universidade federal rural do semi-árido depto de

Transcrição

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
RUAN LANDOLFO DA SILVA FERREIRA
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUO DE CERÂMICA VERMELHA, COMO AGREGADO
GRAÚDO, NA PRODUÇÃO DE CONCRETO
MOSSORÓ/RN
2014
1
Monografia apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,
Departamento de Ciências Ambientais e
Tecnológicas para a obtenção do Título de
Bacharel em Engenharia Civil.
Orientadora: Prof.ª Dra. Marília Pereira de
Oliveira – UFERSA.
Coorientadora: Prof.ª Dra. Núbia Alves de
Souza Nogueira – UFERSA.
MOSSORÓ/RN
2014
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O conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade de seus autores
Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
Biblioteca Central Orlando Teixeira (BCOT)
Setor de Informação e Referência
F383u Ferreira, Ruan Landolfo da Silva.
Utilização de resíduo de cerâmica vermelha, como
agregado graúdo, na produção de concreto./ Ruan
Landolfo da Silva Ferreira. -- Mossoró, 2014.
72f.: il.
Orientadora: Profª. Dra. Núbia Alves de Souza Nogueira.
Monografia (Graduação em Engenharia
Universidade Federal Rural do Semi-Árido.
Civil)
-
1. Concreto. 3. Cerâmica vermelha 2. Resíduos
sólidos. 3.
Cerâmica vermelha - resíduo.
RN/UFERSA/BCOT /554-14
I. Título.
CDD:624.1834
Bibliotecária: Vanessa Christiane Alves de Souza Borba
CRB-15/452
3
Monografia apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,
Departamento de Ciências Ambientais e
Tecnológicas para a obtenção do Título de
Bacharel em Engenharia Civil.
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Dedico este trabalho a minha Mãe, Rosa
Nália, e aos meus avós maternos, pelo
amor, apoio e incentivo.
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AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente à Deus, a quem sou infinitamente grato, pela vida, por ter me
dado força e coragem para perseverar e por ter me mostrado caminhos e saídas em
todos os momentos difíceis;
A minha Mãe, Rosa Nália da Silva, minha maior inspiração e orgulho, por toda a
dedicação, educação, amor, incentivo, carinho, lições de vida e apoio incondicional;
Aos meus avós maternos, Irene Mariano da Silva e Vicente Severo (in memoriam),
por toda dedicação, amor, incentivo, força e pelas palavras de conformo e motivação
ao longo desses anos;
A meu tio João Batista, por todo o exemplo e por ter contribuído significativamente
para realização deste trabalho;
A minha namorada, Jéssyca Emanuella, por todo o companheirismo, pelo carinho,
amor e paciência durante toda essa jornada;
A meu pai Antonio Ferreira por todo incentivo e apoio;
A toda a minha família, em especial aos meus irmãos, tios(as), sobrinhos e primos(as)
por toda confiança, incentivo e carinho;
A Prof.ª Dra. Marília Pereira, em especial, por ter me orientado em todas as fases da
pesquisa, por toda paciência, incentivo e dedicação para realização deste trabalho;
A minha coorientadora a Prof.ª Dra. Núbia Alves pela orientação e por todas as,
sugestões,
incentivos,
pela
disponibilidade,
compreensão,
paciência,
comprometimento e preocupação. Devo ressaltar que torna-se difícil descreve-la
diante de inúmeras qualidades, porém expresso meu sincero agradecimento por toda
contribuição;
A Construtora Jales, em especial ao Eng. Lucas Leite, aos encarregados e ao
betoneiro pela contribuição para a confecção dos concretos e realização dos ensaios;
Ao técnico do laboratório de construção civil do IFRN, Flaviano Andrade, por ter se
prontificado a realização dos ensaios;
Ao Prof. Me. Allan Dantas, pela contribuição na revisão dos textos;
A Prof. Me. Christiane Menezes por toda ajuda e por ter gentilmente aceitado participar
da banca de qualificação;
A Sumaya Lunna por todo companheirismo, sinceridade, amizade e apoio em todos
os momentos;
Aos meus amigos de vida acadêmica, em especial, a Savanna Cristina, Eginaldo
Guerreiro, Marielle Lopes, Ada Senna, Isabelly Souza, Mardja Luma, Rute Nóbrega,
6
Ana Laura, José Humberto, Cristiane Nascimento, Angelina Oliveira, João Paulo,
Adriel de Sá, Felipe Moreira, Ruan Magno, Ana Tália, Alisson Gadelha, Marcello
Anderson, Michelle Oliveira, Jonathas Iohanathan, Felipe Jales e Fayruzi Paiva por
toda parceria e companheirismo durante esses anos;
A todos os professores por me proporcionar o conhecimento para a edificação desse
título. A palavra mestre, nunca fará justiça aos professores dedicados aos quais sem
nominar terão os meus eternos agradecimentos;
Aos meus companheiros e amigos, Iago Alves, Kelson Felipe, Rodolpho Rodrigo e
Leandro (Fofinho) pela amizade e companheirismo;
Aos meus amigos de infância Ítalo Bruno, Thiago Duanne e Charles Vinícius pela
amizade e apoio;
Enfim, agradeço a todos que, de uma forma ou outra, colaboraram para a realização
deste trabalho e, principalmente, porque inúmeras vezes me apoiaram com palavras
ou ações, torcendo pelo meu sucesso.
7
“Precisamos dar um sentido humano às
nossas construções. E, quando o amor ao
dinheiro, ao sucesso, nos estiver deixando
cegos, saibamos fazer pausas para olhar
os lírios do campo e as aves do céu”.
Érico Veríssimo
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RESUMO
A indústria de cerâmica vermelha é uma das mais antigas do mundo, sendo
responsável pela produção de uma grande variedade de materiais, como telhas,
tijolos, lajotas, tubos, blocos e outros. Durante o processo de fabricação desses
componentes, ocorrem perdas que, por consequência, originam os resíduos de
cerâmica vermelha, que, normalmente não tem destino adequado. Diagnósticos
acerca dessa problemática apontam que a quantidade gerada é significativa e que
existe potencial para sua reciclagem/reutilização na construção civil. Sendo assim,
este trabalho tem como objetivo principal analisar a utilização do resíduo cerâmico
como substituto parcial e total do agregado graúdo natural de rocha calcária e granítica
na produção de concreto. A coleta dos resíduos foi feita nas áreas de destino final em
uma indústria cerâmica localizada no município de Assú/RN. Após coletados, foram
submetidos ao processo de beneficiamento, pelo qual foi feita a britagem manual de
toda a amostra, reduzindo todo o material em partículas de tamanho adequado para
o uso como agregado graúdo. Posteriormente, foi feito o quarteamento e redução dos
materiais para realização dos ensaios de caracterização física dos agregados. Os
agregados reciclados de cerâmica vermelha apresentaram diferenças significativas
com relação aos agregados naturais, destacando-se a massa especifica menor e a
absorção de água muito elevada. Os concretos foram comparados no estado fresco,
através do ensaio de abatimento de tronco de cone, onde verificou-se que a
consistência e a trabalhabilidade são afetadas pelas características físicas dos
agregados, tais como forma e textura. As propriedades do estado endurecido, como
resistência à compressão axial e velocidade de propagação de onda ultrassônica
também foram avaliadas comparativamente. Os concretos com agregado reciclado
apresentam velocidades de onda e resistência mecânica mais baixas do que os
concretos com agregados naturais, no entanto, os resultados apontam a viabilidade
de sua utilização.
Palavras-chave: Agregado graúdo. Concreto. Resíduo de cerâmica vermelha.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Esquema da geração dos resíduos cerâmicos ........................................ 23
Figura 2 – Disposição final de telhas e tijolos defeituosos ........................................ 26
Figura 3 – Utilização dos resíduos cerâmicos em pavimentação de estradas .......... 27
Figura 4 – Disposição dos resíduos cerâmicos ......................................................... 28
Figura 5 – diagrama ilustrativo das inter-relações dos agregados ............................ 34
Figura 6 – Beneficiamento do material ...................................................................... 49
Figura 7 – Programa experimental da pesquisa ........................................................ 50
Figura 8 – Ensaio de abatimento pelo método do abatimento do tronco de cone ..... 53
Figura 9 – Corpos-de-prova moldados ...................................................................... 53
Figura 10 - Ensaio de velocidade de onda ultrassônica ............................................ 54
Figura 11 – Máquina utilizada nos ensaios de compressão axial.............................. 55
Figura 12 – Curva granulométrica da areia ............................................................... 57
Figura 13 – Curva granulométrica do ARCV ............................................................. 58
Figura 14 – Curva granulométrica da BC .................................................................. 58
Figura 15 – Curva granulométrica da BG .................................................................. 58
Figura 16 – Porcentagem de substituição x velocidade de propagação da onda ..... 62
Figura 17 – Ensaio de compressão axial aos 7 e 28 dias de cura ............................ 64
Figura 18 – Forma dos ARCV antes e depois do ensaio de resistência à compressão
.................................................................................................................................. 65
10
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Composição dos cimentos portland comuns e compostos ...................... 31
Tabela 2 – Classificação do agregado graúdo quanto às dimensões nominais ........ 36
Tabela 3 – Classificação das consistências do concreto .......................................... 40
Tabela 4 – Composição química do cimento portland CP V-ARI-RS ........................ 47
Tabela 5 – Propriedades físicas do cimento portland CP V-ARI-RS ......................... 47
Tabela 6 – Propriedades mecânicas do cimento portland CP V-ARI-RS .................. 48
Tabela 7 – Caracterização dos agregados ................................................................ 51
Tabela 8 – Análise granulométrica da areia .............................................................. 56
Tabela 9 – Propriedades físicas da areia .................................................................. 56
Tabela 10 – Distribuição granulométrica dos agregados graúdos............................. 57
Tabela 11 – Resultado do ensaio de índice de forma ............................................... 59
Tabela 12 – Massa unitária, massa específica e absorção dos agregados graúdos 60
Tabela 13 – Consistência do concreto ...................................................................... 60
Tabela 14 – Velocidade de propagação de onda ultrassônica dos concretos ........... 62
Tabela 15 – Resultado do ensaio de compressão axial aos 7 dias de cura .............. 63
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LISTA DE SIGLAS
ARCV
Agregado de resíduo de cerâmica vermelha
ACI
American Concret Institute
ABC
Associação Brasileira de Cerâmica
ABCP
Associação Brasileira de Cimento Portland
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas
ANICER
Associação Nacional da Indústria Cerâmica
BC
Brita Calcária
BG
Brita Granítica
CCB
Centro Cerâmico do Brasil
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente
FUNASA
Fundação Nacional de Saúde
IBGE
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
IEL
Instituto Euvaldo Lodi
MME
Ministério de Minas e Energia
NBR
Norma Brasileira
PIB
Produto Interno Bruto
RCV
Resíduo de cerâmica vermelha
RN
Rio Grande do Norte
SEBRAE
Serviço Brasileiro de Apoio às Micro e Pequenas Empresas
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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 14
1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................... 15
2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 16
2.1 OBJETIVO GERAL .......................................................................................... 16
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................ 16
3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 17
3.1 RESÍDUOS SÓLIDOS E RECICLAGEM ......................................................... 17
3.1.1 Definição ................................................................................................... 17
3.1.2 Classificação ............................................................................................ 17
3.1.3 Reciclagem ............................................................................................... 19
3.2 RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE CERÂMICA VERMELHA .............................. 20
3.2.1 Considerações Gerais ............................................................................. 20
3.2.2 Quantificação dos resíduos no Brasil .................................................... 21
3.2.3 Principais causas para geração dos resíduos cerâmicos ................... 23
3.2.4 Disposição final ....................................................................................... 25
3.3 CONCRETO..................................................................................................... 29
3.3.1 Definição ................................................................................................... 29
3.3.2 Constituintes do concreto ...................................................................... 30
3.3.2.1 Cimento Portland ................................................................................. 30
3.3.2.2 Agregados ........................................................................................... 32
3.3.2.2.1 Agregado miúdo ............................................................................ 35
3.3.2.2.2 Agregado graúdo........................................................................... 35
3.3.2.3 Água de amassamento ........................................................................ 36
3.3.2.4 Aditivos ................................................................................................ 37
3.3.3 Propriedades no estado fresco .............................................................. 38
3.3.3.1 Trabalhabilidade .................................................................................. 38
3.3.3.2 Consistência ........................................................................................ 39
3.3.3.3 Coesão ................................................................................................ 40
3.3.3.4 Exsudação ........................................................................................... 41
3.3.4 Propriedades no estado endurecido ...................................................... 41
3.3.4.1 Massa específica ................................................................................. 42
3.3.4.2 Resistência aos esforços mecânicos ................................................... 42
3.3.4.3 Permeabilidade e absorção ................................................................. 43
3.3.4.4 Deformações ....................................................................................... 44
3.3.4.5 Durabilidade ........................................................................................ 44
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3.3.5 Concreto com resíduos cerâmico .......................................................... 45
4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 47
4.1 MATERIAIS ...................................................................................................... 47
4.1.1 Cimento .................................................................................................... 47
4.1.2 Agregado miúdo ...................................................................................... 48
4.1.3 Agregado graúdo ..................................................................................... 48
4.1.3.1 Brita granítica ...................................................................................... 48
4.1.3.2 Brita calcária ........................................................................................ 49
4.1.3.3 Resíduo cerâmico ................................................................................ 49
4.1.4 Água .......................................................................................................... 50
4.2 MÉTODOS ....................................................................................................... 50
4.2.1 Amostragem e redução dos agregados................................................. 51
4.2.2 Caracterização física dos agregados ..................................................... 51
4.2.3 Dosagem do concreto ............................................................................. 52
4.2.4 Propriedades do concreto no estado fresco ......................................... 52
4.2.5 Moldagem e cura dos corpos de prova ................................................. 53
4.2.6 Propriedades do concreto no estado endurecido ................................ 54
4.2.6.1 Velocidade de propagação de onda ultrassônica ................................ 54
4.2.6.2 Resistência à compressão axial .......................................................... 55
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................................... 56
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS ....................................................... 56
5.1.1 Agregado miúdo ...................................................................................... 56
5.1.2 Agregado graúdo ..................................................................................... 57
5.1.2.1 Análise Granulométrica ....................................................................... 57
5.1.2.2 Índice de forma .................................................................................... 59
5.1.2.3 Massa unitária, massa específica e absorção ..................................... 59
5.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO ................................................. 60
5.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO ........................................ 61
5.3.1 Velocidade de propagação de onda ultrassônica ................................. 61
5.3.2 Resistência à compressão axial ............................................................. 63
6. CONCLUSÕES ..................................................................................................... 66
REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 67
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1. INTRODUÇÃO
Atualmente, os grandes eventos esportivos que acontecem no Brasil e
especialmente os incentivos governamentais para a criação de programas de
habitação e infraestrutura aquecem a indústria da construção civil. Nesse sentido, o
segmento de cerâmica vermelha é de grande importância, haja vista que esse
segmento, juntamente com outras indústrias, como as de cerâmica de revestimento,
sanitários, indústria cimenteira e vidreira, fazem parte do conjunto da cadeia produtiva
que compõe o complexo da construção civil (ANICER, 2011).
A indústria de cerâmica vermelha ou cerâmica estrutural é uma das mais
antigas do mundo, seu processo de produção é feito através de etapas que, de modo
geral, vão desde a extração da matéria prima, à conformação das peças e a
calcinação destas (ISAIA, 2010). Esse processo dá origem aos produtos que se
caracterizam pela cor vermelha de suas peças, representados por uma grande
variedade de materiais, como tijolos, blocos, telhas, tubos, lajotas, vasos ornamentais,
agregados leves de argila expandida e outros (SEBRAE, 2008).
Durante seu processo de fabricação, ocorrem perdas, que dão origem aos
resíduos cerâmicos que normalmente não possuem um destino adequado,
ocasionando, assim, um grande volume de resíduos sólidos produzidos. Em especial
no Rio Grande do Norte, e mais especificamente na microrregião do Vale do Assú,
são produzidos mensalmente cerca de duas mil toneladas de resíduos cerâmicos,
onde o principal destino dado a esses é o entrono das fábricas, permanecendo nesse
local até que sejam destinados à venda ou doação para recuperação de estradas
(FERREIRA, 2012).
Embora esses resíduos sejam considerados inertes, surge a necessidade de
buscar novas aplicações e desenvolver tecnologias que resultem em um descarte
adequado e sustentável (RIBEIRO, 2009), haja vista que esses resíduos, segundo a
Resolução nº 307/2002 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), são
reutilizáveis ou recicláveis.
Dessa forma, a geração de resíduos oriundos das atividades dos seres
humanos tem sido um dos principais motivos de preocupação da atual sociedade. O
grande desperdício, o esgotamento dos recursos naturais, o impacto ambiental e a
necessidade de recursos financeiros para a gestão de resíduos justificam ações na
busca de soluções a fim de um ambiente mais sustentável (DIAS, 2004; BICCA, 2000).
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No contexto de buscar novas alternativas para os resíduos cerâmicos,
pesquisas estão sendo desenvolvidas, com o objetivo de inserir resíduos indústrias
como alternativa de preservação e economia, possibilitando um destino mais digno e
sustentável aos resíduos cerâmicos, evitando que os mesmos sejam depositados em
aterros (SILVA, 2009).
Em virtude da grande relevância das questões ligadas à preservação do meio
ambiente e da qualidade de vida, surge a necessidade de buscar novos conceitos e
soluções dentro de uma visão de sustentabilidade e comprometimento com a questão
ambiental. Sendo assim, a reciclagem e o aproveitamento dos resíduos constituemse como preocupação nacional, e mesmo mundial; um exemplo disso é que um dos
maiores problemas da sociedade moderna é a destinação final dos resíduos sólidos
urbanos (ANICER, 2011).
1.1 JUSTIFICATIVA
Face ao grande desperdício da indústria de cerâmica vermelha, bem como à
destinação inadequada dos rejeitos produzidos e a grande escassez dos recursos
naturais, busca-se, através deste trabalho, estudar a viabilidade da substituição do
agregado natural por agregados reciclados de cerâmica vermelha na produção de
concreto
de
cimento
Portland.
Portanto,
fica
evidente
a
importância
da
reciclagem/reutilização, haja vista essa problemática constitui uma atividade não
sustentável. A viabilidade desta pesquisa sugere um caminho para indústria da
construção civil bastante compatível com a conotação sustentável, pois promove
impacto positivo no meio ambiente, provocado pela retirada de resíduos que são
descartados inadequadamente na natureza e, portanto, permitirá visualizar
importantes ganhos ambientais, sociais e econômicos para região.
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2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GERAL
Analisar a viabilidade de utilização de resíduos de cerâmica vermelha para a
produção de agregado reciclado, especificamente agregado graúdo, como substituto
do agregado natural de rocha granítica e calcária na produção de concreto de cimento
Portland.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analisar propriedades físicas dos agregados reciclados de resíduos cerâmicos,
de interesse para aplicação em concreto, em comparação com o agregado
graúdo granítico e calcário;

Avaliar a substituição, na proporção de 50 e 100%, do agregado natural pelo
agregado reciclado de cerâmica vermelha (ARCV);

Analisar as propriedades do concreto com agregado natural (granítica e
calcária) e com resíduo de cerâmica vermelha (RCV) em seu estado fresco
(consistência
e
trabalhabilidade);
estado
endurecido
(resistência
à
compressão, aos 7 e 28 dias de cura); e velocidade de propagação de onda
ultrassônica (28 dias de cura).
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3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
3.1 RESÍDUOS SÓLIDOS E RECICLAGEM
3.1.1 Definição
Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT (2004):
Resíduos sólidos são resíduos nos estados sólidos e semi-sólidos, que
resultam de atividades da comunidade, de origem: industrial, doméstica, de
serviços de saúde, comercial, agrícola, de serviços e de varrição.
Consideram-se também resíduos sólidos os lodos provenientes de sistemas
de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e instalações de
controle de poluição, bem como determinados líquidos, cujas particularidades
tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpo
d'água, ou exijam para isso soluções técnicas e economicamente inviáveis
em face à melhor tecnologia disponível (NBR 10.004, 2004, p. 1).
3.1.2 Classificação
No Brasil, de acordo com a Norma Brasileira – NBR 10.004 da ABNT (2004),
os resíduos sólidos são classificados quanto à sua origem da seguinte forma:

Resíduos Urbanos – incluem os resíduos domiciliares ou domésticos,
derivados de restos de alimentos, embalagens plásticas, metal, vidro, papel,
papelão e etc.; os resíduos comerciais oriundos de escritórios, lojas, hotéis,
cinemas, restaurantes e outros estabelecimentos afins; e os resíduos públicos
oriundos da limpeza de vias públicas, praças e jardins, constituído por papéis,
restos de cigarro, folhagens, embalagens e diversos sedimentos.

Resíduos Industriais – correspondem aos resíduos oriundos das atividades
industriais. Contêm, em geral, uma grande variedade de substâncias e
materiais que não se decompõem ou que permanecem por muito tempo
estáveis sem alteração das suas características. Por muitas vezes apresentar
perigos à saúde pública, exigem acondicionamento, transporte e destinação
especiais.

Resíduos de Serviços de Saúde – são os resíduos produzidos em hospitais,
clínicas médicas e veterinárias, laboratórios de análises clínicas, farmácias,
centros de saúde, consultórios odontológicos e outros estabelecimentos afins.
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Esses resíduos podem ser classificados em dois níveis distintos: resíduos
comuns, correspondentes aos restos de alimentos, papéis, invólucros, etc.; e
os resíduos sépticos, correspondentes aos de restos de salas de cirurgia, áreas
de isolamento, centros de hemodiálise, etc.
Os resíduos sólidos são resultantes de diversas atividades humanas, dentre
elas a atividade industrial que gera resíduos em quantidades e com características
que necessitam que o seu destino final seja adequado (FLOHR et al., 2005).
Em função da periculosidade oferecida por algum desses resíduos, o seguinte
agrupamento é proposto pela NBR 10.004/2004:

Resíduos Classe I – perigosos: em função de suas características de
inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade e patogenicidade, podem
apresentar riscos à saúde pública, provocando ou contribuindo para o aumento
de mortalidade ou incidência de doenças e/ou apresentar efeitos adversos ao
meio ambiente, quando manuseados ou dispostos de forma inadequada;

Resíduos Classe II – não inertes: são resíduos não inertes, os resíduos
sólidos ou mistura de resíduos sólidos que não se enquadram na Classe I –
perigosos ou na Classe III – inertes. Perfazem esta classe os resíduos
potencialmente biodegradáveis, combustíveis ou solúveis em água;

Resíduos Classe III – inertes: contemplam os resíduos sólidos ou mistura de
resíduos sólidos que, submetidos ao teste de solubilização, não tenham
nenhum de seus constituintes solubilizados, em concentrações superiores aos
padrões definidos em listagem específica. São exemplos desses materiais:
rochas, tijolos, vidros e certos tipos de borrachas e plásticos que não se
decompõem facilmente.
De acordo com Tenório e Espinosa (2004), em regiões mais industrializadas, o
montante de resíduos industriais varia entre 65 a 75% do total de resíduos produzidos.
É importante mencionar que a empresa geradora tem como responsabilidade o
manejo e a destinação desses resíduos; e, dependendo da forma de destinação, a
empresa prestadora do serviço pode ser corresponsável.
Em especial os resíduos da construção civil, o CONAMA, resolução de nº
307/2002, cita que são aqueles provenientes de construções, reformas, reparos e
demolições de obras de construção civil, e os resultantes da preparação e da
19
escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral, solos,
rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa,
gesso, telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica etc.,
comumente chamados de entulhos de obras, caliça ou metralha. Dessa forma,
existem várias classificações, mas atualmente, no Brasil, segue-se a citada resolução,
que se dá da seguinte forma:

Classe A: são resíduos reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como:
de construção, demolição, reformas e reparos de pavimentação e de outras
obras de infra-estrutura, inclusive solos provenientes de terraplanagem; de
demolição, de construção, reformas e reparos de edificações (componentes
cerâmicos-tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento); de processo de
fabricação e/ ou demolição de peças pré-moldadas em concretos (blocos,
tubos, meios-fios), produzidas nos canteiros de obras;

Classe B: são os resíduos recicláveis para outras destinações, tais como:
plásticos, papelão/papel, metais, vidros, madeira e outros;

Classe C: são os resíduos para os quais não foram desenvolvidas tecnologias
ou
aplicações
economicamente
viáveis
que
permitam
a
sua
reciclagem/recuperação, tais como os produtos oriundos do gesso;

Classe D: são os resíduos perigosos oriundos do processo de construção, tais
como: tintas, solventes, óleos e outros, ou aqueles contaminados oriundos de
demolições, reformas e reparos de clínicas radiológicas, instalações industriais
e outros.
3.1.3 Reciclagem
O macro complexo da construção civil é o maior responsável pela reciclagem
no Brasil e na maioria dos países. Um exemplo é que quase totalidade das armaduras
para reforço passivo de concreto e do cimento Portland comercializados no País
contém elevado teor de resíduos, com amplos benefícios ambientais para a sociedade
(CARNEIRO; BRUM; CASSA; 2001)
Nesse contexto, a reciclagem envolve uma série de atividades e processos,
industriais ou não, que objetivam a separação, recuperação e transformação de
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materiais recicláveis componentes dos resíduos sólidos. Essas atividades fomentam
a ação de reintroduzir os resíduos no ciclo produtivo (FUNASA, 2006).
Callister Júnior (2008) ressalta que a reciclagem e o descarte são estágios
importantes do clico dos materiais. Essas questões são importantes quando novos
materiais estão sendo projetados e sintetizados. Além disso, durante o processo de
seleção dos materiais, o destino final dos materiais empregados deve ser um critério
que merece valor.
Os ganhos são visíveis quanto à reciclagem dos materiais. Segundo Carneiro,
Brum e Cassa (2001), é uma oportunidade de transformação de uma fonte importante
de despesa numa fonte de faturamento ou, pelo menos, de redução das despesas de
deposição. Se, em alguns casos, a reciclagem significa redução de custos e até
mesmo novas oportunidades de negócios, a cadeia produtiva que recicla reduz o
volume de extração de matérias-primas, preservados os recursos naturais limitados.
A incorporação de resíduos na produção de materiais também pode reduzir o
consumo de energia, não apenas pelo fato de esses produtos frequentemente
incorporarem grandes quantidade de energia, mas, também, porque se podem reduzir
as distâncias de transporte de matéria prima. Além disso, a incorporação dos resíduos
permite muitas vezes a produção de matérias com melhores características técnicas.
A busca por materiais renováveis e a reciclagem dos resíduos gerados pela
nossa sociedade são preocupações pertinentes e inerentes à preservação do meio
ambiente e à escassez dos recursos naturais. Desse modo, o estímulo à reciclagem
dever ser uma porta importante de qualquer política ambiental (CARNEIRO; BRUM;
CASSA, 2001).
3.2 RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE CERÂMICA VERMELHA
3.2.1 Considerações Gerais
A indústria da cerâmica vermelha é uma das mais antigas do mundo. Achados
arqueológicos indicam que os primeiros vestígios da utilização de utensílios cerâmicos
foram no período Pré-Neolítico (2500 a.C.) e a utilização dos materiais de construção,
tais como tijolos, telhas e blocos datam, de 5000 e 6000 anos a.C. (SEBRAE, 2008).
Sua matéria prima, a argila, é utilizada em todas as sociedades, das mais antigas às
modernas. Na Grécia, eram comuns as pinturas em cerâmicas que retratavam, em
21
geral, batalhas e conquistas, e, na China, era comum a produção de peças
relacionadas à tradição religiosa, aos ritos e aos cultos (ITAÚ, 2006).
Tendo em vista a grande disponibilidade de matérias primas naturais, as fontes
alternativas de energia e disponibilidade de tecnologia, as indústrias ceramistas do
país evoluíram rapidamente e muitos tipos de produtos cerâmicos atingiram nível de
qualidade mundial, fazendo com que o país viabilizasse sua exportação (ABC, 2012).
Dessa forma, a indústria cerâmica no Brasil conquistou grande importância, tendo
uma participação de cerca de 1% do PIB (BUSTAMANTE; BRESSIANI, 2000).
O cenário para o setor da construção civil é altamente positivo, logo, aquece o
segmento da cerâmica vermelha. Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística – (IBGE), o País conta com 4.679 empresas cerâmicas, das quais 4.500
são produtoras de cerâmica vermelha, o que representa mais um indício da franca
expansão. A produção média por empresa subiu substancialmente, passando das
370.000 peças/mês para 1.000.000 de peças/mês. Tendo em vista os preços
praticados atualmente no mercado e a produção global do segmento de cerca de 5
bilhões de peças por mês, estima-se que o faturamento anual do segmento de
cerâmica vermelha é da ordem de 18 bilhões de reais. Além disso, esse segmento
contribui para geração de empregos com 293 mil diretos e 900 mil indiretos (ANICER,
2011).
Apesar do grande volume de produção e dos avanços tecnológicos, na indústria
de cerâmica vermelha, as mudanças têm ocorrido de forma lenta, fazendo com que
esse setor seja ainda marcado por mão de obra desqualificada, alto índice de
rotatividade e processos produtivos arcaicos (SILVA, 2007). Nesse contexto, o setor
destaca-se, entre os demais setores da indústria cerâmica, pois tem como
características a geração de um volume considerável de resíduos em seu processo
de fabricação (CASSA et al., 2001).
Em geral, empresas com alto índice de perdas apresentam blocos sem
dimensões padronizadas, com baixa resistência mecânica ao choque ou à
compressão e sem uniformidade de coloração (IEL, 1998).
3.2.2 Quantificação dos resíduos no Brasil
As perdas na etapa de pós-queima podem variar de 5% a 20%, conforme o tipo
de indústria, das modernas às rústicas. No Brasil, devido à diversidade nos tipos
22
indústrias, estima-se que o valor, em média, das perdas são cerca de 10%, o que
equivale a aproximadamente 200 kg ou 0,2 toneladas de fragmentos por milheiro,
considerando o peso médio de 2 mil kg por milheiro (MME, 2009).
Segundo Bustamante e Bressiani (2000), a indústria de cerâmica vermelha
movimenta cerca de 60 milhões de toneladas de matéria prima por ano, o que
representa 54 milhões de toneladas transformadas em produtos. Nessa situação,
durante o ciclo de produção, a perda média fica em torno de 3 a 5%, podendo gerar,
por ano, 1,6 a 2,7 milhões de toneladas de resíduo, provenientes do descarte de
produtos com algum tipo de defeito que impeça a sua utilização conforme as
exigências das normas vigentes (COSTA et al., 2003).
Ainda conforme Costa et al. (2003), em nove polos cerâmicos do estado de São
Paulo são, descartadas cerca de 75 milhões de peças por ano, o que significa 150 mil
toneladas de resíduos.
Castro (2008) realizou um estudo no Piauí que determinou que o rejeito de
telhas podem chegar a 7.700 toneladas mensais (92.400 toneladas ano), somente
nesse Estado.
Dias (2004) levantou a quantidade de resíduos de cerâmica vermelha
produzidos nas cidades de Monte Carmelo e Ituiutaba, em Minas Gerais. De acordo
com seus dados, o percentual de quebra foi de 3% de peças descartadas em relação
à quantidade produzida. Esse percentual equivale a 1,6 milhões de peças/mês ou 27,5
mil toneladas/ano em Monte Carmelo, e 4,9 mil toneladas/ano em Ituiutaba, de
materiais que viram entulho e não possuem deposição final adequada.
Um estudo do Instituto Euvaldo Lodi – IEL (1998) realizado em Salvador/BA,
verificou que a produção anual das indústrias do setor de cerâmica é da ordem de 21
milhões de blocos. A geração de resíduos apresenta, em média, 14% desse valor, em
torno de três milhões de blocos/ano, o que corresponde a aproximadamente 7500
toneladas de resíduos (fragmentos de peças cerâmicas, provenientes das perdas de
processo de produção).
No norte do Estado do Rio de Janeiro, especialmente, na região de Campos
dos Goytacazes, o percentual de perda após queima pode chegar a 10% (VIEIRA;
SOUZA; MONTEIRO, 2004).
Em um levantamento feito por Ferreira (2012), constatou que na microrregião
do Vale do Assú, Rio Grande do Norte, o percentual de perdas durante o processo de
fabricação de cerâmica vermelha das empresas foi em média de 6,7% (levando em
23
consideração as perdas individuais de telha, tijolo e lajota), o que revela um percentual
abaixo da média nacional (10%). Apenas 6,25% das indústrias possuem perda de até
1%, enquanto que 31,25% possuem perdas entre 5,1 a 10%. Esse percentual médio
equivale a uma produção mensal de cerca de 2 mil toneladas de resíduo cerâmico e
cerca de 25 toneladas anualmente.
O Centro Cerâmico do Brasil – CCB (2010) orienta que, para uma produção
com qualidade e, consequentemente, com um menor número de perdas, a empresa
deve adotar um sistema de controle nas matérias primas e no processo de fabricação.
Dessa forma, a empresa ganhará produtividade, economia energética e redução de
custos.
3.2.3 Principais causas para geração dos resíduos cerâmicos
Pode-se intitular de resíduos as peças inteiras, de tijolos e telhas, que não
apresentam, após a etapa de queima, características técnicas exigidas para a
comercialização e, também fragmentos oriundos das quebras das peças durante os
deslocamentos a que são submetidas. Assim, denominam-se por “quebras da
produção”, o percentual de telhas ou tijolos, refugados após a etapa da queima, que
constituem os resíduos gerados – chamados popularmente de cacos (REDIVO, 2011),
que neste trabalho serão intitulados de resíduos cerâmicos. A Figura 1 apresenta o
esquema da geração dos resíduos cerâmicos.
Figura 1 – Esquema da geração dos resíduos cerâmicos
Fonte: Ferreira (2012).
24
As perdas ocorrem com mais frequência em duas etapas do processo fabril: na
conformação da peça, sendo que os resíduos gerados nessa etapa são
reincorporados novamente ao sistema; e após a queima, esses não podem ser
reincorporados.
As perdas pós-queima são oriundas basicamente de quebras das peças no
carregamento e descarregamento dos fornos e caminhões transportadores e da
queima em excesso de algumas peças (MME, 2009).
Na atual conjuntura tecnológica, a geração de refugos após a queima é uma
questão de qualidade. É possível controlar, entretanto, não é possível eliminar
totalmente. O percentual de quebra apresenta-se muito variável de indústria para
indústria, como também de região para região (DIAS, 2004).
Diversas são as causas para a geração do grande volume de resíduos sólidos
produzidos pelo setor. Para Pessoa (2004), as peças defeituosas ou com qualidade
inferior são consequências de problemas na matéria prima, na secagem e na queima
não uniforme.
Para Pauletti (2001), as perdas ocorrem em função da baixa eficiência dos
combustíveis e equipamentos utilizados pelas indústrias. O autor afirma que uma das
principais causas que compromete a qualidade do produto final diz respeito aos
processos inadequados nas etapas de secagem e queima, que, juntos, somam mais
de 90% das perdas na produção de telhas e tijolos.
Nascimento (2011) cita que grande maioria das indústrias do Seridó potiguar
apresenta sistema de produção rudimentar, com pouca tecnologia, o que reflete
diretamente na qualidade dos produtos e, portanto, na quantidade de resíduos
produzidos após a etapa de queima. Cita ainda que, em função da estrutura
inadequada dos fornos, bem como a distribuição não uniforme do calor, há produção
de grandes quantidades de rejeitos.
Segundo o IEL (1998), metade das empresas da Região Metropolitana de
Salvador/BA opera com perdas de 15 a 20% e, em geral, o grande índice de perdas
se dá em função de:

Deficiência de estoques;

Falta de conhecimento das características tecnológicas das matérias primas
utilizadas;

Maquinário e manutenção inadequados;
25

Problemas com secagem e/ou calcinação;

Falta de controle de processo;

Recursos humanos com pouco treinamento.
Segundo Silva (2004), na Paraíba, especificamente, nas cidades de Bayeux,
Cabedelo, João Pessoa e Santa Rita, o maior desperdício ocorre nas etapas de
secagem, queima ou expedição. Os produtos que quebram durante a expedição
devido ao transporte ou manuseio inadequado representam de 2 a 3% da produção.
Cavalcante (2010) cita que, no Norte Goiano, devido às peculiaridades da
matéria prima da região, o índice de quebras é de, no máximo, 50% da média nacional.
Cavalcante et al., (2006) apresentou um diagnóstico realizado junto aos polos
cerâmicos do estado de Sergipe. Segundo o levantamento, aproximadamente 7,2%
de toda produção de tijolos do polo cerâmico de Sergipe é descartada, em decorrência
de defeitos oriundos da queima inadequada ou da quebra de peças.
Carvalho (2001) revela que o estado do Rio Grande do Norte não é somente
um grande produtor de telhas, mas, também, um grande gerador de rejeitos. Na região
do Seridó, os principais resíduos cerâmicos são os fragmentos resultantes da quebra
ou defeitos nas telhas pós-queima,
rejeitos esses que
correspondem a
aproximadamente de 2 a 5% do total de peças produzidas.
Uma análise dos processos produtivos do polo cerâmico de Russas/CE,
realizada por Medeiros e Parahyba (2003), constatou que, após a etapa de queima,
as perdas correspondem a cerca de 20% devido à falta de padronização e formato
dos produtos. Somam-se, ainda, as consideráveis perdas de 5 a 10%, resultantes do
manuseio e o transporte inadequado das peças.
Quaresma (1994 apud Dias, 2004) afirma que no Estado de Santa Catarina, a
principal causa da ocorrência de perdas no processo de fabricação das indústrias de
cerâmica vermelha é decorrência do manuseio intermediário e final do produto.
3.2.4 Disposição final
Os resíduos produzidos pelo setor cerâmico são muitas vezes depositados,
sem controle algum, em aterros próprios ou improvisados (Figura 2). Apesar de serem
considerados inertes, é preciso de buscar novas aplicações e desenvolver tecnologias
que resultem em um descarte adequado (RIBEIRO, 2009), uma vez que esses
26
resíduos, segundo a resolução 307/2002 do CONAMA, são reutilizáveis ou recicláveis,
pertencentes à “Classe A”.
Figura 2 – Disposição final de telhas e tijolos defeituosos
Fonte: Pessoa (2004).
De acordo com Cavalcante et al. (2006), a maior quantidade de resíduos
gerados no polo cerâmico Sergipano, em torno de 65%, é depositado em aterros de
diversas naturezas. Outra parte desses resíduos é utilizada para revestir buracos em
estradas ou até vendidos como produtos de segunda categoria.
Coutinho (2005) cita que, em geral, os rejeitos são lançados em aterros ou em
estradas sem pavimentação e que, apesar de inertes, precisam ser reaproveitados a
fim de evitar o seu lançamento na natureza, visto que esses rejeitos apresentam
mesma dureza e resistência das peças comerciais e levarão muitos anos para se
decomporem.
Nascimento (2011) afirma que, no Seridó potiguar, os resíduos gerados são
depositados às margens das estradas, nos leitos dos rios e, muitas vezes,
descartados nos pátios das próprias cerâmicas.
Conforme Vieira, Souza e Monteiro (2004), de modo geral, na cidade de
Goytacazes/SP, os rejeitos produzidos pela indústria cerâmica são depositados no
próprio pátio ou no acostamento de rodovias.
27
Segundo Grigoletti e Sattler (2003), no estado do Rio Grande do Sul, as
empresas costumam utilizar os resíduos como aterro no próprio local, principalmente
para recuperação de áreas de esgotadas pelo processo de extração.
Os rejeitos gerados pela indústria ceramista são utilizados em pavimentação
de estradas que dão acesso às cerâmicas (Figura 3) e em estradas sem
pavimentação. Outra alternativa adotada é a utilização como agregados para
construção civil e para fabricação de chamote, para serem utilizados na massa de
revestimento (MME, 2009).
Figura 3 – Utilização dos resíduos cerâmicos em pavimentação de estradas
Fonte: Bicca (2000).
O chamote é o resíduo cerâmico triturado ou moído que, quando adicionado à
massa em percentuais adequados, contribui para ajustar a trabalhabilidade da massa,
melhorar o grau de empacotamento, em função da sua granulometria mais grosseira
do que a argila, o que facilita a secagem das peças (VIEIRA et al., 2004).
Normalmente, os resíduos gerados pela indústria ceramista têm como destino
o lixo. Esses rejeitos podem ser transformados em matéria prima de qualidade para
construção civil, tornando a atividade sustentável e oferecendo alternativas para a
execução de pavimentos de ruas e estradas, o que permite a retroalimentação do
processo e, com isso, ganha a indústria, a sociedade, o poder público e, sobretudo, a
natureza (DIAS, 2004).
28
No contexto de buscar novas alternativas para os resíduos cerâmicos,
pesquisas estão sendo desenvolvidas, com o objetivo de inserir resíduos indústrias
como alternativa de preservação e economia, possibilitando um destino mais digno e
sustentável aos resíduos cerâmicos, evitando que os mesmos sejam depositados em
aterros (SILVA, 2009). Dessa forma, é preciso buscar novas tecnologias ou
alternativas que venham a contribuir para a diminuição das perdas.
Alguns autores apresentam opções para a problemática do descarte dos
resíduos cerâmicos. Carvalho (2003) aponta como solução para esse problema a
melhoria do processo de queima; outra possibilidade seria moer os fragmentos e
reincorporá-los na massa cerâmica na forma de chamote.
Fonseca, Costa e Conciani (1998) ratificam a possibilidade de reincorporação
à massa cerâmica do resíduo, que, depois de triturado, produz um pó com
propriedades pozolânicas, que melhora a composição da mistura. Sugerem, ainda, a
transformação do resíduo em agregado para a fabricação de concretos, com
desempenho semelhante ao do concreto convencional.
Ferreira (2012) cita que a maioria das empresas do Vale do Assú disponibiliza
os resíduos para fins diversos, tais como: aterro e pavimentação de estradas rurais
ou estradas próximas às fábricas. Entretanto, muitas vezes, esses ficam depositados
em locais próximos à fábrica, formando grandes pilhas de peças rejeitadas (Figura 4),
que normalmente permanecem desta forma até que outro destino seja dado ao
material, como, por exemplo, a venda ou doação para terceiros como metralha para
recuperação de estradas.
Figura 4 – Disposição dos resíduos cerâmicos
(a) Resíduos de telhas
(b) Resíduos de tijolos e lajotas
Fonte: Ferreira (2012).
29
Tendo em vista os dados levantados pelos autores citados, é fácil presumir que,
devido ao grande número de indústrias e, consequentemente, à abrangente produção
de peças cerâmicas, também é grande o número de resíduos gerados nesse processo
fabril. Dessa forma, faz-se necessário reduzir o volume de resíduos gerados, bem
como o descarte adequado.
3.3 CONCRETO
O concreto é o mais importante material estrutural e de construção civil da
atualidade. Apesar de ser considerado o mais recente dos materiais de construção de
estruturas, pode ser avaliado como uma das descobertas mais interessantes da
história do desenvolvimento da humanidade e sua qualidade de vida (HELENE;
ANDRADE, 2010). Esse material é amplamente dominado e bem utilizado, tanto por
projetistas, construtores, operários da construção civil, quanto por outros
intervenientes do processo e é uma ótima opção para construções dos mais variados
tipos (TUTIKIAN; ISAIA; HELENE; 2011).
Sua descoberta no fim do século XIX e seu intensivo uso no século XX, que o
transformaram no material mais consumido pelo homem depois da água,
revolucionaram a arte de projetar e construir estruturas cuja evolução sempre esteve
associada ao desenvolvimento das civilizações ao longo da história da humanidade
(HELENE; ANDRADE, 2010).
3.3.1 Definição
O concreto é um material composto que consiste essencialmente de um meio
contínuo aglomerante, dentro do qual estão mergulhados partículas ou fragmentos de
agregados. Ele inclui, também, os aditivos, pigmentos, fibras, agregados especiais e
adições minerais, cujos empregos se tornam cada vez mais frequentes nos concretos
atuais (MEHTA; MONTEIRO; 1994; HELENE; ANDRADE; 2010). Callister Junior
(2008), por sua vez, descreve que o concreto é um compósito, formado por um
agregado de partículas ligadas entre si que formam um corpo sólido.
Dois tipos de concreto mais usados são aqueles feitos com os cimentos
portland e asfáltico, onde os agregado são a brita e a areia. O concreto asfáltico é
largamente utilizado na pavimentação, enquanto o concreto com cimento portland é
30
amplamente empregado como material estrutural em construção (CALLISTER
JUNIOR, 2008). Apenas esse último faz parte da presente discussão.
Quando recém misturado, deve oferecer propriedades adequadas, a fim de
facilitar as operações de manuseio (indispensáveis no lançamento das formas) e, com
o tempo, devido às reações que se processam entre o aglomerante e a água, adquirir
coesão e resistência (PETRUCCI, 1982).
Nesse contexto, é essencial conhecer os aspectos importantes da estrutura dos
constituintes individuais do concreto, a fim de entender e controlar as propriedades
desse material (MEHTA; MONTEIRO; 1994). A proporção entre os diversos
constituintes é buscada pela tecnologia do concreto, para atender simultaneamente
às propriedades mecânicas, físicas e de durabilidade requeridas para o concreto, além
das características de trabalhabilidade necessárias para o transporte, lançamento e
adensamento, condições essas que variam caso a caso (HELENE; ANDRADE; 2010).
3.3.2 Constituintes do concreto
3.3.2.1 Cimento Portland
Segundo a Associação Brasileira de Cimento Portland – ABCP (2002), o
cimento Portland foi criado pelo construtor inglês Joseph Aspdin, em 1824. Essa
denominação, Portland, deve-se ao fato de sua cor ser semelhante à das pedras da
ilha Portland, localizada no sul da Inglaterra. Nessa época, era comum construir com
pedras dessa localidade.
O cimento é um elemento ativo e pulverulento com propriedades aglomerantes,
aglutinantes ou ligantes. É constituído de silicatos e aluminatos de cálcio, que, em
contato com água, hidratam-se e produzem uma pasta que endurece com o tempo,
aderindo fortemente ao agregado, podendo, então, oferecer elevada resistência
mecânica (PETRUCCI, 1982; BICCA, 2000; ABCP, 2002; VAN VLACK, 2000).
O cimento sozinho não é aglomerante, porém, quando ocorrem as reações
químicas entre o cimento e a água, isto é, a hidratação, desenvolvem-se propriedades
ligantes. Quando os produtos de hidratação são estáveis em meio aquoso, o cimento
é dito hidráulico. O cimento hidráulico mais utilizado para composição do concreto é o
cimento Portland (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
31
O cimento Portland é produzido pela moagem e mistura íntima de argila e de
minerais que contêm cal em proporções adequadas. Posteriormente, essa mistura é
submetida à calcinação em forno rotativo de até aproximadamente 1400ºC. O produto
resultante, o clínquer, é moído na forma de pó fino, ao qual se adiciona uma moderada
quantidade de gesso para que o processo de pega seja retardado (CALLISTER
JUNIOR, 2008; PETRUCCI, 1982).
Com o desenvolvimento do cimento portland, pesquisas foram desenvolvidas
com o intuito de testar outros tipos de materiais em sua composição, dando origem
aos cimentos com adições. O objetivo, com essas adições, é proporcionar progressos
na qualidade do cimento, maior desempenho e menor custo de produção (FONSECA,
2010).
Desse modo, as adições são outras matérias-primas (gesso, as escórias de
alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos) que, misturadas ao
clínquer na fase de moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento
portland atualmente disponíveis no mercado (ABCP, 2002).
Nesse contexto, existem, no Brasil, diversos tipos de cimento portland, distintos
entre si, especialmente, em função de sua composição. A Tabela 1 apresenta os
principais tipos de cimento oferecidos no mercado, bem como os mais empregados
nas mais diversas obras da indústria da construção civil (ABCP, 2002).
Tabela 1 – Composição dos cimentos portland comuns e compostos
Tipos de
cimento
portland
Comum
Composto
Alto-forno
Pozolânico
Alta
resistência
inicial
Sigla
CP I
CP I-S
CP II-E
CP II-Z
CP II-F
CP III
CP IV
CPV-ARI
Composição (% em massa)
Escória de
Material
Material
Clínquer
alto-forno Pozolânic carbonátic
+gesso
(sigla E)
o (sigla Z) o (sigla F)
100
99-95
1-5
94-56
6-34
0-10
94-76
6-14
0-10
94-90
6-10
65-25
35-70
0-5
85-45
15-50
0-5
100-95
-
Fonte: ABCP (2002).
-
0-5
NBR
5732
11578
5735
5736
5733
32
Callister Junior (2008) ressalta que as propriedades do cimento Portland,
incluindo o seu tempo de pega e sua resistência final, dependem em grande parte da
sua composição.
3.3.2.2 Agregados
Agregado é um material particulado, incoesivo, sem forma e volume definidos,
geralmente inerte, de dimensões e propriedades adequadas para uso em obras de
engenharia. A denominação “agregado” é de uso generalizado na tecnologia do
concreto; em outros ramos da construção, é conhecido de acordo com sua utilização,
por exemplo: fíler, pedra britada, bica-corrida, rochão e etc. (PETRUCCI, 1982;
BAUER, 2000).
Para Isaia (2010), os agregados são fragmentos de rochas, popularmente
denominados “pedras” e “areias”. Com tamanho e propriedades adequadas, são
utilizadas em quase todas as obras de infraestrutura civil, como em edificações,
pavimentação, barragens e saneamento.
Mehta e Monteiro (1994) definem os agregados como sendo um material
granular, usado com um meio cimentante, que constitui o concreto ou argamassa de
cimento hidráulico.
Os agregados desempenham um importante papel nas argamassas e
concretos, tecnicamente e economicamente (PETRUCCI, 1982). Contribuem com
cerca de 80% do peso e 20% do custo de concreto estrutural sem aditivo, de
resistência característica do concreto da ordem de 15 MPa (BAUER, 2000). Tamanho
papel faz com que os agregados não só limitem resistência do concreto, suas
propriedades afetam significativamente a durabilidade e o desempenho desses
materiais (NEVILLE; BROOKS, 2013).
Outrora, os agregados eram ditos como materiais inertes, de baixo custo,
dispersos na pasta de cimento, de forma a produzir um grande volume de concreto.
No entanto, eles não são inertes, uma vez que suas propriedades físicas, térmicas e
algumas vezes químicas influenciam no desempenho do concreto (NEVILLE;
BROOKS, 2013).
As partículas dos agregados atuam como uma carga para reduzir o custo global
do concreto produzido, uma vez que elas são baratas, enquanto o cimento é
relativamente caro (CALLISTER JUNIOR, 2008). É vantajoso, do ponto de vista
33
econômico, produzir misturas com maior teor de agregados e a menor quantidade de
cimento, porém, a relação custo/benefício deve ser analisada juntamente com as
propriedades do concreto nos estados fresco e endurecido (NEVILLE; BROOKS,
2013).
Os agregados exercem influência favorável sobre algumas características
importantes, tais como: retração, aumento da resistência ao degaste, etc., sem
prejudicar a resistência aos esforços mecânicos, pois os agregados de boa qualidade
têm resistência mecânica superior à da pasta de aglomerante (PETRUCCI, 1982).
As características dos agregados, tais como porosidade, composição
granulométrica, absorção de água, forma e textura superficial das partículas,
resistência à compressão, módulo de elasticidade e os tipos de substâncias deletérias
presentes, dependem da composição mineralógica da rocha matriz, bem como sua
formação geológica, seu processamento industrial e etc. Essas características são de
extrema importância para a tecnologia do concreto e merecem atenção (MEHTA;
MONTEIRO, 1994).
Sendo assim, no que se refere às funções técnicas dos agregados no concreto,
apesar da sua pequena influência no desempenho mecânico dos concretos de baixa
e média resistência, os mesmos têm papel essencial no controle da estabilidade
volumétrica do concreto endurecido e de sua tendência à fissuração, uma vez que
ocupam um volume elevado de aproximadamente de 65% a 70% no concreto
De acordo com Bauer (2000), os agregados apresentam várias características,
que estão diretamente ligadas à qualidade do concreto e, portanto, não devem reagir
em presença de cimento e ser estáveis diante dos agentes agressivos; não utilizar
rocha macias e de baixa resistência compressão, pois resultam em agregados de má
qualidade; além disso, agregados que contenham pirita, gesso, componentes
ferrosos, argila, matéria orgânica e todos os materiais que prejudiquem sua aderência
à argamassa ou a interfiram na pega e no endurecimento também devem ser
eliminados.
A microestrutura, as condições prévias de exposição e condicionantes do
processo de fabricação do agregado (Figura 5) determinam as suas características e
afetam o traço e as propriedades do concreto fresco e endurecido. A massa
específica, composição granulométrica, teor de umidade, forma e textura superficial
determinam as propriedades do concreto no estado fresco. Além da porosidade, a
34
composição mineralógica do agregado afeta sua resistência à compressão, dureza,
módulo de elasticidade e sanidade, que, por sua vez, influenciam o concreto no seu
estado endurecido (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
Figura 5 – diagrama ilustrativo das inter-relações dos agregados
Fonte: (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
Outro fator importante a ser considerado é a natureza das partículas de
agregado. Em particular, a distribuição dos tamanhos dos agregados influencia a
quantidade da pasta cimento-água que é necessária. Além disso, a superfície deve
estar limpa e isenta de argila e de sedimentos, os quais impedem a formação de uma
ligação eficiente na superfície das partículas (CALLISTER JUNIOR, 2008).
A composição dos grãos dos agregados é determinada através de ensaios
padronizados de peneiração, que resultam nas curvas granulométricas. Estas devem
ficar dentro de certos limites, fixados nas especificações, de modo que os agregados
misturados apresentem um bom entrosamento, com pequeno volume de vazios entre
suas partículas, que, consequentemente, resultará em uma maior economia de pasta
de cimento, que é o material mais oneroso do concreto (ANDOLFATO, 2002).
Um empacotamento denso do agregado e um bom contato interfacial são
obtidos empregando-se partículas com dois tamanhos diferentes: as partículas finas
35
de areia devem preencher os espaços vazios entre as partículas de brita.
Normalmente, esses agregados compreendem entre 60% a 80% do volume total
(CALLISTER JUNIOR, 2008).
Segundo Bauer (2000), os agregados classificam-se da seguinte forma:

Segundo a origem: nesse caso, os agregados são divididos em naturais e
industrializados. Os naturais são os que já se encontram na natureza: areia e
cascalho. Já os industrializados são aqueles que têm sua composição
particulada obtida por processos industriais. Nesses casos, as matérias-primas
podem ser: rocha, escória de alto forno e argila;

Segundo as dimensões das partículas: os agregados usados na tecnologia
do concreto são divididos em: miúdo (as areias) e graúdo (os cascalhos e as
britas);

Segundo o peso específico aparente: conforme sua densidade, os
agregados são classificados em leves, médios e pesados.
3.3.2.2.1 Agregado miúdo
Segundo a NBR 7211/2009, define o agregado miúdo como sendo o material
cujos grãos passam pela peneira com abertura de malha de 4,75 mm e ficam retidos
na peneira com abertura de malha de 150 µm.
Petrucci (1982) define o agregado miúdo como sendo a areia natural quartzosa
ou o pedrisco resultante da britagem de rochas estáveis, com tamanhos de partículas
tais que no máximo 15% ficam retidos na peneira de 4,8 mm.
3.3.2.2.2 Agregado graúdo
A NBR 7211/2009, define o agregado graúdo como sendo os grãos que passam
pela peneira com abertura de malha de 75 mm e ficam retidos na peneira com abertura
de malha de 4,75 mm.
Segundo Petrucci (1982), o agregado graúdo é o pedregulho natural, seixo
rolado ou pedra britada, derivado da britagem de rochas estáveis, com um máximo de
15% passando na peneira de 4,8 mm. Quanto à sua origem, os agregados graúdos
podem ser naturais (seixo ou pedregulho) ou artificiais (pedra britada e cascalho).
36
De acordo com as dimensões nominais, os agregados graúdos podem ser
classificados (Tabela 2), sendo o diâmetro mínimo a abertura da peneira à qual
corresponde uma porcentagem retida ou imediatamente superior a 95% (PETRUCCI,
1982).
Tabela 2 – Classificação do agregado graúdo quanto às dimensões nominais
Classificação
Dimensões nominais (mm)
Brita 0
9,5 – 4,8
Brita 1
19 – 9,5
Brita 2
25 – 19
Brita 3
50 – 25
Brita 4
76 – 50
Brita 5
100 – 76
Fonte: PETRUCCI (1982).
3.3.2.3 Água de amassamento
É comum dizer que toda água que serve para consumo humano pode ser
utilizada na produção de concretos. Essa afirmação, porém, não é verdadeira, pois
muitas águas utilizadas no concreto não podem ser ingeridas pelo homem
(PETRUCCI, 1982).
A qualidade da água é um importante fator a ser considerado, tendo em vista
que suas impurezas podem interferir no tempo de pega do cimento, afetar
negativamente a resistência do concreto, causar machas em sua superfície, e ainda,
levar a corrosão das armaduras. Recomenda-se que água tenha PH entre 6,0 e 8,0,
sem sabor de salobras (NEVILLE; BROOKS, 2013).
Petrucci (1982) cita que a água utilizada no amassamento do concreto não
deve conter impurezas que possam vir a prejudicar as reações que ocorrem quando
a água se mistura com os compostos do cimento. É tolerável uma quantidade mínima
de impurezas, desde que não apresentem danos ao concreto. O autor ressalta que as
maiores falhas atribuídas a água de amassamento tem maior relação com a
quantidade de água em excesso do que propriamente com os componentes que ela
possa conter.
37
A ABNT prescreve na NBR 15900-1/2009, cujo título é Água para
amassamento do concreto, que a água utilizada na mistura do concreto e argamassa
não deve conter substâncias que alterem as propriedades físicas e químicas do
concreto, como a hidratação do cimento, resistência, alteração na pega ou coloração.
Para a análise da água, são realizados ensaios, sendo importante conhecer as
características, uma vez que a água representa aproximadamente 10% em relação a
soma dos demais materiais componentes do concreto.
3.3.2.4 Aditivos
Os aditivos são materiais adicionados ao concreto, durante a mistura, com o
objetivo de modificar as propriedades do concreto, tanto no estado fresco como no
endurecido. Esses materiais variam de tensoativos, sais solúveis e polímeros a
minerais insolúveis. Especialmente os aditivos têm como finalidade obter
propriedades desejáveis, tais como: aumento da plasticidade, controle do tempo de
pega, controle do aumento da resistência, redução do calor de hidratação, expansão
álcali-agregado e etc. (MEHTA; MONTEIRO, 1994; ANDOLFATO, 2002).
Os aditivos são definidos como substâncias que são adicionadas na betoneira
prontamente antes ou durante a mistura do concreto, em quantidades pequenas e
bem homogeneizado, fazem aparecer ou reforçar certas características, inclusive
facilitando seu preparo e utilização (BAUER, 2000; PETRUCCI, 1982).
A NBR 11768/2011, prescreve que os aditivos para concreto são o produto
adicionado durante o processo de preparação do concreto, em quantidade não maior
que 5 % da massa de material cimentício contida no concreto, com o objetivo de
modificar propriedades do concreto no estado fresco e/ou no estado endurecido. E os
classifica em:

Aditivo plastificante (tipo P): eleva o índice de consistência do concreto
conservando a quantidade de água de amassamento, ou que possibilita a
diminuição de, no mínimo, 6% da quantidade de água de amassamento, para
produzir um concreto com certa consistência;

Aditivo retardador (tipo R): eleva os tempos de início e fim de pega do
concreto;
38

Aditivo acelerador (tipo A): reduz os tempos de início e fim de pega do
concreto, bem como antecipa o desenvolvimento das suas resistências iniciais;

Aditivo plastificante retardador (tipo PR): relaciona os efeitos dos aditivos
plastificantes e retardadores;

Aditivo plastificante acelerador (tipo PA): relaciona os efeitos dos aditivos
plastificantes e aceleradores;

Aditivo incorporador de ar (tipo IAR): introduz pequenas bolhas de ar ao
concreto;

Aditivo superplastificante (tipo SP): eleva o índice de consistência do
concreto, conservando a quantidade de água de amassamento, ou que permite
a diminuição de, no mínimo, 12% da quantidade de água de amassamento,
para produzir um concreto com determinada consistência;

Aditivo superplastificante retardador (tipo SPR): relaciona os efeitos dos
aditivos superplastificantes e retardadores;

Aditivo superplastificante acelerador (tipo SPA): relaciona os efeitos dos
aditivos superplastificantes e aceleradores.
3.3.3 Propriedades no estado fresco
O concreto possui duas fases distintas: o estado fresco e o endurecido. O
estado fresco compreende um período de tempo muito curto, em geral da ordem de
1h a 5h, necessário para que o concreto possa ser misturado, transportado, lançado
e adensado (HELENE; ANDRADE, 2010). Algumas das propriedades pertencentes
ao concreto em seu estado fresco serão citadas a seguir.
3.3.3.1 Trabalhabilidade
A principal característica do concreto no estado fresco, a trabalhabilidade é
definida como sendo a propriedade que identifica sua maior ou menor aptidão para
ser empregado como determinada finalidade, sem perda de sua homogeneidade
(PETRUCCI, 1982).
A trabalhabilidade do concreto é influenciada por fatores intrínsecos ao
concreto, como a sua relação água/materiais secos, tipo e consumo de cimento; traço,
39
teor de argamassa, tamanho, textura e forma dos agregados. Além dos fatores
intrínsecos, existem os fatores externos de influência, como as condições de
transporte, lançamento, características da fôrma, esbelteza dos elementos estruturais,
densidade e distribuição das armaduras, dentre outros fatores (HELENE; ANDRADE,
2010). Esses fatores afetam tanto o custo, uma vez que um concreto difícil de lançar
e adensar aumenta o custo de manipulação, quanto a qualidade do concreto, que terá
resistência, durabilidade e aparência inadequada (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
A trabalhabilidade compreende propriedades que são fundamentais, tais como,
consistência ou fluidez, compacidade e travamento. A consistência é determinada em
função da quantidade de água. A compacidade, por sua vez, varia com os vazios de
cada um dos tamanhos de grãos dos agregados e com a existência de grãos menores
para preenchê-los. O travamento está relacionado com a quantidade de finos e da
continuidade dos diâmetros de grãos (PETRUCCI, 1982).
Quando a mistura de concreto não pode ser lançada facilmente ou adensada
em sua totalidade, possivelmente, não fornecerá as características de resistência e
durabilidade esperadas (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
Segundo Fonseca (2006), a trabalhabilidade do concreto com agregado
reciclado é bastante afetada pela granulometria, forma e textura dos grãos. Já o
consumo de água está diretamente ligado à absorção/porosidade do agregado. Dessa
maneira, a consistência dependerá das características do agregado.
Mehta e Monteiro (1994) cita que os concretos com agregados reciclados
apresentam menor trabalhabilidade do que concretos com agregados naturais,
requerendo maior quantidade de água na mistura para que se possa ter a mesma
trabalhabilidade.
3.3.3.2 Consistência
Outra propriedade que descreve o concreto em seu estado fresco é a
consistência, que é a resistência da forma de uma substância ou a facilidade com que
ela flui. A consistência é, por vezes, tomada como uma medida do grau de umidade,
pois, dentro de certos limites, concretos com maior quantidade de água são mais
trabalháveis que concretos secos. No entanto, concretos com mesma consistência
podem apresentar trabalhabilidades variáveis (NEVILLE; BROOKS, 2013).
40
Petrucci (1982) descreve que a consistência está relacionada com o grau de
umidade do concreto que, consequentemente, é intimamente conexo com o grau de
plasticidade de massa, isto é, maior ou menor facilidade de se deformar sob a ação
de cargas. E, portanto, é um dos principais fatores que influenciam a trabalhabilidade,
e não deve ser confundida com ela.
A consistência, medida pelo ensaio de abatimento do tronco de cone (slump
test) ou pelo aparelho Vebe, é usada como um simples índice de mobilidade ou fluidez
do concreto fresco. O esforço necessário para adensar o concreto é regido pelas suas
características de fluxo e pela facilidade com que a eliminação dos vazios pode ser
atingida sem abalar a estabilidade – capacidade de retenção de água (MEHTA;
MONTEIRO, 1994).
A Tabela 3 apresenta a classificação do concreto segundo o valor em
centímetros do abatimento no slump test.
Tabela 3 – Classificação das consistências do concreto
CONSISTÊNCIA
ABATIMENTO (cm)
Seca
0a2
Firme
2a5
Média
5 a 12
Mole
12 a 18
Fluida
18 a 25
Fonte: Andolfato (2002).
3.3.3.3 Coesão
O concreto quando fresco não deve segregar, isto é, deve ser coeso. Sendo
assim, é essencial que não ocorra a segregação para que seja possível obter um
máximo adensamento. A segregação pode ser definida como a separação dos
constituintes de uma mistura heterogênea, de modo que sua distribuição não seja
mais uniforme (NEVILLE; BROOKS, 2013).
A diferença entre as dimensões das partículas e em alguns casos a diferença
entre a massa específica dos constituintes da mistura, são as principais causas da
segregação. Pode ocorrer também quando há excesso de vibração, o que acarretará
em um concreto mais fraco e sem uniformidade. A segregação pode ser controlada
41
pela escolha conveniente da granulometria e pelo cuidado em todas as operações que
culminam o adensamento (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
3.3.3.4 Exsudação
A exsudação é uma forma particular da segregação. Ocorre quando a água da
mistura tende a elevar-se à superfície do concreto recém lançado. Esse fenômeno é
provocado pela impossibilidade dos constituintes sólidos fixarem toda água da mistura
e depende, em grande escala, das propriedades do cimento. Como resultado, o topo
de cada camada de concreto pode tornar-se muito úmido e, se a água for impedida
de evaporar, pela camada que lhe é superposta, poderá resultar uma camada de
concreto poroso, fraco e de pouca durabilidade (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
A água, ao elevar-se à superfície, pode transportar partículas mais finas de
cimento, formando a chamada nata. Essa nata deve ser cuidadosamente removida,
uma vez que impede a ligação de novas camadas de material (PETRUCCI, 1982).
A tendência de exsudação depende das propriedades do cimento, sendo menor
quanto mais fino for o mesmo. Além disso, ocorre menor exsudação quando o cimento
tem alto teor de álcalis, maior teor de C3A ou é adicionado cloreto de cálcio. Por outro
lado, uma maior temperatura, dentro das variações normais, poderá aumentar a taxa
de exsudação. A redução desse fenômeno pode ser minimizado pela adição de
pozolanas ou pó de alumínio, e ainda pela utilização de aditivos incorporadores de ar
(NEVILLE; BROOKS, 2013).
Petrucci (1982) cita que, para os efeitos da exsudação serem atenuados, é
preciso utilizar misturas ricas, cimentos muito finos e agregados naturais de grãos
arredondados, e às vezes, a adição de grãos relativamente finos, que compensam as
deficiências dos agregados.
3.3.4 Propriedades no estado endurecido
A fase denominada de concreto endurecido inicia-se com a hidratação do
cimento e, consequentemente, o endurecimento do concreto, estendendo-se por toda
a vida da estrutura (HELENE; ANDRADE, 2010).
42
3.3.4.1 Massa específica
Segundo a NBR 6118/2007, a massa específica do concreto normalmente
utilizada é a massa da unidade de volume, incluindo os vazios, que varia de 2.000
kg/m3 à 2.800 kg/m3. Quando a massa específica real não for conhecida, pode-se
considerar, para efeito de cálculo, o calor de 2.400 kg/m3 para concreto simples, e
2.500 kg/m3 para o concreto armado. Quando se conhecer a massa específica do
concreto simples, pode-se realizar um acréscimo de 100 kg/m3 à 150 kg/m3 para o
concreto armado.
3.3.4.2 Resistência aos esforços mecânicos
O concreto é um material que resiste aos esforços de compressão mas
responde satisfatoriamente ao de tração. Sua resistência à tração é dez vezes menor
que a resistência à compressão. Quanto aos esforços cisalhantes, o concreto resiste
mal, uma vez que as tensões de distensão que então se verificam em planos
inclinados. Os principais fatores que influenciam a resistência mecânica são: relação
água/cimento; idade; forma e graduação dos agregados; tipo do cimento; forma e
dimensão dos corpos de prova; velocidade da aplicação da carga de ensaio; e duração
da carga (PETRUCCI, 1982).
Normalmente, a resistência à compressão do concreto é considerada a
propriedade mais importante no que se refere à qualidade do concreto e está
diretamente ligada à estrutura da pasta do cimento (NEVILLE; BROOKS, 2013).
Dessa forma, a resistência é a medida exigida para romper o material e, portanto, em
um projeto de estruturas de concreto, considera-se o concreto como sendo o material
mais adequado para resistir aos esforços de compressão (MEHTA; MONTEIRO,
1994).
A resistência à compressão é importante tanto para si mesma como também
para outras propriedades do concreto em seu estado endurecido, tais como: módulo
de elasticidade, impermeabilidade e resistência às intempéries. Além disso, essa
propriedade está diretamente relacionada com o processo de hidratação do cimento,
isto é, com a estrutura da pasta de cimento hidratada (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
A qualidade e potencialidade do concreto dependem da relação água/cimento
e do grau de hidratação. Esses são os principais parâmetros que regem as
43
propriedades de absorção capilar da água, de permeabilidade por gradiente de
pressão de água ou de gases, de difusividade da água ou dos gases, de migração
elétrica de íons, assim como todas as propriedades mecânicas, tais como: módulo de
elasticidade, resistência à compressão, à tração, fluência, relaxação, abrasão e outras
O volume de vazios ou poros presente na pasta do cimento, isto é, a
porosidade, pode ser considerada o principal fator da diminuição da resistência do
concreto. E, na realidade, a porosidade da pasta de cimento endurecida é
determinada
essencialmente
pela
relação
água/cimento
da
mistura
que,
consequentemente, quanto maior for essa relação, menor a resistência. No entanto,
existem outros fatores que afetam a resistência, como a relação agregado/cimento, a
qualidade do agregado (granulometria, textura superficial, forma, resistência e
rigidez), a dimensão máxima do agregado e a zona de transição (NEVILLE; BROOKS,
2013).
Com relação aos agregados, os mesmos influenciam a resistência mecânica.
O agregado miúdo age pela granulometria e o graúdo pela textura do grão. Quanto
mais finos forem os agregados miúdos, maior superfície específica terão e exigirão
maior quantidade de água para molhar os grãos, e consequentemente, menor
resistência (PETRUCCI, 1982).
3.3.4.3 Permeabilidade e absorção
O concreto é um material que em sua própria constituição é poroso,
necessariamente. Esse fato deve-se à não possibilidade de preencher a totalidade
dos vazios presentes entre os agregados e a pasta de cimento (PETRUCCI, 1982).
Os vazios existentes são adquiridos através do excesso de água, diminuição de
volume absoluto na hidratação dos constituintes do cimento, ar provenientes das
operações de mistura e de fissuras. Dessa maneira, a interconexão desses vazios
torna o concreto normalmente permeável aos líquidos e gases (BAUER, 2000).
A propriedade que identifica a possibilidade de passagem da água através de
um material denomina-se permeabilidade e é considerada a propriedade mais
importante para os concretos que, expostos ao ar, sofrem os ataques de águas
agressivas ou a ação destruidora dos agentes atmosféricos. O processo físico pelo
44
qual o concreto retém água nos poros e condutos capilares é denominado de absorção
(PETRUCCI, 1982).
A permeabilidade do concreto não depende somente das proporções da
mistura, da compactação e da cura, mas também das microfissuras causadas pelos
ciclos normais de temperatura e umidade (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
3.3.4.4 Deformações
As deformações de volumes dos concretos são o resultado da variação do
volume absoluto dos elementos ativos que se hidratam, variação do volume de poros
internos que tenham a presença de ar ou água e também da variação do volume de
material sólido inerte. As deformações causadoras das mudanças de volume podem
ser causadas pelas variações das condições ambientais, como: retração e variação
de umidade e temperatura, ou pela ação de cargas externas que originam deformação
imediata e lenta. A importância do conhecimento das deformações é explicada pela
possível ocorrência de fissuração na estrutura, a qual será o principal caminho de
entrada para ação de agentes agressivos, ou pela aparição de esforços extras nas
peças com variação dimensional (PETRUCCI, 1982).
3.3.4.5 Durabilidade
A durabilidade do concreto é uma das propriedades mais importantes, visto que
é essencial que ele seja capaz de suportar as condições para as quais foi projetado
durante a vida da estrutura. A falta de durabilidade de uma estrutura está condicionada
aos agentes externos, estes advindos do meio, ou por agentes internos ao concreto
(NEVILLE; BROOKS, 2013).
A durabilidade é definida como sendo a vida útil de um material sob dadas
condições ambientais. Normalmente, concretos densos ou impermeáveis apresentam
durabilidade a longo prazo (MEHTA; MONTEIRO, 1994).
Essa propriedade é dependente do ataque de agentes agressivos a que esteja
sujeito o concreto durante a vida em serviço e possuem fatores e causas que variam
de acordo com sua origem, tais como: os agentes físicos (abrasão, choques, vibração
e fadiga), físicos (temperatura), químicos (águas puras, carbônicas, sulfatadas, e do
45
mar, além dos agentes reativos), intrínsecos (reação álcali-agregado) e biológicos
(bactérias) (BAURER, 2000).
A NBR 6118/2007, item 6.2, exige que as estruturas de concreto sejam
projetadas e construídas de modo que, sob as influências ambientais previstas e
quando utilizadas conforme estabelecido em projeto, conservem sua segurança,
estabilidade
e
comportamento
adequado
em
serviço
durante
o
período
correspondente à vida útil. Cita, ainda, no item 6.4, que uma das principais causas da
perda de durabilidade é a classe de agressividade do meio ambiente, que está
relacionada às ações físicas químicas atuantes, que independem das ações
mecânicas, das variações volumétricas de origem térmica, da retração hidráulica
outras previstas no dimensionamento.
3.3.5 Concreto com resíduos cerâmico
Diversos estudos foram desenvolvidos visando a incorporação dos resíduos
cerâmicos na própria indústria de cerâmica vermelha. Esses resíduos são triturados e
calcinados, os quais são denominados de chamote, e por consequência, são
reincorporados ao processo produtivo. Os resultados obtidos são satisfatórios, o que
permite a reciclagem dos resíduos, uma vez que são produzidos em grande escala
pelas fábricas de cerâmica vermelha e não possuem nenhum destino ou tratamento
adequado. No entanto, o foco do presente trabalho é buscar a reutilização desses
resíduos em concretos e, portanto, seguem abaixo algumas pesquisas realizadas
sobre o tema.
Galdino (2013), em sua pesquisa, realizou a substituição do agregado graúdo
natural pelo de cerâmica vermelha, na proporção de 25 e 50%. O autor analisou as
propriedades do concreto nos estados fresco e endurecido e constatou que, no estado
fresco, quanto maior a porcentagem de resíduo utilizado, menor será o abatimento,
ou seja, quanto maior for o percentual de substituição, menor será sua consistência e
trabalhabilidade. No estado endurecido foi analisada a resistência à compressão axial,
ao final de 28 dias, constatou-se que o traço com substituição de 25% obteve um
aumento da resistência de 8,13% em relação ao traço de referência e com substituição
de 50% obteve uma redução da resistência de 7,72%.
Cabral et al., (2009), em sua pesquisa, analisaram a substituição dos
agregados naturais pelos reciclados de cerâmica vermelha, para a produção de
46
concreto. Foi constatado que a substituição do agregado graúdo natural pelo de
cerâmica vermelha produz um efeito negativo sobre a resistência à compressão, com
uma redução de 19 a 37%, ao se substituir 50 e 100%, respectivamente. Contudo,
observou-se que a substituição do agregado miúdo de cerâmica vermelha pelo
agregado miúdo natural produz um efeito positivo, com um aumento de 7 a 14% na
resistência à compressão, ao se substituir 50 e 100%, respectivamente.
Segundo Bicca (2000), é possível obter um concreto com características
estruturais, com agregado cerâmico, oriundo do rejeito de indústrias cerâmicas, desde
que alguns cuidados sejam tomados. A princípio, o autor cita que é preciso que, no
momento da realização da mistura, sejam colocados o agregado graúdo, a água de
absorção e parte da água de amassamento e, após alguns minutos, juntar os demais
materiais e o restante da água total.
Fonseca (2006), em sua dissertação de mestrado produziu, concretos de
referência com agregados naturais, e outros com substituição parcial e total do
agregado graúdo pelo agregado graúdo reciclado de telha cerâmica. Esse agregado
reciclado apresenta algumas diferenças quando comparado com o agregado graúdo
basáltico, dentre elas, a massa específica aparente bem mais baixa e a absorção de
água muito mais elevada. Verificou-se que o consumo de água para a produção do
concreto com a agregado reciclado é mais elevado e depende da absorção da água
do agregado e ainda, a relação água/cimento efetiva é incerta. Além disso, os
concretos com agregado reciclado, apresentaram resistência mecânica mais baixa do
que os concretos de referência, que em média a queda ficou em torno de 42%, isso
em relação a resistência à compressão.
Considerando os problemas ambientais decorrente da exploração dos
minerais, em especial as rochas, para a produção de agregado, o concreto produzido
com o agregado proveniente do rejeito de cerâmico, pode ser utilizado em substituição
ao concreto com agregado natural, uma vez que o agregado cerâmico é um produto
de rejeito e ocasiona menos desgaste aos equipamentos empregados para seu
beneficiamento (BICCA, 2000).
47
4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 MATERIAIS
4.1.1 Cimento
Para o desenvolvimento do trabalho, foi utilizado o cimento Portland de alta
resistência inicial resistente a sulfatos (CP V-ARI-RS), fabricado pela empresa MIZU
e normatizado pela NBR 5733/1991. As propriedades físicas e químicas desse
cimento são apresentadas na tabela 4, 5 e 6. Esses resultados foram obtidos com
base em dados fornecidos pelo fabricante, referente ao controle de qualidade de abril
de 2014.
Tabela 4 – Composição química do cimento portland CP V-ARI-RS
Composição química
Parâmetros
P. Fogo (%)
RI (%)
S03 (%)
CaO Livre (%)
Média
3,40
0,87
3,00
2,29
Desvio
0,55
0,17
0,12
0,38
Limites da ABNT
≤ 4,5
≤ 1,0
3,5
-
Fonte: MIZU (2014).
Tabela 5 – Propriedades físicas do cimento portland CP V-ARI-RS
Propriedades físicas
Parâmetros
Massa
específica
(g/cm3)
Blaine
#325
#200
(cm2/g)
(%)
(%)
Pega
Início
Fim
(h)
(h)
Média
3,14
4.060
2,00
0,62
113
152
Desvio
0,04
69,52
0,33
0,90
7,32
9,97
Limites da ABNT
-
≥ 3.000
-
≤ 6,0
≥1
≤ 10
Fonte: MIZU (2014).
48
Tabela 6 – Propriedades mecânicas do cimento portland CP V-ARI-RS
Resistência à compressão
Parâmetros
01 dia
03 dias
07 dias
28 dias
MPa
MPa
MPa
MPa
Média
16,45
27,36
36,88
45,22
Desvio
0,61
0,99
0,81
0,75
Limites da ABNT
≥ 11,0
≥ 24
≥ 34,0
-
Fonte: MIZU (2014).
O cimento foi devidamente armazenado e estocado em local seco, coberto e
fechado, visando protegê-lo contra as intempéries e evitar sua hidratação e,
consequentemente, conservar suas propriedades.
4.1.2 Agregado miúdo
O agregado miúdo (areia) utilizado na produção dos concretos para o presente
trabalho foi oriundo do munícipio de Assú/RN. A areia foi coletada na condição de
lavada, foi posta para secar ao ar livre em temperatura ambiente e posteriormente
submetida ao peneiramento em malha 4,8 mm a fim de se obter apenas a fração
miúda do conteúdo. Após este procedimento, o referido material permaneceu
armazenado até ser submetido a ensaios de caracterização.
4.1.3 Agregado graúdo
Foram utilizados três tipos de agregados graúdos: granítico, calcário e resíduo
cerâmico.
4.1.3.1 Brita granítica
Um dos agregados graúdos utilizado para produção de concreto foi de origem
granítica, denominados nesse trabalho de brita granítica (BG), com dimensão máxima
de 19 mm, fornecido pelo Laboratório de Ensaios de Materiais – LEMAT, UFERSA
campus Mossoró/RN.
49
4.1.3.2 Brita calcária
Outro agregado graúdo utilizado como referência foi o de origem calcária,
designados de brita calcária (BC), oriundo do município de Mossoró/RN e com
dimensão máxima de 19 mm.
4.1.3.3 Resíduo cerâmico
Também foram utilizados como agregados graúdos, resíduos de cerâmica
vermelha (RCV) (Figura 6a), provenientes das perdas que ocorrem durante o
processo de fabricação dos componentes, como tijolo, telha e lajota. Os RCV foram
oriundos da cidade de Assú/RN.
Os resíduos de cerâmica vermelha (RCV), após coletados, foram submetidos
ao processo de beneficiamento, no qual foi feita a britagem manual de toda a amostra,
reduzindo todo material em partículas de tamanho adequado para o uso como
agregado graúdo, dando origem aos agregado reciclado de cerâmica vermelha
(ARCV) (Figura 6b). A fim de evitar a lamelaridade e a microfissuração na zona de
transição entre o agregado e a pasta de cimento, os agregados foram limitados a uma
dimensão máxima de 19 mm e, posteriormente, as dimensões relativas a brita 1, isto
é, 9,5 à 19 mm. Após este procedimento, os ARCV foram secos em estufa e em
seguida foram armazenados até serem submetidos aos ensaios de caracterização.
Figura 6 – Beneficiamento do material
(a) RCV
(b) ARCV
Fonte: Arquivo pessoal (2014).
50
4.1.4 Água
A água utilizada na produção dos concretos foi potável, proveniente da rede de
distribuição que abastece a Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,
campus Mossoró/RN.
4.2 MÉTODOS
Face ao objetivo do presente trabalho, que é analisar a substituição do agregado
graúdo natural, este de origem granítica e calcária, pelo agregado reciclado de
cerâmica vermelha, definiu-se um fluxograma (Figura 7), onde é apresentado o
programa experimental da pesquisa, levando em consideração os objetivos
específicos.
Figura 7 – Programa experimental da pesquisa
51
4.2.1 Amostragem e redução dos agregados
Foi realizada a amostragem dos materiais, com base na NBR NM 26/2009,
onde foram coletadas 3 amostras de 25 kg de cada agregado (miúdo e graúdo),
devidamente identificadas e armazenadas. Posteriormente, foi realizada a redução
das amostras por quarteamento com base na NBR NM 27/2001 até a obtenção da
quantidade de material necessária para realização de cada ensaio.
4.2.2 Caracterização física dos agregados
A caracterização física dos agregados foi feita com base nas especificações
prescritas nas NBR 7211/2009, que preceitua informações sobre os agregados para
concreto. Os ensaios de caraterização realizados em cada material estão descritos na
Tabela 7.
Tabela 7 – Caracterização dos agregados
Quanto às
Título – NBR
dimensões
Agregados
–
Determinação
da
composição
granulométrica: NBR NM 248 (2003);
Agregado miúdo
Agregado miúdo – Determinação da massa específica
e massa específica aparente: NBR NM 52 (2009);
Agregados – Determinação da massa unitária e do
volume de vazios: NBR NM 45 (2006).
Agregados
–
Determinação
da
composição
granulométrica: NBR NM 248 (2003);
Agregado graúdo – Determinação do índice de forma
pelo método do paquímetro – Método de ensaio: NBR
Agregado graúdo
7809 (2006);
Agregados – Determinação da massa unitária e do
volume de vazios: NBR NM 45 (2006);
Agregado graúdo – Determinação da massa específica
aparente a absorção e água: NBR NM 53 (2009).
52
4.2.3 Dosagem do concreto
A dosagem pode ser definida como o processo de seleção dos componentes
adequados e a determinação de suas proporções com o intuito de produzir um
concreto econômico, que tenha algumas propriedades mínimas, particularmente,
trabalhabilidade, resistência e durabilidade (NEVILLE; BROOKS, 2013). Essa
proporção adequada pode ser expressa em massa ou em volume, sendo preferencial
e sempre mais rigorosa à proporção expressa em massa seca de materiais
(TUTIKIAN; HELENE, 2011).
Após a realização de vários testes com diferentes tipos de traços propostos
pela literatura especializada, chegou-se à conclusão que a proporção ideal seria a
estabelecida por Bicca (2000). O autor cita que para um adequado preenchimento dos
vazios com coesão da mistura, seria necessário utilizar um teor de argamassa de 63%
e uma proporção em massa de 1:2,78:2,22 (cimento, areia e brita, respectivamente)
e relação água/cimento de 0,54 l/kg. A escolha dessa proporção deu-se em função
deste teor conferir a mistura uma maior plasticidade para um maior consumo possível
de agregado graúdo, mantendo a mistura coesa. Dessa maneira, optou-se utilizar o
traço proposto pelo autor supracitado, e portanto, foram confeccionados cinco traços:
com agregado graúdo BG, BC e o ARCV (com proporção de substituição de 50 e
100%).
A execução das misturas, para a produção do concreto, tanto com o emprego
do agregado de RCV quanto com os agregados naturais (granítica e calcária), foi
efetuada de forma mecânica, com o auxílio de uma betoneira com capacidade de 400
litros, da fabricante CSM. Cabe ressaltar que os agregados foram lavados e, em
seguida, secos em estufa antes da sua utilização.
4.2.4 Propriedades do concreto no estado fresco
A consistência é uma das principais características do concreto que possibilita
o seu manuseado. Na tecnologia do concreto, essa propriedade pode ser definida
como a maior ou menor capacidade do concreto se deformar sob a ação do seu
próprio peso (HELENE; ANDRADE, 2010). A NBR NM 67/1998 é o método de ensaio
utilizado para a determinação da consistência do concreto fresco através do
abatimento do tronco de cone, mostrado na Figura 8.
53
Figura 8 – Ensaio de abatimento pelo método do abatimento do tronco de cone
4.2.5 Moldagem e cura dos corpos de prova
Após realizado o ensaio de abatimento do tronco de cone, os corpos-de-prova
foram moldados em formas metálicas cilíndricas de 10 cm de diâmetro por 20 cm de
altura (Figura 9), atendendo, para sua execução, o que indica a NBR 5738/2003 –
Concreto: procedimento para moldagem e cura dos corpos de prova. Quanto ao
adensamento, adotou-se o mecânico com vibrador de imersão.
Figura 9 – Corpos-de-prova moldados
Constatou-se que não foi possível, a princípio, realizar a moldagem dos corposde-prova dos concretos com ARCV, uma vez que houve aderência de argamassa nas
paredes da betoneira e a formação de pelotas de cimento, que só desmancharam com
54
o acréscimo de água. Dessa maneira, além da água de absorção ter sido
compensada, foi adicionado cerca de 20% de água com o intuito de melhor a
consistência e a trabalhabilidade da mistura, o que alterou a relação água/cimento.
Essa alteração é justificável, tendo em vista que, segundo Bicca (2000), o ARCV
absorve cerca de 90% da água dentro de dois minutos e o tempo de amassamento foi
cerca de 5 minutos. Sendo assim, após a adição de água foi possível moldar os
corpos-de-prova.
Após o período de 24 horas, os corpos-de-prova foram desmoldados e
submetidos à cura por imersão em água durante 7 e 28 dias.
4.2.6 Propriedades do concreto no estado endurecido
4.2.6.1 Velocidade de propagação de onda ultrassônica
Realizou-se o teste de velocidade de onda ultrassônica de acordo com a NBR
8802/2013. Os corpos-de-prova foram submetidos à medição do tempo de
propagação da onda ultrassônica durante os 28 dias de cura. Para tal, foi utilizado o
aparelho denominado Ultrasonic Velocity Tester, da marca PUNDIT (Figura 10).
Figura 10 - Ensaio de velocidade de onda ultrassônica
55
Antes da realização do ensaio, foi necessário regularizar a superfície dos
corpos-de-prova através do uso de uma máquina retificadora, com o intuito de
possibilitar bom acoplamento com os transdutores, assim como específica o item 4.1.2
da NBR 8802/2013.
4.2.6.2 Resistência à compressão axial
Uma das principais propriedades do concreto em seu estado endurecido é a
resistência à compressão. A NBR 5739/2007 (Concreto – Ensaio de compressão de
corpos-de-prova cilíndricos) determina o procedimento utilizado para o ensaio de
resistência à compressão axial do concreto.
O referido ensaio foi realizado no laboratório de construção civil do Instituto
Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte – IFRN, campus
Mossoró/RN. Os corpos de prova foram submetidos aos ensaios nas idades de 7 e 28
dias. Posteriormente, foi realizado o rompimento dos corpos-de-prova, efetuado com
o emprego de uma prensa servo-hidráulica, da marca EMIC. A Figura 11 mostra a
máquina utilizada nos ensaios de rompimento dos corpos-de-prova.
Figura 11 – Máquina utilizada nos ensaios de compressão axial
56
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS AGREGADOS
5.1.1 Agregado miúdo
Foi realizado um total de dois ensaios de análise granulométrica da areia, de
acordo com o item 6.1.1 da NBR NM 248/2003, que prescreve que o valor da
percentagem retida individualmente, entre as duas amostras, não deve divergir mais
de 4% entre peneiras de mesma abertura de malha. Dessa forma, são apresentados,
na Tabela 8, as percentagens das massas em cada amostra.
Tabela 8 – Análise granulométrica da areia
Abertura das peneiras
(mm)
Média das massas
retidas (%)
Massa retida
acumulada (%)
9,5
6,3
4,75
2,36
1,18
0,6
0,3
0,15
Fundo
0,0
0,0
0,0
10,2
22,4
29,5
27,4
8,4
2,0
0,0
0,0
0,0
10,2
32,7
62,1
89,6
98,0
100
A partir do ensaio de análise granulométrica da areia, foi possível determinar
algumas características físicas deste agregado. Os resultados desses ensaios são
apresentados na Tabela 9.
Tabela 9 – Propriedades físicas da areia
Propriedades físicas da areia
Parâmetros
Dimensão máxima característica (mm)
4,75
Módulo de finura
2,93
Massa unitária (kg/dm3)
1,46
Massa específica (kg/dm3)
2,62
57
O agregado miúdo utilizado é, portanto, segundo a NBR 7211/2009,
classificado como areia média, pertencente à zona utilizável superior. A curva
granulométrica da areia referente as zonas está exposta no gráfico apresentado na
Figura 12.
Figura 12 – Curva granulométrica da areia
0,1
0,15
Abertura das peneiras (mm)
0,3
0,6
1
1,18
2,36
4,75
6,3
9,510
0
20
30
Zona Utilizável - Limite
Inferior
Zona Utilizável - Limite
Superior
Zona Ótima - Limite Inferior
40
Zona Ótima - Limite
Superior
Material Analisado
80
50
60
70
90
Porcentagens retidas acumuladas
10
100
5.1.2 Agregado graúdo
5.1.2.1 Análise Granulométrica
Os agregados graúdos (ARCV, BC e BG) foram submetidos ao peneiramento
individualmente, para a obtenção da distribuição granulométrica, módulo de finura (Mf)
e a dimensão máxima característica (∅𝑚á𝑥 ). Para que não ocorra interferência nos
resultados, é importante que a distribuição granulométrica entre os materiais sejam o
mais semelhante possível, o que pode ser verificado pelos resultados apresentados
na Tabela 10 e nas Figuras 13, 14 e 15.
Tabela 10 – Distribuição granulométrica dos agregados graúdos
Agregado
ARCV
BC
BG
19
13,2
3,6
3,2
12,5
84,5
66,6
63,7
% Retida acumulada
Abertura da malha em (mm)
9,5
6,3 4,75 2,36 1,18
94,4 99,3 99,7 99,7 99,7
77,6 90,6 94,5 94,5 94,5
78,8 95,6 98,9 98,9 98,9
Fundo
100
100
100
∅𝒎á𝒙
(mm)
𝐌𝒇
19
19
19
7,06
6,48
6,76
58
Figura 13 – Curva granulométrica do ARCV
2,36
4,75
6,3 9,5 10
19
12,5
25
31,5 37,5 50
63
76100
Brita 0
Brita 1
Brita 2
Brita 3
Brita 4
ARCV
1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Figura 14 – Curva granulométrica da BC
1
2,36
4,75
6,3 9,5 10
12,5
19
25
31,5 37,5 50
63
Brita 1
Brita 2
Brita 3
Brita 4
BC
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porcentagens retida acumuladas
Brita 0
76100
Figura 15 – Curva granulométrica da BG
1
Brita 0
Brita 1
Brita 2
Brita 3
Brita 4
BG
4,75
6,3
10
9,5
12,5
19
25
31,5 37,5 50
63
76100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
2,36
59
Os agregados apresentam características semelhantes no que se refere
distribuição granulométrica. No entanto, o ARCV apresenta módulo de finura superior
aos agregados naturais, isto deve-se ao fato desses agregados possuírem alto teor
de materiais pulverulentos.
5.1.2.2 Índice de forma
O índice de forma é um parâmetro cuja representação é feita pela razão entre
o comprimento e a espessura dos agregados graúdos com dimensão máxima
característica maior que 9,5 mm, como prescreve a NBR 7809/2006. Os resultados
do ensaio de índice de forma são apresentados na Tabela 11.
Tabela 11 – Resultado do ensaio de índice de forma
Agregado graúdo
ARCV
BC
BG
Índice de forma
2,23
2,12
2,21
Dessa forma, os agregados atendem aos limites especificados na NBR
7211/2009, uma vez que o índice de forma dos agregados não deve ser superior a
três.
5.1.2.3 Massa unitária, massa específica e absorção
Além da forma dos agregados, foram analisadas as massas unitárias, massas
específicas e a absorção. A massa específica é muito importante para a dosagem do
concreto, pois, através de sua determinação, é possível calcular o consumo de
materiais a serem utilizados na produção das misturas. Já para tecnologia do
concreto, a massa unitária é útil para a conversão de traços em massa para traços em
volume, e ainda, seu valor tem utilidade na determinação da porosidade do agregado
(MEHTA; MONTEIRO, 1994).
Os resultados dessas propriedades dos agregados são apresentados na
Tabela 12.
60
Tabela 12 – Massa unitária, massa específica e absorção dos agregados graúdos
Agregados
ARCV
BC
BG
Massa unitária
(kg/dm3)
1,10
1,33
1,35
Massa específica
(kg/dm3)
2,00
2,41
2,62
Absorção (%)
10,03
5,35
0,88
Com base nos resultados apresentados, percebe-se os ARCV apresentam
menores massas específicas e massas unitárias que as dos agregados naturais.
Dessa forma, assim como descreve Fonseca (2006), há necessidade da
compensação das massas de material reciclado a serem utilizada os traços de
concreto, para que não se obtenham diferenças muito grandes nos volumes dos
materiais.
Outra propriedade muito importante para ser avaliada na produção do concreto
é a absorção dos agregados, que está diretamente ligada com a quantidade de poros.
De acordo com os resultados, pode-se aferir a grande capacidade de absorção do
ARCV, que é cerca de duas vezes maior que a absorção da BC e 10 vezes maior que
BG. Consequentemente, os RCV são materiais mais porosos do que os agregados
naturais e, portanto, necessitaram de mais água para o amassamento do concreto. É
possível, também, presumir que quanto menor for o grão do ARCV, maior a absorção,
devido a sua maior área específica.
À vista disso, em função do grau de absorção, da porosidade e da baixa
densidade, os agregados reciclados tendem a absorver a água mais rapidamente, e
portanto, é necessários alguns minutos para serem umedecidos.
5.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO FRESCO
Com o objetivo de aferir a consistência e a trabalhabilidade, foi realizado o
ensaio de consistência do concreto fresco. Os resultados são apresentados na Tabela
13.
Tabela 13 – Consistência do concreto
% de substituição
Consistência (mm)
100% ARCV
100% BC
100% BG
50% ARCV-BC
50% ARCV-BG
10
20
45
45
40
61
Cabe ressaltar que as propriedades do concreto dependerão da relação
água/cimento efetiva, isto é, a água de amassamento menos a água absorvida pelo
agregado. Dessa maneira, o agregado utiliza alguma parte da água para alcançar a
condição saturado superfície seca no momento da mistura (NEVILLE, BROOKS,
2013).
Foi constatado que, quanto maior o grau de absorção do agregado graúdo,
menor será a trabalhabilidade e, consequentemente, menor a consistência do
concreto fresco, sendo que nos concretos com ARCV e BC houve um aumento da
consistência, e com ARCV e BG houve um pequeno decréscimo. Nesse contexto, a
consistência dos concretos foi afetada pela absorção dos agregados, sendo essa
alteração maior nos concretos com ARCV, uma vez que, quanto maior a sua
porosidade, maior será o grau de absorção e, consequentemente, de mais água a
mistura necessitará.
Verificou-se, ainda, que, para todos os concretos produzidos, a consistência é
classificada como firme, isto é, varia de 2 a 5 cm e que, segundo o manual da ACI
(1980), concretos com essa consistência podem ser utilizados em diversos tipos de
construções, dentre elas, paredes de fundação, pilares, vigas, lajes, pavimentos e etc.
Algumas características dos agregados como textura rugosa e forma angulosa
devem ter exercido influência preponderante sobre a trabalhabilidade, uma vez que
essas características têm a capacidade de provocar maior travamento, diminuindo a
mobilidade entre as partículas da mistura de concreto (FONSECA, 2006).
O grande fator que determinou os resultados foi a grande capacidade de
absorção dos ARCV, sendo este um fator importante para o amassamento do
concreto, uma vez que a retirada da água da mistura promovida pelo agregado altera
algumas propriedades do concreto no estado fresco, como a consistência e a
trabalhabilidade. E consequentemente, irá afetar o lançamento do concreto.
5.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO
5.3.1 Velocidade de propagação de onda ultrassônica
A Tabela 14 apresenta os resultados da velocidade de propagação de onda
ultrassônica obtida para cada tipo de concreto produzido.
62
Tabela 14 – Velocidade de propagação de onda ultrassônica dos concretos
% de substituição
Velocidade de propagação de
onda ultrassônica (m/s)
100% de ARCV
100% de BC
100% de BG
50% de ARCV-BC
50% de ARCV-BG
3915,33
4534,67
4815,00
4193,00
4388,67
Ao analisar os resultados obtidos na Tabela 14, percebe-se que, dos concretos
em proporção de substituição de 100%, o que obteve menor média de velocidade de
propagação de onda foram os produzidos com ARCV, sendo esse parâmetro cerca
de 14 e 19% menor que os concretos produzidos com agregados naturais de rocha
calcária e granítica, respectivamente. Com substituição de 50%, foi possível constatar
que os ARCV influenciam na diminuição da velocidade de propagação da onda, cujo
decréscimo gira em torno de 8 e 9% em relação aos concretos de BC e BG,
respectivamente.
Com base na Figura 16, pode-se aferir que os concretos com ARCV
apresentam velocidades de propagação inferiores aos concretos de BC e BG e, à
medida que diminui o percentual de substituição, isto é, de 100% para 50%, as
velocidades de propagação de onda dos concretos com BC e BG tendem a aumentar
em relação ao concreto com 100% de ARCV e a diminuir em relação a proporção de
100% dos concretos com BC e BG.
Figura 16 – Porcentagem de substituição x velocidade de propagação da onda
Velocidade de propagação
ultrassônica (m/s)
5000
4800
4600
4400
4200
4000
3800
3600
3400
3200
3000
100% ARCV
100% de BC
100% de BG
% de substituição
50% ARCV-BC
50% ARCV-BG
63
Pode-se, então, atribuir a diminuição da velocidade de propagação de onda ao
fato de o agregado reciclado ser poroso. No caso de 50% ARCV-BG, essa velocidade
aumentou devido à presença da brita granítica.
De modo geral, a compacidade do concreto cresce com o aumento da
velocidade de propagação de onda ultrassônica e vice-versa. Sendo assim, pode-se
aferir que os concretos com maior capacidade de serem compactados/adensados,
isto é, com maiores velocidades de onda, possuem menor índice de vazios e
possivelmente, serão mais resistentes.
5.3.2 Resistência à compressão axial
Comparam-se as resistências à compressão dos concretos com agregado
graúdo natural com os concretos que tiveram substituição de 50 e 100% de brita
(granítica e calcária) pelo ARCV. Os resultados referentes ao ensaio de resistência à
compressão axial aos 7 e 28 dias estão apresentados na Tabela 15.
Tabela 15 – Resultado do ensaio de compressão axial aos 7 dias de cura
% de substituição
100% de ARCV
100% de BC
100% de BG
50% de ARCV-BC
50% de ARCV-BG
Média da resistência à compressão axial (MPa)
7 dias
28 dias
19,93
25,98
21,83
29,58
25,54
33,91
18,49
29,60
24,08
26,79
Comparando os resultados médios obtidos (Tabela 15), observa-se que os
concretos com substituição de 100%, os ARCV, aos 7 dias, apresentam decréscimo
na resistência, sendo um percentual de cerca de 9 e 22% comparados com os
concretos de referência, isto é, de BG e BC, respectivamente. Aos 28 dias, esse
percentual ficou em torno de 12 e 23%. Dessa forma, nota-se que os percentuais de
decréscimo de resistência, tanto aos 7 dias como aos 28, são praticamente os
mesmos.
Em relação aos concretos com substituição parcial (50%), aos 7 dias,
apresentaram diminuição da resistência em torno de 6 e 15% em relação aos
64
concretos com 100% de BG e BC, respectivamente. Aos 28 dias, os concretos com
BG apresentaram decréscimo de 21%, no entanto, os concretos com BC
apresentaram um pequeno aumento de cerca de 0,1%.
Sendo assim, é possível aferir, com base nos resultados e no gráfico
apresentado na Figura 17, que o ARCV influenciam na diminuição da resistência dos
do concretos de referência, aos 7 e 28 dias de idade.
Figura 17 – Ensaio de compressão axial aos 7 e 28 dias de cura
Resistência à Compressão (MPa)
35
30
25
20
15
10
5
0
100% ARCV
100% BC
100% BG
7 dias
50% ARCV-BC
50% ARCV-BG
28 dias
Portanto, os ARCV possuem grande influência sobre a resistência do concreto,
uma vez que, segundo Mehta e Monteiro (1994), em concretos com agregados
reciclados, além da porosidade da matriz de cimento e da zona de transição, existe
também a porosidade do próprio agregado.
Fonseca (2006) cita que, possivelmente, o aumento da relação água/cimento
efetiva, a menor resistência do ARCV e a menor resistência da pasta-agregado,
devem ter colaborado para a redução sistemática da resistência do concretos em
relação aos de referência.
Acredita-se, então, que, além da relação água/cimento, grandeza inversamente
proporcional à resistência, a porosidade do agregado desempenha um importante
papel na resistência do concreto, sendo que, quanto mais poroso o agregado for, de
mais água a mistura necessitará para a realização do amassamento e,
consequentemente, menor será a resistência do concreto.
Outra possível causa para a redução da resistência à compressão dos
concretos com ARCV é a forma do agregado graúdo (Figura 18). Por ser mais angular
65
que os agregados graúdos naturais, não proporciona uma eficiente mistura,
produzindo, assim, concretos com maior quantidade de vazios, logo, menos
resistentes.
Figura 18 – Forma dos ARCV antes e depois do ensaio de resistência à compressão
Além da textura e forma dos ARCV, possivelmente, o teor de material
pulverulento presente nos ARCV ocasionou a diminuição da resistência, uma vez que
a ligação entre a pasta e o agregado graúdo é afetada pela diminuição da aderência.
Sendo assim, com a diminuição da aderência da ligação entre a pasta e o agregado
graúdo há, um decréscimo na resistência à compressão do concreto.
Dessa maneira, percebe-se que o ARCV influencia na diminuição da resistência
do concreto, quando comparado com os agregados naturais de rocha granítica e
calcária. No entanto, os resultados apontam para a viabilidade da utilização dos
ARCV, tendo em vista a sua resistência obtida.
66
6. CONCLUSÕES
O objeto geral desse trabalho foi analisar a viabilidade de utilização de resíduos
de cerâmica vermelha para a produção de agregado reciclado, especificamente a
fração graúda, como substituto do agregado natural de rocha granítica e calcária na
produção de concreto de cimento Portland. Partindo dessa assertiva e com os
resultados obtidos, conclui-se que:

Os ARCV apresentam propriedades físicas que influenciam diretamente na
qualidade do concreto, dentre elas, a massa específica e absorção/porosidade;

No estado fresco, a consistência e trabalhabilidade foram afetadas com mais
significância nos concretos com ARCV em função do grande grau de absorção
desses agregados, sendo necessário compensar a água de absorção. Com
substituição total a consistência é diretamente influenciada pela porosidade do
agregado, sendo esta propriedade inversamente proporcional a consistência
do concreto. Com substituição parcial, há um aumento da consistência nos
concretos com ARCV e BC, já nos concretos com ARCV e BG, há redução;

No estado endurecido, no tocante à velocidade de propagação de onda
ultrassônica, os concretos com ARCV apresentam velocidades de propagação
de onda menor que os concretos de referência e, à medida que o percentual
de substituição diminui (100 para 50%), as velocidades diminuem em função
da porosidade do agregado reciclado;

No que se refere à resistência à compressão, é possível aferir que os ARCV
influenciam na diminuição da resistência dos concretos de referência, aos 7 e
28 dias de idade, isto é, com o aumento da substituição, a resistência diminui;

Possivelmente, além da relação água/cimento efetiva, a forma, textura e a
quantidade de material pulverulento dos ARCV contribuíram para a diminuição
das propriedades do concreto fresco e endurecido.
Portanto, o estudo indica que o resíduo, até então considerado como um
problema ambiental, não inviabiliza a produção de concreto, tendo em vista os
resultados mecânicos obtidos; no entanto, faz-se necessário conhecer suas
propriedades físicas, como absorção/porosidade, para que se possa estimar a
quantidade necessária de água para o amassamento.
67
REFERÊNCIAS
ABC. Cerâmica no Brasil: considerações gerais. [2012?]. Disponível em: <
http://www.abceram.org.br/site/index.php?area=2 > Acesso em 10 mar. 2013.
ABCP. Guia básico de utilização do cimento portland. 7.ed. São Paulo, 2002.
28p.
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_____. NBR 11768. Aditivos químicos para concreto de cimento Portland –
Requisitos. Rio de Janeiro, 2011.
_____. NBR 15900-1. Água para amassamento do concreto Parte 1 – Requisitos.
Rio de Janeiro, 2009.
_____. NBR 5733. Cimento Portland de alta resistência inicial. Rio de Janeiro:
ABNT, 1991.
_____. NBR 5738. Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos-deprova. Rio de Janeiro: ABNT, 2003.
_____. NBR 5739. Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova
cilíndricos. Rio de Janeiro: ABNT, 2007.
_____. NBR 6118. Projeto de estruturas de concreto – procedimento. Rio de
Janeiro: ABNT, 2007.
_____. NBR 7211. Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio
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