a procedência do resíduo sendo ele de construção ou demolição e a etapa da obra que foi coletada podem afetar significativamente na qualidade do agregado reciclado gerado. Para tanto a qualidade do concreto ou argamassa pode ser afetada pela falta de um estudo mais adequado da origem do resíduo e suas características.

A qualidade dos agregados reciclados é condição chave para garantir a sua aplicabilidade, sendo esta condicionada por todas as etapas que levaram à sua produção, desde a origem dos RCC (influenciada, por exemplo, pela seletividade da demolição e pela existência ou não de triagem em obra), até todo o processo de reciclagem e da seqüência e número das etapas que o constituíram (ALGARVIO, 2009).

Devido o agregado reciclado se tratar de um material bastante heterogêneo, o que pode afetar de forma direta em suas propriedades mecânicas, em geral é necessário o conhecimento de algumas de suas características antes de sua utilização visto a importância da garantia dos serviços. Para tanto como base do estudo do concreto e argamassa confeccionados com agregados reciclados é importante um estudo preliminar de algumas características como composição, teor de contaminantes, granulometria, teor de material pulverulento e capacidade de absorção de água, características essas que podem influenciar de forma significativa na qualidade do concreto e argamassa.

2.5.1.1- Características quanto à composição granulométrica

A distribuição granulométrica é importante na determinação de características de argamassas e concretos, influenciando na trabalhabilidade, na resistência mecânica, no consumo de aglomerantes, na absorção de água, na permeabilidade etc. A granulometria dos reciclados varia conforme o tipo de resíduo processado, os equipamentos utilizados, a granulometria do resíduo antes de ser processado e outros fatores. Assim, a curva granulométrica é característica específica de cada tipo particular de resíduo reciclado (LIMA, 1999).

Conforme Levy (2001), ainda não existe uma conformidade clara no meio técnico científico quando se trata da composição granulométrica de agregados reciclados, assim a curva granulométrica não deve ser levada como parâmetro exclusivo para a seleção de agregados a serem utilizados nos concretos.

A análise de agregados reciclados de resíduos de concreto para dosagens estruturais foi estudada por Gonçalves (2001), e observou-se que grande quantidade de finos passou pela peneira 0,15 mm, o que representou quase 10 % da massa do ensaio, enquanto o agregado natural ficou em torno 0,5%, segundo o autor isto se deve ao fato da presença de partículas de cimento não hidratadas.

A utilização do resíduo da construção civil na produção de concreto e argamassa foi analisada por Zordan (2007) e Paula (2010), respectivamente, onde se pode constatar que a composição granulométrica do agregado miúdo reciclado evidenciaram maiores valores de concentração do material fino entre as peneiras 0,15 e 0,3mm.

Ainda em seu estudo Paula (2010) constatou que as curvas granulométricas do agregado miúdo reciclado e do pó-de-pedra mostrarammateriais com granulometria contínua e suas curvas demonstraram características similares, sendo este aspecto ponto positivo para a produção de concretos, visto que a continuidade representa um material com bom arranjo entre suas partículas.

Já o estudo realizado por Rodrigues (2011) que avaliou as propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregado miúdo reciclado, a autora constatou que os agregados miúdos reciclados estavam dentro do

limite estabelecido pela ABNT (2005a) e a continuidade do material fino também foi observada, como demonstra a Figura 2.2. De acordo com a norma o diâmetro máximo é o valor correspondente à abertura da peneira que apresenta uma porcentagem retida acumulada igual ou imediatamente inferior a 5% em massa.

Figura 2.2: Curvas granulométricas do agregado miúdo natural (AMN) e agregado miúdo reciclado e dos respectivos limites estabelecidos pela NBR ABNT (2005a), aplicada à agregado miúdo de concreto (RODRIGUES, 2011).

Esta continuidade do agregado reciclado também foi constatada na pesquisa de Leite (2001), onde se verificou que as curvas granulométricas do agregado miúdo reciclado e do agregado graúdo reciclado evidenciaram materiais com uma granulometria contínua, o que demonstra um melhor arranjo entre as partículas, e representa um aspecto positivo para a produção de concretos.

De acordo com a revisão da literatura o material reciclado pode apresentar como ponto positivo a característica da continuidade tanto do material miúdo como do graúdo, como foi constatado em alguns estudos. Para tanto fatores como origem dos materiais, tipo de beneficiamento e métodoconstrutivo podem ser um fator significante na variação da granulometria do material e pode afetar a característica da continuidade dos agregadosreciclados, portanto destaca-se a importância do estudo da composição granulométrica do resíduo para a sua adequada utilização.

2.5.1.2- Características quanto ao teor de material pulverulento

O teor de material pulverulento é classificado como a porcentagem de finos passantes na peneira # 0,075, sabe-se que quanto maior a quantidade de

finos no concreto aumenta-se a absorção de água do mesmo e consequentemente tem-se a redução da resistência mecânica.

Os materiais pulverulentos são considerados como partículas minerais, inclusive as partículas solúveis em água, presentes no agregado miúdo. A presença de partículas finas, até o limite recomendado pela norma, pode auxiliar no preenchimento dos vazios da areia da argamassa, o que facilita o envolvimento da areia pelo cimento, já o excesso dessas partículas na mistura do concreto poderá causar prejuízos às propriedades do concreto, pois as mesmas envolvem as partículas do cimento.

A Tabela 2.4apresenta a variação do teor de material pulverulento encontrado na literatura. Vale lembrar que a NBR 7211 (2005) estipula um valor máximo de 1% de teor de material pulverulento para agregado graúdo reciclado, enquanto a NBR 15116 (2004) determina o valor limite máximo de teor de material pulverulento do agregado miúdo reciclado em 20%. Em casos de agregados naturais, a NBR 46 (2003) determina como percentual máximo no agregado miúdo natural 6,5%, e a NBR 7211 (2005) estipula este valor para o graúdo natural em 3% no caso de concretos submetidos a desgaste superficial e 5% para concretos protegidos ao desgaste.

Tabela 2.4: Valores de teor de material pulverulento encontrados na literatura (Tenório 2007; Reis, 2009; PAULA, 2010; Rodrigues, 2011).

Teor de material pulverulento (%)

Granulometria Origem Referência

14,23 < 9,6 mm RCC Souza (2001)

13,17 < 12,5 mm RCC Oliveira (2002)

6 < 9,5 mm RCC Carneiro (2005)

8,61 Miúdo RCC Tenório (2007)

0,75 Graúdo RCC Tenório (2007)

0,45 Graúdo RCC + concreto Tenório (2007) 4,77 < 12,5 mm Blocos cerâmicos Barbosa Jr. (2008) 4,52 < 12,5 mm Blocos cerâmicos Barbosa Jr. (2008) 7,89 < 12,5 mm Corpos de prova

de concreto

Barbosa Jr. (2008)

10,4 Graúdo RCC Leite e Lima (2009)

0,7 Miúdo RCC Leite e Lima (2009)

10,0 Miúdo RCC Reis (2009)

10,09 Miúdo RCC Paula (2010)

A variação encontrada pela literatura para o valor do teor de material pulverulento encontrado nos agregados de resíduos de construção é visível, para tanto este parâmetro tem que ser controlado, pois tem influência direta na qualidade do concreto. Esses finos em porcentagem equilibrada podem produzir um bom efeito ao concreto, como afirma Neville (1997) citado por Tenório (2007) uma mistura deve ter certa quantidade de material passante na peneira # 0,3 mm para que seja coesiva e trabalhável. Porém em quantidades elevadas, os finos podem causar danos ao concreto como fissuração, perda de resistência mecânica e durabilidade, pois o excesso de finos aumenta o consumo de água da massa do concreto.

2.5.1.3- Características quanto à porosidade e absorção de água

Uma das características marcantes que difere o material reciclado dos agregados naturais é a maior absorção de água, pois o resíduo de construção é composto por materiais porosos como argamassas, componentes de alvenaria, e grande quantidade de finos aderidos ao agregado, assim o reciclado apresenta taxas de absorção significativas.

Vários estudos revelam que os agregados reciclados possuem formas alongadas, irregulares e com textura mais áspera, tais características são pontos importantes que comprovam a capacidade de uma maior absorção de água dos reciclados.

Santos (2008) realizou estudos que avaliaram a taxa de absorção de água em dois tipos distintos de RCC e pode-se comprovar que tanto a micrografia quanto a morfoscopia dos dois tipos de agregados reciclados confirmaram uma textura mais áspera em comparação ao agregado convencional, o que pode refletir diretamente nas propriedades mecânicas dos concretos reciclados.

Em sua pesquisa Cabral (2007), observou que os agregados graúdos reciclados de cerâmica vermelha e de argamassa, são os que possuem maior velocidade de absorção de água, e chega a absorver aproximadamente 80% de toda a água que seria absorvida em 24 horas em apenas 10 minutos, Figura2.3.

Figura 2.3: Curvas de absorção de água dos agregados reciclados (CABRAL, 2007). AGC- agregado graúdo de concreto; AGA- agregado graúdo de argamassa; AGCV- agregado graúdo de cerâmica vermelha; AMA- agregado miúdo de argamassa; AMC- agregado miúdo de concreto; AMCV- agregado miúdo de cerâmica vermelha.

Tenório (2007) analisou a absorção de água dos agregados graúdos reciclados e constatou que ao tempo de 1 minuto os agregados já tinham alcançado, em média, 65% da absorção total e que aos 10 minutos já tinha chegado a praticamente 90% da absorção, Figura 2.4.

Figura 2.4: Curvas de absorção de água em função do tempo para os agregados graúdos reciclados (TENÓRIO, 2007).

G1: materiais contendo pasta de cimento e G2: rochas

O fator consumo de cimento tem que ser destacado na confecção do concreto reciclado, a grande capacidade de absorção de água dos agregados reciclados gera um maior consumo de cimento no concreto, o que muitas vezes torna o concreto oneroso e inviável. Em um estudo realizado por (OLIVEIRA, OLIVEIRA e FERREIRA 2008) constatou que para manter o mesmo fator água/cimento (a/c) e o slump no concreto produzido com agregado de resíduo obteve-se um aumento no consumo de cimento de 50% para o traço com a/c igual a 0,57 , e 73% para o traço

com a/c igual a 0,68, esse aumento considerável no consumo de cimento pode ser explicado devido a maior capacidade de absorção do agregado reciclado que para manter o mesmo nível de abatimento teve-se a necessidade de uma maior quantidade de água na confecção do concreto.

Reis (2009) constatou que o agregado miúdo reciclado apresentou uma alta taxa de absorção de água 18,8%, o que representa um valor maior que o limite estabelecido pela ABNT (2004b). A autora observou que em 10 minutos de ensaio o agregado já teria absorvido 75% do valor total de absorção de água em 24 horas, Figura 2.5. Reis (2009) ainda destaca que durante a mistura do concreto para que o agregado de RCC não absorva a água de amassamento, comprometendo a relação a/c e, conseqüentemente, a reologia e propriedades mecânicas do concreto, utilizou-se uma taxa de compensação de 75%.

Figura 2.5: Curva de absorção no tempo para o agregado miúdo de RCC (REIS, 2009).

Rodrigues (2011) destaca que a massa específica e o teor de absorção de água são propriedades inversamente proporcionais, pois quanto menor a densidade maior será o número de poros presentes no grão. Em sua pesquisa a autora constatou que a taxa de absorção do agregado miúdo reciclado foi cerca de 10 vezes maior que o agregado miúdo natural, Tabela2.5.

Tabela 2.5: Resultado dos valores de absorção dos agregados. (RODRIGUES, 2011). Fração

granulométrica

Tipode material Absorção de água após 24h (%)

Miúdo Natural 1

Reciclado 10,28

Destaca Mehta e Monteiro (1994) que como uma primeira aproximação, a absorção de água de um agregado pode ser usada como uma medida de sua porosidade e resistência. Para tanto fica comprovado que um estudo mais detalhado do agregado reciclado quanto à capacidade de absorção do agregado é de grande importância, pois de certa forma pode-se prever o aumento no consumo de cimento, aumentando-se o custo final do concreto produzido, o que torna inviável o seu uso no mercado. Da mesma forma seu estudo também é importante para prever sua capacidade de consumo de água, o que afeta diretamente nas propriedades de resistência à compressão do concreto.

2.5.1.4- Características quanto à massa unitária e a massa específica

Para efeito de dosagem do concreto, é importante conhecer o volume ocupado pelas partículas do agregado, incluindo os poros existentes dentro das partículas. Considera-se massa específica a massa do material por unidade de volume, incluindo os poros internos das partículas e a, massa unitária, a massa das partículas do agregado que ocupam uma unidade de volume, sendo estas duas massas importantes para o conhecimento de uma dosagem inicial do concreto.

A massa específica é uma característica que está relacionada diretamente com a porosidade do agregado. Na literatura inúmeros autores consideram que a massa específica e a massa unitária do agregado reciclado possuem valores menores que dos agregados naturais.

A redução da massa específica dos agregados reciclados se deve as características das matérias-primas dos mesmos que possuem uma menor densidade que os agregados graúdos naturais (CABRAL, 2007). Já a redução da massa unitária dos agregados reciclados ocorre tanto pela redução da própria densidade do material e da alta porosidade característica do material como também pela forma irregular das partículas dos agregados.

Estudos como o de Lima (1999) constataram que os agregados reciclados de concreto apresentam massa específica maior que os reciclados de alvenaria e a parcela graúda de reciclados de concreto apresenta menor

diferença com relação ao agregado convencional que a parcela miúda, isto se deve ao menor teor de argamassa aderida.

Em agregados naturais a massa unitária aproximada dos agregados comumente usados em concreto normal varia de 13,0 a 17,50 KN/m³ (MEHTA e MONTEIRO, 1994), já em agregado de RCC a massa unitária apresenta-se numa faixa menor que 10,0 KN/m³, assim como a massa específica que, no geral, apresenta valores relativamente mais baixos(REIS,2009).

Já em seu estudo Cabral (2007) constatou que as massas específicas do agregado graúdo e miúdo para uma mesma matéria-prima apresentaram valores distintos, como mostra a Figura 2.6. Segundo ao autor o que justifica a maior massa específica para os agregados miúdos reciclados se deve ao processo de moagem do material que durante a quebra da matéria-prima pode-se gerar um agregado miúdo reciclado com menor quantidade de poros que os agregados graúdos, ou seja, uma maior massa por volume.

Figura 2.6: Massa específica dos agregados miúdos e graúdos (CABRAL, 2007).

Rodrigues (2011) encontrou valores comuns utilizados para massa específica e massa unitária do agregado graúdo reciclado, já para o agregado miúdo reciclado sua massa específica chega a ser 3% menor que a do agregado natural e em relação à massa unitária a mesma chegou a ser 18% inferior para o agregado miúdo reciclado em relação ao natural, Tabela2.6.

Tabela 2.6: Resultados de massa específica e massa unitária dos agregados. (RODRIGUES, 2011). Fração granul. Tipode material Massa específica (KN/m³) Relação com o natural (%) Massa unitária (KN/m³) Relação com o natural (%) Miúdo Natural 26,2 - 14,5 - Reciclado 25,4 96 12,0 82 Graúdo Natural 27,0 - 13,8 -

De acordo com os estudos citados, é notável que os valores encontrados para a massa específica e unitária dos agregados reciclados representam valores bastante variados. Para Cabral (2007) a possível explicação para a redução das massas específica e unitária dos agregados reciclados de concreto e argamassa, está na constituição dos mesmos por uma considerável parcela de matriz de cimento. Segundo o autor, essa matriz de cimento geralmente é menos densa que os agregados naturais e geralmente há uma inclusão de poros, o que torna esses agregados menos densos que os naturais, assim a massa específica e a massa unitária desses agregados reciclados vão dependerem bastante da matriz de cimento.

2.5.1.5- Resistência à compressão e módulo de elasticidade

A resistência à compressão, a resistência à abrasão e o módulo de elasticidade dos agregados são propriedades inter-relacionadas, que são muito influenciadas pela porosidade (MEHTA e MONTEIRO, 1994).Concretos produzidos com agregados reciclados possuem pelo menos dois terços daresistência à compressão do concreto confeccionado com o agregado natural (MEHTA e MONTEIRO, 2008).

O estudo da resistência à compressão do concreto produzido com agregado reciclado é de grande importância para o conhecimento de sua capacidade de absorção de carga, assim tem-se o conhecimento de sua possível aplicação em obras de construção. Muitas experiências práticas mostram que o agregado reciclado apresenta uma característica de fácil ruptura no maciço do agregado. Assim tem-se a comprovação de que o agregado reciclado possui um plano de ruptura em seus grãos, já nos concretos com agregados naturais, o plano de ruptura se demonstra na pasta, com isso tem-se que a resistência do concreto limitasse a capacidade de resistência do agregado.

Leite (2001) estudou as propriedades mecânicas de concretos produzidos com RCC, e afirma que a interface pasta agregado é melhorada para agregadosreciclados, pois, devido à sua alta porosidade, há uma maior aderência, física, além da formação de produtos de hidratação nos poros superficiais dos agregados. Contudo, devido à maior fragilidade do grão, a resistência final é reduzida.

Em concretos convencionais, produzidos com agregados naturais, densos e resistentes, a resistência à compressão tem influência na porosidade da matriz e na zona de transição. Já em concretos reciclados, nos quais valores de resistências à compressão tendem a serem inferiores à dos convencionais, a ruptura se faz nos agregados, levando-os a ser o elemento determinante nesta propriedade para esses concretos (ARAGÃO, 2007).

Embora a literatura aponte a redução da resistência à compressão com o aumento da substituição do agregado natural por reciclado em concretos, há registros de estudosque indicam um ganho na resistênciado concreto reciclado em relação ao concreto de referência para um mesmo traço. Muitos autores como Butler (2003) atribui esse ganho devido à grande quantidade departículas não hidratadas de cimento presente no material, à qualidade do agregado reciclado,o efeito da pozolanicidade presente nos agregados miúdos, e ainda, a “cura úmida” interna porparte do agregado reciclado, fenômeno que ocorre com os agregados leves de alto poder de absorção.

Em seu estudo Buttler (2003) destaca que alguns procedimentos adotados na mistura são decisivos na determinação das propriedades físicas e mecânicas do concreto. Segundo o autor, há três métodos que são influenciados pela condição do agregado na mistura, podendo ser o agregado reciclado na condição não saturada (estado seco); agregado reciclado na condição semi-saturada e o agregado reciclado na condição saturada. Abaixo segue algumas observações feitas em seu estudo:

i) agregado na condição não saturada:

“Caso todos os componentes da mistura sejam colocados simultaneamente na betoneira, o agregado reciclado estará na condição não-saturada. Devido a isso, o agregado absorverá grande quantidade de água e