Tchne EducaoProduo de blocos de concreto em obra com utilizao de resduo cimentcio como agregado - um exerccio de sustentabilidadePesquisa mostra como possvel fabricar blocos de concreto, em canteiro, com uso de agregados recicladosPedro Henrique Monteiro Celestino, Helena Carasek, Oswaldo CascudoEdio 208-Julho/2014Pedro Henrique Monteiro Celestinoengenheiro civil, mestre em construo civil e pesquisador do Programa de Ps-Graduao em Geotecnia, Estruturas e Construo Civil da Universidade Federal de Gois (PPG-Gecon/UFG)phmcelestino@gmail.comHelena Carasekengenheira civil, doutora em construo civil e professora do PPG-Gecon/UFGhcarasek@gmail.comOswaldo Cascudoengenheiro civil, doutor em construo civil e professor do PPG-Gecon/UFGocascudo@gmail.com

Figura 1 -Vista geral da edificao, na cidade de Goinia, onde se desenvolveu a presente pesquisa

O crescente aumento populacional das reas urbanas nas ltimas dcadas gera uma demanda por moradias e infraestrutura urbana que, por sua vez, colabora com o crescimento da indstria da construo civil, produtora de bens de consumo durveis, mas tambm grande geradora de resduos.Os resduos gerados nos processos inerentes construo civil, os chamados Resduos de Construo e Demolio (RCD), ainda so preocupantes em termos do percentual produzido e dos impactos ambientais. A quantidade de RCD gerada em um municpio brasileiro pode variar de 54% a 70% do total dos resduos slidos urbanos (Buttler, 2007). No contexto, ento, do desenvolvimento sustentvel e em pleno momento de reflexes sobre as questes ambientais, notadamente sobre o RCD produzido em grandes centros urbanos, desenvolveu-se o presente trabalho, que visou otimizao da produo de blocos de concreto de vedao na prpria obra com a utilizao de resduos de construo. O trabalho foi desenvolvido no canteiro de obras de uma edificao residencial de mltiplos pavimentos (figura 1), sendo esta incorporada e construda por uma empresa que atua desde 1986 no segmento da construo civil, no Centro-oeste brasileiro.Preocupada com questes ambientais, a construtora vem desenvolvendo na regio polticas e aes voltadas ao estabelecimento de metas para reduzir, reusar e reciclar o resduo gerado em canteiro. Nesse sentido, uma das aes na rea das alvenarias e revestimentos foi a substituio do bloco cermico pelo bloco de concreto. Isto propiciou a reduo de resduos tanto de argamassa como de blocos, j que o bloco de concreto produzido na regio possui em geral qualidade superior do bloco cermico. Alm do mais, o uso do bloco de concreto requer um planejamento maior em termos de modulao da alvenaria e isto induz fortemente necessidade do desenvolvimento de projeto de alvenaria de vedao, o que de fato ocorreu no presente caso. Com isso, introduz-se um maior nvel de racionalizao a esse sistema, com menores ndices de desperdcio e de gerao de resduos. A opo pelo bloco de concreto permitiu tambm o reaproveitamento mais fcil dos resduos na prpria obra, em funo de sua homogeneidade e composio.Assim, aps reduzir ao mximo a quantidade de resduos na alvenaria e nos revestimentos, dentro de uma viso sistmica exercida nessas etapas iniciais da obra, a construtora buscou na sequncia o reaproveitamento dos resduos ainda gerados. Implantou-se, ento, um processo de produo de blocos de concreto na obra, com a instalao de uma mquina vibro-prensa (figura 2) e com a produo, no canteiro, de parte da demanda de componentes necessria totalidade do sistema de vedao em alvenaria. Esses blocos foram produzidos empregando-se resduos cimentcios gerados nos processos de elevao das alvenarias e de execuo dos revestimentos de argamassa.Figura 2 -Produo dos blocos: mquina vibro-prensa

Figura 3 -Produo do agregado reciclado; britadores

Mediante essa ao, 50% a 60% do total de blocos de concreto utilizados na obra passaram a ser produzidos dentro do prprio canteiro, utilizando- se materiais usuais (areia artificial e pedrisco) e agregados reciclados. Estes ltimos foram processados dentro do canteiro de obra por meio de um britador de martelos (figura 3), a partir de resduos da quebra de blocos de concreto e de restos de argamassa gerados na construo.Objetivando-se otimizar a produo dos blocos de concreto de vedao frente incorporao de maior quantidade de resduo no trao que j era produzido no canteiro, bem como visando a reduzir os custos de produo em relao aos materiais empregados, realizou-se uma pesquisa experimental (Celestino, 2013), da qual parte dos resultados apresentada neste artigo.

Materiais e mtodosOs agregados empregados na produo dos blocos (areia artificial, pedrisco e agregado de resduo) foram caracterizados de acordo com as normas brasileiras (tabela 1). A curva granulomtrica dos agregados est apresentada na figura 4. Assumindo-se os critrios da NBR ABNT 15.116:2004 - Agregados Reciclados de Resduos Slidos da Construo Civil - Utilizao em Pavimentao e Preparo de Concreto sem Funo Estrutural - Requisitos, que classifica o agregado reciclado classe A em Agregado de Resduo de Concreto (ARC) e Agregado de Resduo Misto (ARM), estabelecendo parmetros para caracterizar o agregado grado, pode-se melhor qualificar, de forma adaptada, a origem e a natureza do agregado mido do presente trabalho. Dessa forma, pode-se classificar o agregado reciclado empregado neste trabalho como ARC, tendo em vista que ele apresenta soma dos percentuais do grupo 1 (fragmentos que apresentam pasta de cimento endurecida em mais de 50% do volume) e do grupo 2 (fragmentos constitudos por rochas em mais de 50% do volume) maior ou igual a 90%. Para a produo dos blocos foi empregado o cimento Portland CP V-ARI.

Os blocos j produzidos na obra (Referncia - trao A) tambm foram caracterizados, conforme a tabela 2. Esses blocos no continham resduo.Posteriormente caracterizao dos materiais e dos blocos existentes na obra (produzidos com o trao A), foram estudados tambm os blocos produzidos com os traos B e C, como mostrado na tabela 3. Para o trao B, promoveu-se a substituio, em massa, da areia artificial por agregado reciclado em percentuais que variaram de 30% a 100%, em intervalos de 10%, mantendo-se a relao cimento:agregados fixa em 1:18, proporo esta que a mesma do trao original de referncia (trao A). Para o trao C, variou-se a proporo cimento:agregados, acrescentando maior quantidade de agregado reciclado e mantendo-se o teor de areia artificial, adicionando portanto o agregado reciclado em propores que variaram de 3,75 a 11, de uma em uma unidade, resultando nos seguintes traos, em massa: 1:13,75, 1:15, 1:16, 1:17, 1:18, 1:19, 1:20 e 1:21 (tabela 3).Figura 5 -Corpos de prova para ensaio de resistncia compresso

Figura 6 -Equipamentos utilizados na moldagem

No trao C no se utilizou pedrisco. Nesta etapa da pesquisa, os estudos de dosagem foram conduzidos em corpos de prova cilndricos, com dimenses de 5 cm de dimetro e 10 cm de altura, seguindo a metodologia proposta por Frasson Jr. (2000).Utilizando-se os traos apresentados na tabela 3, foram moldados 136 corpos de prova (figura 5), que foram ensaiados quanto resistncia compresso. Foram avaliadas as seguintes caractersticas dos concretos associadas moldagem dos corpos de prova: densidade de moldagem, umidade da massa de concreto no momento da moldagem, teor de incorporao de resduo (para o trao B) e variao do consumo de cimento (para o trao C).Depois de ensaiados os corpos de prova, definiu-se um trao timo para se produzir os blocos de concreto contendo resduos no canteiro de obras e avaliar o efeito de dois processos distintos de cura, a saber: cura ao ambiente nas "gaiolas" sem cuidados especiais (cura ao ar) (figura 7) e cura em "gaiola" coberta com lona plstica (cura por envelopamento), por um perodo de 72 horas (figura 8).Considerou-se trao timo aquele em que, ao se utilizar o menor consumo de cimento, se obteve a resistncia mdia dos corpos de prova superior a 4 MPa. Ressalta-se que o fator de correlao da resistncia dos blocos de concreto e dos corpos de prova cilndricos foi determinado previamente no estudo, tendo resultado igual a 2. Dessa forma, o valor de resistncia compresso dos corpos de prova, sendo maior do que 4 MPa, garante uma resistncia mdia dos blocos maior do que 2 MPa, o que propicia suficiente margem de segurana para a definio do fbk (evidentemente mantendo-se o controle da variabilidade da resistncia dos blocos).

Figura 7 -Processos de cura testados: cura ao ambienteFigura 8 -Processos de cura testados: blocos curados por envelopamento (cura com lona)

Resultados e discussoA partir do estudo de dosagem realizado em laboratrio com corpos de prova cilndricos, foi possvel determinar a resistncia compresso das vrias sries moldadas para o trao B e trao C (figuras 9 e 10).Na figura 9 pode-se observar que os valores de resistncia compresso dos corpos de prova moldados com o trao B cresceram medida que se aumentou a percentagem de substituio de agregados reciclados. O agregado reciclado utilizado na pesquisa demonstra, portanto, um bom potencial para incremento da resistncia compresso, tendncia esta claramente verificada na figura. Uma das razes plausveis para esse resultado est calcada na natureza do material utilizado como agregado reciclado (cimento e agregado), o que pode implicar incorporao mistura global de parte de cimento ainda no hidratado (certa parcela de cimento anidro), contribuindo, mesmo que pequena quantidade, para um aumento da relao cimento/ agregados da mistura.Outro fator que deve ser considerado a maior quantidade de finos presentes no agregado reciclado, o que pode contribuir para um eventual efeito fler no concreto, aumentando assim a compacidade e, consequentemente, a resistncia do material.No caso do proporcionamento B, pode-se observar que mesmo utilizando- se 100% de agregado reciclado na composio do concreto, em substituio areia artificial, possvel a obteno de valores bastante satisfatrios de resistncia compresso, o que comprova a boa qualidade do agregado reciclado empregado nesta pesquisa, produzido a partir de resduo cimentcio.Analisando-se os resultados da figura 10, pode-se inferir que, quanto maior a relao agregado/cimento, ou seja, quanto menor a quantidade de cimento empregada no trao C, menores so os valores de resistncia obtidos, o que um resultado totalmente esperado. No entanto, apesar da reduo de resistncia, os resultados ainda se apresentam satisfatrios, mesmo para os traos mais pobres em cimento.

No caso em questo, considerando os valores individuais e os critrios para a definio do fbk, tem-se que o proporcionamento 1:18 garantiu uma margem de segurana adequada na obteno do fbk, o que depois foi confirmado com a resistncia dos blocos, como se tem na tabela 4. Dessa forma, definiu-se como trao timo o trao C com proporo cimento:agregados de 1:18, pois ele foi o trao de menor consumo de cimento com resistncia acima de 4 MPa. Com este trao foram produzidos ento blocos de concreto na obra e estes foram curados de duas formas distintas: como tradicionalmente ocorre na obra, sem cuidados especiais, e envelopados com lona plstica. Os resultados de caracterizao dos blocos esto apresentados na tabela 4.Alm desses resultados da tabela 4, para os blocos curados ao ambiente com 28 dias de idade foi realizado tambm o ensaio de retrao por secagem, cujo resultado mdio foi de 0,025%, mostrando que o trao adotado tambm atende NBR 6.136 quanto a este requisito, ou seja, valores mximos de 0,065%, com a ressalva de que este ensaio envolveu a situao mais crtica quanto cura dos blocos (ao ambiente).Visando a avaliar a influncia do tipo de cura, os resultados individuais de resistncia compresso foram submetidos a uma anlise estatstica de varincia (Anova). Esta anlise comprovou a significncia do tipo de cura. A cura com lona obteve os melhores resultados quando comparado ao processo de cura ao ambiente (figura 11), sendo justificvel sua aplicao no canteiro de obra, pois este processo agregou valor ao bloco produzido e de fcil execuoNa regio onde foram produzidos os blocos, o clima entre os meses de abril a outubro usualmente caraterizado por altas temperaturas e baixas umidades relativas do ar, fatores estes que, combinados, proporcionam perda rpida de umidade dos blocos recm-produzidos, restringindo a quantidade de gua disponvel para hidratao do cimento, alm de poder gerar microfissurao nos componentes.Ao se executar o processo de cura por envelopamento com lona plstica, cria-se um microclima com elevada umidade, contribuindo assim com a melhor hidratao do cimento. Alm disso, devido s reaes de hidratao, que so exotrmicas, h uma tendncia de que haja certo aumento de temperatura no interior da gaiola envelopada, o que pode contribuir com a acelerao das reaes de hidratao do cimento, por ocorrncia de uma espcie de cura trmica dos componentes.

ConclusesDesta pesquisa, foram obtidas as seguintes concluses:A produo em obra de blocos de concreto com agregados reciclados dos prprios blocos e de outros resduos cimentcios utilizados no canteiro mostrou-se vivel, representando assim uma alternativa sustentvel para o reaproveitamento dos resduos gerados em obra.A utilizao de blocos de concreto para execuo das alvenarias de vedao da edificao outro fator importante, devido gerao de menor quantidade de resduo e qualidade superior do agregado reciclado produzido, quando comparado ao agregado reciclado proveniente de resduos de blocos cermicos. possvel a obteno de blocos com caractersticas e propriedades adequadas substituindo os agregados de rochas naturais britadas (areia artificial e pedrisco) por agregados reciclados. Os resultados comprovam que os blocos produzidos com a utilizao de agregados reciclados atendem aos requisitos normativos quanto absoro de gua, resistncia compresso, anlise visual e retrao.No trao com utilizao de areia artificial, pedrisco e agregado reciclado (trao B), procedeu-se substituio de at 100% da areia artificial pelo agregado reciclado, obtendo-se um ganho na resistncia compresso de at 12%. Esta insero de mxima parcela de agregado reciclado no proporcionamento resultou em reduo de custo de 14% na produo dos blocos de concreto, em relao ao trao de referncia.Para o trao com utilizao exclusiva de areia artificial e agregado reciclado (trao C), variou-se a proporo cimento:agregados de 1:13,75 para 1:18 (elevao de 31% da parcela de agregados). Isto gerou um decrscimo da resistncia compresso de 19%, o que, mesmo assim, garantiu o atendimento aos requisitos normativos. Essa alterao da relao cimento:agregados para o trao C proporcionou uma reduo de custo de 18,6% na produo das unidades de alvenarias, quando comparada ao trao de referncia.Quanto ao processo de cura, comprovou- se que a cura dos blocos envelopados com lona plstica proporcionou melhoria de 61% nos resultados dos ensaios de resistncia compresso, em relao cura ao ambiente.RefernciasAssociao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT). NBR 6.136 -Blocos Vazados de Concreto Simples para Alvenaria Estrutural. Rio de Janeiro, 2007.Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT). NBR 15.116 -Agregados Reciclados de Resduos Slidos da Construo Civil - Utilizao em Pavimentao e Preparo de Concreto sem Funo Estrutural - Requisitos. Rio de Janeiro, 2004.Uso de agregados reciclados de concreto em blocos de alvenaria estrutural.Buttler, A. M. So Carlos, 2007. 499 p. Tese (Doutorado) - Escola de Engenharia de So Carlos da Universidade de So Paulo.Produo de blocos de concreto em obra com utilizao de resduo cimentcio como agregado.Celestino, P. H. M. 2013. 211f. Dissertao (Mestrado) - PPG/Gecon, Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal de Gois, Goinia, 2013.Proposta de metodologia de dosagem e controle do processo produtivo de blocos de concreto para alvenaria estrutural.Frasson Jnior, A. 2000. 146f. Dissertao (Mestrado) - Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianpolis, 2000.