Ambiente Construdo, Porto Alegre, v. 12, n. 3, p. 125-134, jul./set. 2012. ISSN 1678-8621 2005, Associao Nacional de Tecnologia do Ambiente Construdo. Todos os direitos reservados.

125

Durabilidade de concretos com agregados reciclados: uma aplicao de anlise hierrquica Durability of recycled aggregate concrete: an analytical hierarchy process application

Eduardo Pereira Marcelo Henrique Farias de Medeiros Salomon Mony Levy

Resumo preocupao com a destinao dos resduos de demolio de construes e a escassez de materiais naturais para a produo de agregados tm motivado a realizao de estudos sobre o reaproveitamento dos resduos da construo em diferentes pases. O

presente trabalho discute o uso combinado de agregados reciclados de construo e demolio e agregados naturais, para se obter resistncias adequadas do concreto, enfatizando a durabilidade dos elementos estruturais executados. A contribuio principal deste estudo foi o emprego da Anlise Hierrquica (AHP), para comparar o nvel de desempenho das opes consideradas. Essa tcnica baseia-se na identificao dos elementos-chave para a tomada de deciso na definio de prioridades e na consistncia lgica do modelo de priorizao construdo. Foram includos no estudo treze traos de concreto (um de referncia mais doze variaes de teores de agregados reciclados) para cada um dos trs nveis de resistncia compresso de dosagem considerados (20, 30 e 40 MPa), totalizando 39 proporcionamentos de concretos. Essas variaes foram avaliadas utilizando-se oito parmetros, e o emprego da AHP teve o objetivo de proporcionar uma avaliao global dos casos estudados. A Anlise Hierrquica mostrou-se eficaz no auxlio tomada de decises na dosagem do concreto com agregados reciclados. Palavras-chave: Anlise hierrquica. Concreto. Agregados reciclados. Durabilidade.

Abstract The concern about the disposal of waste from the demolition of buildings and the scarcity of natural materials for the production of aggregates have motivated the realization of studies on the reuse of construction waste in different countries. This paper discusses the combined use of recycled aggregates from construction and demolition waste and natural aggregates in order to obtain suitable concrete strengths, emphasizing the durability of the structural elements produced. The main contribution of this paper is the use of hierarchical analysis to compare the performance of the options considered. This technique is based on identifying the key elements for decision-making in setting priorities and on the logical consistency of the model to be built. Thirteen concrete mix proportions were included in the study (one reference plus twelve different levels of recycled aggregate) for each of the three levels of compressive strength considered (20, 30 and 40 MPa), totaling 39 mix proportions. These variations were evaluated using eight parameters and applying AHP for the purpose of providing a comprehensive assessment of the cases studied. The Analytical Hierarchy tool was effective in supporting decision-making in the process of designing concrete mix with recycled aggregates. Keywords: Analytical hierarchy process. Concrete. Recycled aggregates. Durability.

A

Eduardo Pereira Departamento de Construo Civil,

Centro Politcnico Universidade Federal do Paran

Jardim das Amricas Caixa Postal 19011

Curitiba - PR - Brasil CEP 81531-980

Tel.: (41) 3361-3364 E-mail:

engenheiroeduardopereira@gmail.com

Marcelo Henrique Farias de Medeiros

Departamento de Construo Civil, Centro Politcnico

Universidade Federal do Paran E-mail: medeiros.ufpr@gmail.com

Salomon Mony Levy Departamento de Cincias Exatas e

Tecnologia Universidade Nove de Julho

Rua Dr. Adolfo Pinto, 109 Barra Funda

So Paulo SP Brasil Tel.: (11) 3665-9000

E-mail: 123.salomon@gmail.com

Recebido em 06/10/11 Aceito em 26/05/12

Ambiente Construdo, Porto Alegre, v. 12, n. 3, p. 125-134, jul./set. 2012.

Pereira, E.; Medeiros, M. H. F. de; Levy, S. M. 126

Introduo A preocupao com o impacto gerado pela produo de resduos provenientes da construo civil e a perspectiva de aumento no nmero de demolies tm gerado estudos em vrios pases quanto s possibilidades de reaproveitamento desses resduos como agregados. A substituio dos agregados convencionais por agregados reciclados apresenta diversas vantagens, como economia na aquisio de matria-prima, diminuio da poluio gerada pela produo dos agregados e melhora na preservao das reservas naturais de matria-prima do planeta.

As caractersticas dos resduos usados influenciam muitas das propriedades do concreto com agregados reciclados. Isso j foi comprovado por diversas pesquisas (LEITE, 2001; AWASTHI; CHAUHAN, 2011; VIDAL et al., 2010; ISSAI et al., 2011), e as alteraes podem ser percebidas tanto no estado fresco como no estado endurecido do concreto moldado a partir de resduos (HANSEN, 1992). Tam, Tam e Wang (2006) citam que as caractersticas inerentes ao agregado reciclado, incluindo alta porosidade e elevado nvel de impurezas, afetam a resistncia mecnica de concretos produzidos com esses materiais e limitam suas aplicaes. Atualmente, no Brasil, a aplicao mais comum de agregados de concreto reciclado ocorre em sub-base de pavimentos, no entanto, quando atingidas certas propriedades, a utilizao pode ocorrer em qualquer situao (PINTO, 1999).

Hansen (1992) apresentou resultados de combinaes de agregados reciclados tanto midos quanto grados. Os concretos nos quais foi usada somente a frao grada do agregado reciclado apresentaram diminuio de apenas 5% no valor da resistncia compresso em relao ao concreto com agregados naturais. Para uma substituio total, ou seja, a utilizao de fraes mida e grada, tal reduo chegou a valores entre 20% e 40%. Quando adotada uma substituio parcial, em que existe na frao mida uma composio de 50% de material natural (areia) e 50% de agregado reciclado, a reduo ficou entre 10% e 20%.

Vieira, Dal Molin e Lima (2004) verificaram que, quanto menor a relao gua-cimento (a/c) e maior o percentual de substituio dos agregados grados reciclados, menores foram as resistncias. O autor atribui essa diminuio baixa resistncia e densidade dos gros do agregado reciclado e tambm maior demanda de gua por parte desses agregados para obter-se determinada trabalhabilidade, sendo esse efeito mais

pronunciado em agregados com baixas relaes a/c.

Alguns estudos tm sido realizados para melhor compreender os efeitos do agregado reciclado no concreto ante sua durabilidade. De acordo com Evangelista e Brito (2010), a migrao de cloretos tende a aumentar com a elevao na substituio de agregados reciclados finos, e em alguns casos esse incremento chega a 34% para o concreto com total substituio em comparao com o concreto de referncia. Vieira, Dal Molin e Lima (2004) afirmam que o efeito do uso de agregado reciclado no potencial de corroso to menor quando menor a relao a/c utilizada. Essa uma rea de pesquisa que precisa ainda ser mais bem explorada, principalmente no Brasil, pois a utilizao de concretos com agregados reciclados s ir ganhar espao no mercado quando conhecermos muito bem sua durabilidade em comparao com o concreto convencional.

O objetivo principal deste trabalho apresentar a ferramenta Analytic Hierarchy Process (AHP), ou simplesmente Anlise Hierrquica, utilizada para a tomada de decises de forma sistmica, considerando um conjunto de parmetros interpretados de forma global. Essa ferramenta de gerenciamento foi utilizada nesta pesquisa para auxiliar a fundamentar a seleo de concretos com a incorporao de agregados reciclados, buscando-se reduzir o impacto ambiental gerado pela indstria do concreto e, ao mesmo tempo, garantir uma durabilidade mnima para os materiais.

Com base no exposto anteriormente e utilizando-se dados obtidos da tese de doutorado de Levy (2001), este trabalho discute, a partir da Anlise Hierrquica, combinaes entre agregados reciclados de construes e demolies e agregados naturais, para obterem-se determinadas resistncias do concreto, com vistas durabilidade dos elementos estruturais executados.

Aplicao de anlise hierrquica Uma escolha ou tomada de deciso apresenta a necessidade de avaliao de um conjunto de alternativas. Todos os dias, naturalmente, nosso crebro decide entre inmeras opes utilizando uma srie de critrios predefinidos, sem que nos preocupemos com esse processo. Um exemplo o caminho a percorrer at determinado ponto. Muitas vezes a menor distncia no o nico critrio que adotamos; tambm podemos decidir em funo de

Ambiente Construdo, Porto Alegre, v. 12, n. 3, p. 125-134, jul./set. 2012.

Durabilidade de concretos com agregados reciclados: uma aplicao de anlise hierrquica 127

segurana no trajeto, provvel presena de congestionamentos, etc.

Com base nessa ideia, Saaty, no incio dos anos 1970, desenvolveu uma tcnica chamada Analytic Hierarchy Process (AHP) ou simplesmente Anlise Hierrquica (COSTA, 2002). O AHP um dos mais conhecidos mtodos de tomada de decises, sendo utilizado por vrios autores como ferramenta de gerenciamento. A tcnica est apoiada em trs princpios bsicos do pensamento analtico:

(a) construo hierrquica, pela qual so identificados os elementos-chave para a tomada de deciso;

(b) definio de prioridades; e (c) consistncia lgica do modelo de priorizao construdo.

A etapa de definio do objetivo que se quer alcanar com a aplicao da AHP de suma importncia para obter-se um modelo adequado. Neste trabalho o objetivo verificar qual a melhor combinao, em porcentagem de mistura entre agregados reciclados e agregados naturais, para obter-se um concreto com dada resistncia, apoiado em critrios que visem durabilidade das estruturas de concreto executadas com esses traos. O segundo ponto da AHP consiste na identific