RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: UTILIZADO COMO BASE …
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Anderson Fabiano De Sousa Brito
RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: UTILIZADO COMO BASE E SUB-BASE NA
PAVIMENTAÇÃO DE VIAS
Palmas – TO
2020
Anderson Fabiano De Sousa Brito
RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: UTILIZADO COMO BASE E SUB-BASE NA
PAVIMENTAÇÃO DE VIAS
Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) II elaborado e
apresentado como requisito parcial para obtenção do
título de bacharel em Engenharia Civil pelo Centro
Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA).
Orientador: Prof. Denis Parente
Palmas – TO
2020
Anderson Fabiano De Sousa Brito
RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: UTILIZADO COMO BASE E SUB-BASE NA
PAVIMENTAÇÃO DE VIAS
Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) II elaborado e
apresentado como requisito parcial para obtenção do
título de bacharel em Engenharia Civil pelo Centro
Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA).
Orientador: Prof. Denis Parente
Aprovado em: _____/_____/_______
BANCA EXAMINADORA
____________________________________________________________
Prof. Denis Parente
Orientador
Centro Universitário Luterano de Palmas – CEULP
____________________________________________________________
Prof. xxxxxxx
Avaliador
Centro Universitário Luterano de Palmas – CEULP
____________________________________________________________
Prof. xxxxxxx
Avaliador
Centro Universitário Luterano de Palmas – CEULP
Palmas – TO
2020
Dedico este trabalho aos meus familiares, a minha esposa
Deise Viviane Nascimento Silva Brito, que nunca mediu
esforços para me apoiar; aos amigos, meus professores e
todos que contribuíram para que isso acontecesse.
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar quero agradecer a Deus por estar sempre ao meu lado e me guiando
até esse presente momento, por ter me dado força, paciência e muita fé, principalmente nos
momentos que pensei em desistir, Agradeço a minha família, pois através deles tive força para
realizar esse sonho, a minha esposa Deise Viviane Nascimento Silva Brito, por estar sempre ali
dando apoio, carinho e amor.
A todos os professores que contribuíram ao colegiado de engenharia Civil, que durante
a graduação em todo esse período para minha formação acadêmica e aos meus colegas e amigos.
Quero agradecer ao meu amigo Neton, por ter disponibilizado seu laboratório e por
compartilhar seu conhecimento atribuindo para meu aprendizado.
Agradeço a banca examinadora que com competência, ética e criticidade, contribuíram
para esse estudo.
Agradeço imensamente a meu orientador Professor Dênis pela competência, paciência,
pela sua atenção, disponibilidade, orientações e sugestões que foram essenciais para a
realização deste trabalho. Afirmo ainda, que sem a sua orientação, seria impossível a conclusão
desta pesquisa.
Meu muito obrigado a todos os envolvidos, essa vitória é nossa!
RESUMO
O agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil (RCD) é uma alternativa
aos materiais convencionais de pavimentação, esses resíduos de construção e
demolição (RCD) são gerados em quantidades expressivas nas cidades de grande e
médio portes no Brasil e são comumente descartados de forma irregular.
Esse trabalho analisa o comportamento mecânico do agregado reciclado de resíduo
sólido da construção civil para emprego em camadas de base e sub-base, teve como
pesquisa ensaios laboratoriais. O material avaliado de agregado reciclado foi
determinado em laboratório por meios de ensaios: determinação da composição do
agregado reciclado, determinação da massa específica dos grãos, análise
granulométrica, determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco
máximo, compactação e índice de suporte Califórnia.
Os resultados mostraram que o comportamento mecânico do agregado reciclado
apresenta uma forte dependência da eficiência da compactação. Quando submetido a
uma compactação adequada, o material reciclado comporta-se tal qual uma brita
graduada simples.
ABSTRACT
The recycled aggregate of solid construction waste (RCD) is an alternative to conventional
paving materials, these construction and demolition residues (RCD) are generated in
significant quantities in large and medium-sized cities in Brazil and are commonly discarded
irregular.
This work analyzes the mechanical behavior of the recycled aggregate of solid construction
waste for use in base and sub-base layers, with laboratory tests as research. The evaluated
material of recycled aggregate was determined in the laboratory by means of tests:
determination of the composition of the recycled aggregate, determination of the specific
gravity of the grains, granulometric analysis, determination of the optimum moisture and
maximum dry specific weight, compaction and California support index.
The results showed that the mechanical behavior of the recycled aggregate is strongly
dependent on the efficiency of compaction. When subjected to an adequate compaction, the
recycled material behaves just like a simple graded gravel.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à
granulometria. ........................................................................................................................... 44
Tabela 2: Classificação T.R.B. – Transportation Research Board (antiga H.R.B.) com as
divisões. .................................................................................................................................... 44
Tabela 3: Valores mínimos de ISC e máximos de expansão recomendados para emprego de
agregado reciclado em camadas de pavimentos. ...................................................................... 49
Tabela 4: Massa específica do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental. .......... 52
Tabela 5: Porcentagens passantes verificadas para o agregado reciclado da empresa Ambiental.
.................................................................................................................................................. 53
Tabela 6: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à
granulometria. ........................................................................................................................... 54
Tabela 7: Valores de peso específico seco máximo e umidade de compactação encontrados para
agregados reciclados. ................................................................................................................ 57
Tabela 8: Aberturas das peneiras e respectivas porcentagens passantes verificadas para o
agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental antes e depois da compactação. ......... 58
Tabela 9: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à
granulometria. ........................................................................................................................... 60
Tabela 10: Variações de índice de degradação de Ruiz para o agregado reciclado da empresa
recicladora Ambiental de acordo com a energia de compactação. ........................................... 61
Tabela 11: Valores de índice de suporte Califórnia obtidos para o agregado reciclado
compactado na energia intermediária e modificada. ................................................................ 62
Tabela 12: Valores índice de suporte Califórnia para diferentes tipos de agregados reciclados.
.................................................................................................................................................. 63
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Disposição inadequada de resíduos sólidos da construção civil. .............................. 18
Figura 2: Captação realizada na Usina de Reciclagem do RCC da Prefeitura de Ribeirão Preto.
.................................................................................................................................................. 20
Figura 3: Estimativa de RCC coletada nas diferentes regiões do Brasil (t/dia) ....................... 23
Figura 4: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC. ..................... 27
Figura 5: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC ...................... 28
Figura 6: Agregados reciclados de concreto............................................................................. 28
Figura 7: Agregados reciclados de concreto............................................................................. 30
Figura 8: Resposta mecânica do pavimento flexível. ............................................................... 30
Figura 9: Mapa de localização/Empresa Ambiental Usina de Reciclagem. ............................. 36
Figura 10: Empresa Ambiental. ................................................................................................ 39
Figura 11: Coleta do agregado reciclado. ................................................................................. 39
Figura 12: Material reciclado transportado. ............................................................................. 40
Figura 13: Material retirado. ..................................................................................................... 40
Figura 14: Material secando ao ar. ........................................................................................... 40
Figura 15: Peneira 4``. .............................................................................................................. 41
Figura 16: Peneira ¾. ................................................................................................................ 41
Figura 17: Material retido na peneira ¾/material retido na peneira 4. ..................................... 42
Figura 18: Material retido na peneira 4”. ................................................................................. 42
Figura 19: Material: grosso, médio e fino ................................................................................ 45
Figura 20: Material pesado e separado para compactação. ...................................................... 45
Figura 21: Soquete e cilindro metálico grande. ........................................................................ 46
Figura 22: Detalhe do cilindro e compactação ......................................................................... 46
Figura 23: Corpos-de-prova em imersão para determinar expansão. ....................................... 50
Figura 24: Corpo-de-prova submetido à prensa. ...................................................................... 50
Figura 25: Granulometria inicial do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental. . 54
Figura 26: Composição granulométrica para ensaios com substituição de material. ............... 55
Figura 27: Curvas de compactação para energias intermediária e modificada. ....................... 56
Figura 28: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental
antes e depois da compactação, em relação à porcentagem passante. ...................................... 59
Figura 29: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa Ambiental antes e depois
da compactação, em relação à porcentagem retida. .................................................................. 59
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CEULP Centro Universitário Luterano de Palmas
TCC Trabalho de Conclusão de Curso
ULBRA Universidade Luterana do Brasil
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ISO Organização Internacional de Normalização
NBR Norma Brasileira Regulamentadora
DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
CEULP Centro Universitário Luterano de Palmas
TCC Trabalho de Conclusão de Curso
ULBRA Universidade Luterana do Brasil
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
ISO Organização Internacional de Normalização
NBR Norma Brasileira Regulamentadora
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 15
1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 15
1.2 PROBLEMÁTICA .......................................................................................................... 16
1.3 OBJETIVOS ................................................................................................................... 16
1.3.1 Objetivo geral ................................................................................................................ 16
1.3.2 Objetivos específicos ..................................................................................................... 17
2. REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................ 18
2.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC) ........................................................... 18
2.2 RECLICAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL ................... 20
2.2.1 Aspectos históricos ........................................................................................................ 20
2.2.2 Plano Nacional de Resíduos Sólidos ............................................................................ 21
2.2.3 Norma ABNT NBR 15115 traz o processo de controle tecnológico dos materiais .. 24
2.2.4 Impacto Ambiental ....................................................................................................... 25
2.2.5 Utilização dos resíduos .................................................................................................. 26
2.2.6 Camadas do Pavimento ................................................................................................ 29
2.2.7 Pavimentos Flexíveis ..................................................................................................... 29
2.3 PAVIMENTACAO COM AGREGADO RECICLADO ............................................... 31
2.3.1 Pavimentação com agregado reciclado ....................................................................... 31
3. METODOLOGIA CIENTIFICA ................................................................................ 32
3.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA ................................................................................ 32
3.2 ENSAIO DO ÍNDICE DE SUPORTE DE CALIFÓRNIA (CBR) ................................ 33
3.3 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO .................................................................................... 33
3.4 ENSAIO DETERMINAÇÃO LIMITE DE LIQUIDEZ ................................................ 34
3.5 LIMITE DE PLASTICIDADE ....................................................................................... 34
3.6 APLICAÇÃO DO AGREGADO RECICLADO ............................................................ 35
3.7 FLUXOGRAMA ............................................................................................................ 35
3.8 CAPTAÇÃO DO AGREGADO ..................................................................................... 36
4. CRONOGRAMA .......................................................................................................... 37
5. ORÇAMENTO .............................................................................................................. 38
6. ENSAIO EXPERIMENTAL EM LABORATÓRIO ................................................. 39
6.1 MATERIAL ANALISADO EM LABORATÓRIO ....................................................... 39
6.1.1 Ensaios de Caracterização física em laboratório ....................................................... 40
6.1.2 Determinação da composição do agregado reciclado ................................................ 41
6.1.3 Determinação da massa específica dos grãos ............................................................. 41
6.1.4 Análise granulométrica ................................................................................................. 42
6.1.5 Ensaios de compactação ............................................................................................... 45
6.1.6 Determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco máximo ............. 46
6.1.7 Granulometria ............................................................................................................... 47
6.1.8 Índice de suporte Califórnia ......................................................................................... 49
7. RESULTADOS .............................................................................................................. 52
7.1 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS .................................... 52
7.1.1 Grãos passantes na peneira 4,8mm ............................................................................. 52
7.1.2 Análise granulométrica ................................................................................................. 52
7.2 GRANULOMETRIA ...................................................................................................... 58
7.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA ......................................................................... 61
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 65
15
1. INTRODUÇÃO
Com aumento intenso de geração de resíduos sólidos da construção civil nas cidades e
cada vez mais vem preocupando os estados, a reciclagem dos resíduos gerados vem sendo cada
vez mais importante para o desenvolvimento sustentável do setor, tanto nas questões ambientais
quanto econômicas. O seu reaproveitamento está relacionado diretamente à redução dos
impactos ambientais ocasionado pelo descarte inadequado, e também, à minimização do
consumo das matérias-primas de origem natural. Temos como exemplo a reciclagem dos
resíduos da construção e demolição, comumente chamados RCC, tem-se utilizado em camadas
de base e sub-base na pavimentação de estradas.
Segundo dados do IBGE (2013) sobre o número de estabelecimento na construção civil,
o Tocantins ocupa a terceira posição dos estados da região norte, ficando atrás somente dos
estados do Pará e Amazonas, e conta com um total 1.468 estabelecimentos no estado, dos quais
674 ficam localizadas apenas no município de Palmas.
No estudo realizado por D’Oliveira (2014), a geração dos RCC no município de Palmas,
no período de janeiro a março do ano de 2014, obteve um volume globalizado de 17500 metros
cúbicos de entulhos. Estes resíduos foram recolhidos por sete empresas do ramo de coleta e
transporte através de caçambas e despejados um uma área particular licenciada pela prefeitura
sem nenhum processo de triagem ou plano de reciclagem.
Com base nessa contextualização, o objetivo do presente trabalho é a verificação do
comportamento de resíduos na base e sub-base da pavimentação. Para tanto, será realizada a
substituição do volume de brita graduada das camadas de base e sub-base do pavimento das
vias por resíduos recicláveis de Classe A. Conforme a resolução do Conselho Nacional do Meio
Ambiente ( Conama ) n.307, de 5 de julho de 2002, que estabelece diretrizes e critérios para a
gestão de resíduos da construção civil, são exemplos de resíduos classe A: os tijolos, blocos
estruturais e componentes cerâmicos.
1.1 JUSTIFICATIVA
É de grande importância caracterizar os resíduos gerados e diagnosticar quais os tipos
mais gerados no canteiro da obra e também colabora nas tomadas de decisão referente aos
métodos e equipamentos que se pode utilizar para reciclagem do RCC.
16
Segundo Lima (2009), a caracterização deve ocorrer durante a fases da obra para
relacionar os tipos de RCC gerados de acordo com o cronograma, assim facilitando os
planejamentos nas decisões a serem tomadas.
Segundo dados do IBGE (2013) sobre o número de estabelecimento na construção civil,
o Tocantins ocupa a terceira posição dos estados da região norte, ficando atrás somente dos
estados do Pará e Amazonas, e conta com um total 1.468 estabelecimentos no estado, dos quais
674 ficam localizadas apenas no município de Palmas.
Em virtude aos problemas encontrados pelas grandes gerações de RCC, tem-se várias
soluções viáveis para minimizar o impacto ambiental causado. Existem atualmente muitas
tecnologias para reciclagem total ou parcial dos resíduos da construção civil com boa
viabilidade econômica, redução nos custos na compra de matéria prima e na extração de nova
matéria prima (ZORDAN, 1997; PINTO, 1999).
Devido à falta de consciência e negligência da população, muitos resíduos são
depositados em locais inapropriados, causam vários impactos e riscos socioambientais como
por exemplo, assoreamento de córregos e rios, poluição visual, ocasiona transtornos e prejuízos
à cidade e aos cidadãos.
O remanejamento dos resíduos gerados RCC despejados em locais impróprios, sem
nenhuma forma de reutilização, poderia melhorar a economia local quando bem manejado.
1.2 PROBLEMÁTICA
A excessiva geração de resíduos e seu descarte irregular, em grande parte da cidade,
causa poluição visual, obstrução e degradação da paisagem do meio ambiente.
Portanto, queremos entender e responder, qual é a extensão do problema? Quais as
medidas que pode ser tomada para diminuir esse impacto?
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 Objetivo geral
Levantar dados e analisar laboratorialmente aspectos físicos e de comportamento
mecânico de agregados reciclados de resíduos da construção civil para uso de camadas de base,
sub-base, em substituição aos materiais convencionais utilizados
17
1.3.2 Objetivos específicos
• Realizar os ensaios de caracterização de solos, para avaliar a utilização do agregado
reciclado como base e sub-base de pavimentação;
• Identificar os processos essenciais para separação e beneficiamento, moagem
(trituração) e peneiramento do resíduo de construção civil, doado por uma empresa de
reciclagem de Palmas - TO.
18
2. REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC)
De acordo com Resolução CONAMA (2002), resíduos sólidos da construção civil que
é também conhecidos pela sigla RCD (resíduos de construção e demolição), todo material
provenientes de obras da construção civil, reformas, reparos de demolições, e os resultantes da
preparação e da 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., todos são
chamados de entulhos de obras.
Tem sido motivo de preocupação em diversos lugares do Brasil a quantidade expressiva
produzida da geração destes materiais.
Com os grandes montantes de resíduos de construção gerados porque é um agravante
que e a disposição irregular, ocorre principalmente em locais como vias, rios, córregos, terrenos
baldios e áreas de mananciais, o que contribui para a degradação urbana.
Figura 1: Disposição inadequada de resíduos sólidos da construção civil.
Fonte: MOTTA (2005).
Em São Paulo, por exemplo, cuja produção diária de resíduos de construção ficou em
torno de 16.000 toneladas no ano de 2003, estima-se que somente cerca de um terço do total
gerado (em torno de 5.300 toneladas por dia) chegou aos aterros públicos (SCHNEIDER,
2003). Isto significa que aproximadamente 70% do montante produzido na cidade acabou sendo
descartado ilegalmente.
Schneider (2003) menciona que os números referentes às quantidades geradas não
correspondem ao total de resíduos produzidos, uma vez que nem todas as áreas públicas são
limpas diariamente e os aterros ilegais recebem uma quantidade ignorada destes materiais.
Segundo dados do IBGE (2013) sobre o número de estabelecimento na construção civil,
o Tocantins ocupa a terceira posição dos estados da região norte, ficando atrás somente dos
19
estados do Pará e Amazonas, e conta com um total 1.468 estabelecimentos no estado, dos quais
674 ficam localizadas apenas no município de Palmas.
Os resíduos sólidos da construção civil dispostos irregularmente podem trazer riscos a
população, já que podem se tornar foco de proliferação de transmissores de doenças
(SCHNEIDER, 2003), provocar o assoreamento dos recursos hídricos e obstruir os sistemas de
drenagem (DETR, 2000) com consequentes aumento das enchentes nas estações chuvosas.
No Brasil, quando temos a coleta para disposição final adequada, esses resíduos da
construção são encaminhados para unidades de aterro. Segundo Ângulo et al., (2003), estes
materiais são os grandes responsáveis pelo esgotamento destes locais de destinação em cidades
de médio e grande portes, uma vez que correspondem a mais de 50% dos resíduos sólidos
urbanos. Pinto (1999) mostrou em sua pesquisa que esta porcentagem pode chegar a 70% da
massa de resíduos sólidos.
Quando o esgotamento dos aterros pode implicar em dois tipos de problemas: um
relacionado a gastos adicionais dos recursos públicos com desapropriações que visam a criação
de novas áreas de destinação de resíduos, e outro a dificuldade de se encontrar locais adequados
nas grandes cidades para a implementação destes novos aterros de resíduos, uma vez que áreas
livres estão localizadas em distâncias remotas e, muitas vezes, pertencem a locais
ambientalmente protegidos (BODI et al., 1995). Em São Paulo, uma parte significativa dos
resíduos de construção chega a ser “exportada” e depositada irregularmente em outras
municipalidades da área metropolitana, e esta distância adicional e somada aos custos de
transporte e disposição (ANGULO et al., 2002).
Os gastos envolvidos com o sistema de coleta, transporte e destinação final dos resíduos
de construção civil, Schneider (2003) relata que, entre os anos de 1993 e 2002, os mesmos
chegaram a mais de R$ 263 milhões (vigentes no ano de 2002).
20
Figura 2: Captação realizada na Usina de Reciclagem do RCC da Prefeitura de Ribeirão Preto.
Fonte: Foto de divulgação da empresa SBR.
2.2 RECLICAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL
2.2.1 Aspectos históricos
No período do império romano empregavam tijolos, telhas e louça cerâmica moída, já
se reaproveitava resíduos de construção civil (SANTOS, 1975).
A reciclagem de resíduos de construção no Brasil iniciou nos anos 80, com utilização
de moinhos instalados durante a construção de edifícios, onde os resíduos de alvenaria foram
reaproveitados para produção de argamassas. (LIMA, 1999).
A primeira usina recicladora do Brasil, foi instalada em São Paulo, em 1991, na zona
sul da cidade, teve como finalidade produzir agregados reciclados para sub-base de pavimentos
(SCHINEIDER, 2003).
Algumas usinas recicladoras foram implementadas nos municípios brasileiros, sendo
gerenciadas pelas prefeituras ou particular.
Embora um certo número de usinas recicladoras tenha sido instalado no Brasil dos anos
90 ate os dias de hoje, a publicação das primeiras normas nacionais relacionadas aos agregados
reciclados de resíduos de construção só ocorreu em 2004, quando a ABNT lançou 4
especificações que tratam desde a instalação de recebimento do material ate a sua aplicação em
pavimentação ou em concreto sem função estrutural. São estas normas:
A NBR 15113 trata resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes, aterros,
diretrizes para projeto, e implantação e operação.
A NBR 15114 trata resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes, área de
reciclagem, diretrizes para projeto, implantação e operação.
21
A NBR 15115 trata agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil,
execução de camadas de pavimentação e Procedimentos.
A NBR 15116, trata agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil,
utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural.
2.2.2 Plano Nacional de Resíduos Sólidos
Este plano visa subsidiar o planejamento de ações que possam promover o
desenvolvimento socioeconômico e preservar a qualidade ambiental, fornecendo o diagnóstico
da situação atual dos Resíduos da Construção Civil (RCC). Estes são definidos no Artigo 13 da
PNRS como sendo os gerados nas construções, reformas, reparos e demolições de obras de
construção civil, incluídos os resultantes da preparação e escavação de terrenos para obras civis.
O gerenciamento adequado dos RCC ainda encontra obstáculos pelo desconhecimento
da natureza dos resíduos e pela ausência de cultura de separação, entre outros. Dessa forma,
conhecer e diagnosticar os resíduos gerenciamento dos RCC.
Os objetivos do diagnóstico de RCC foram levantar a geração e identificar as formas de
gerenciamento desses resíduos praticadas atualmente no país. Ainda, inclui a delimitação dos
principais instrumentos legais que se destacam nas diferentes esferas de governo.
O diagnóstico nacional dos RCC foi elaborado por meio de pesquisas de dados
disponíveis em diversas fontes em meio digital, impresso e na rede mundial de computadores.
As principais fontes de informações foram: Sistema Nacional de Informações em Saneamento
(SNIS), Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), Pesquisa Nacional de
Saneamento Básico (PNSB), Secretarias Estaduais de Meio Ambiente, Ministério do Meio
Ambiente - MMA e Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA.
Além desses, foram incluídos dados da Associação Brasileira de Empresas de Limpeza
Pública e Resíduos Especiais (ABRELPE), Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)
e também publicações como artigos científicos, livros, teses, dissertações, outros.
Quanto à abrangência e detalhamento das informações levantadas, o diagnóstico
pretendeu sistematizar dados e informações e desenvolveu a análise crítica para o âmbito
nacional. Conforme a disponibilidade das informações, também buscou organizá-las em nível
estadual e/ou regional. Para o nível municipal, foram destacadas as capitais e cidades de grande
porte, mediante a existência das informações.
Na escala temporal, consideraram-se as informações mais recentes, sendo inseridos
dados a partir do ano 2000 até os dados mais atuais.
22
A construção civil é um importante segmento da indústria brasileira, tida com um
indicativo do crescimento econômico e social. Contudo, também constitui uma atividade
geradora de impactos ambientais, e seus resíduos têm representado um grande problema para
ser administrado, podendo em muitos casos gerar impactos ambientais. Além do intenso
consumo de recursos naturais, os grandes empreendimentos colaboram com a alteração da
paisagem e, como todas as demais atividades da sociedade, geram resíduos. Os RCC
devem ter um gerenciamento adequado para evitar que sejam abandonados e se acumulem em
margens de rios, terrenos baldios ou outros locais inapropriados. Normalmente os RCC
representam um grave problema em muitas cidades brasileiras. Por um lado, a disposição
irregular desses resíduos pode gerar problemas de ordem estética, ambiental e de saúde pública.
De outro lado, constitui um problema que se apresenta as municipalidades, sobrecarregando os
sistemas de limpeza pública.
A questão se intensifica pela grande quantidade e volume dos RCC gerados, pois podem
representar de 50 a 70 % da massa de resíduos sólidos urbanos. Na sua maior parte, são
materiais semelhantes aos agregados naturais e solos.
De forma geral, os RCC são vistos como resíduos de baixa periculosidade, sendo o
impacto causado pelo grande volume gerado. Contudo, nesses resíduos também há presença de
material orgânico, produtos químicos, tóxicos e de embalagens diversas que podem acumular
água e favorecer a proliferação de insetos e de outros vetores de doenças
Em 2002, a Resolução CONAMA 30716, alterada pela Resolução 348/2004/17,
determinou que o gerador deve ser o responsável pelo gerenciamento desses resíduos. Essa
determinação representou um importante marco legal, determinando responsabilidades e
estipulando a segregação dos resíduos em diferentes classes e encaminhamento para reciclagem
e disposição final adequada. Além disso, as áreas destinadas para essas finalidades deverão
passar pelo processo de licenciamento ambiental e serão fiscalizadas pelos órgãos ambientais
competentes.
Diante da relevância desse problema, os RCC estão sujeitos a legislação referente aos
resíduos sólidos, bem como à legislação específica de âmbito federal, estadual e municipal.
Em termos de coleta, um estudo da ABRELPE18;19 apresenta a quantidade coletada de
RCC em 2010, sendo estimada para o país cerca de 99.354 t/dia. Para as diferentes regiões a
quantidade coletada está apresentada na Figura 3.
23
Figura 3: Estimativa de RCC coletada nas diferentes regiões do Brasil (t/dia)
Fonte: ABRELPE.
No Brasil, do total de 5.564 municípios, 72,44% dos municípios avaliados pela PNSB20
possuem serviço de manejo de resíduos de construção civil, sendo que, 2.937 (52,79%) exercem
o controle sobre os serviços de terceiros para os resíduos especiais. A maioria dos municípios
(55,26%) exerce o controle sobre o manejo de resíduos especiais executados por terceiros para
manejo de RCC.
A pesquisa do SNIS21, com base nos dados de 2008, identificou os municípios
brasileiros que coletam RCC, por meios próprios ou contratação de terceiros, e os municípios
que cobram por esses serviços. A soma das quantidades coletadas nos municípios participantes
da pesquisa pode representar uma estimativa nacional, sendo esta cerca de 7.192.372,71 t/ano
de quantidade coletada de RCC de origem pública e 7.365.566,51 t/ano de quantidade coletada
de RCC de origem privada. É interessante esclarecer que essas quantidades não correspondem
ao total de RCC gerados.
De acordo com IBGE, 7,04% dos municípios considerados, possuem alguma forma de
processamento dos RCC. Segundo a pesquisa, no Brasil 124 municípios adotam a triagem
simples dos RCC reaproveitáveis (classes A e B); 14 realizam a triagem e trituração simples
dos resíduos classe A; 20 realizam a triagem e trituração dos resíduos classe A, com
classificação granulométrica dos agregados reciclados; 79 fazem o reaproveitamento dos
agregados produzidos na fabricação de componentes construtivos e 204 adotam outras formas.
Estima-se um valor médio de 0,50 tonelada anual por habitante na geração de RCC em algumas
cidades brasileiras. Contudo, para maior representatividade serão necessárias mais
caracterizações para verificar essa estimativa, para municípios de pequeno porte.
De maneira geral, existe a dificuldade em estabelecer estimativas de geração, tratamento
e disposição final para as regiões e também em nível nacional. Parte da dificuldade se justifica
24
pelas ressalvas feitas para as pesquisas referenciadas, no tocante à disponibilidade de dados.
Estas também destacam a diferente participação dos municípios nas diferentes regiões do país,
no sentido do número de municípios que respondem à pesquisa não é proporcional ao total de
municípios de cada região.
O cenário nacional aponta que existe o conhecimento por parte do gerador e municípios
a respeito da existência da Resolução CONAMA 307/2002, quanto à responsabilidade do
gerador sobre o gerenciamento dos RCC, cabendo ao Plano Municipal de Resíduos da
Construção Civil estabelecer metas relativas à coleta, tratamento e disposição final adequada,
e principalmente, uma forte campanha para minimizar o desperdício e intensificar as ações
sobre os aspectos preventivos na gestão dos RCC.
Ainda, salienta-se o papel estratégico que o Plano Nacional de Resíduos Sólidos deverá
assumir no sentido de estipular metas para o gerenciamento de RCC e no estabelecimento das
formas de recebimento e monitoramento dos dados das diferentes localidades.
2.2.3 Norma ABNT NBR 15115 traz o processo de controle tecnológico dos materiais
De acordo com a norma NBR 15115, as características exigidas para o agregado
reciclado para fins de execução de revestimento primário, devem ser observadas as seguintes
características.
A camada de reforço do subleito, sub-base e base de agregado reciclado deve ser
executada com materiais que atendam aos seguintes requisitos:
a) deve ser evitada a presença de madeiras, vidros, plásticos, gessos, forros,
tubulações, fiações elétricas e papéis ou quaisquer materiais orgânicos ou não inertes,
classificados como classe “B”, “C” e “D” pela Resolução CONAMA nº 307;
b) o agregado reciclado deve apresentar curva granulométrica, obtida por meio do
ensaio da ABNT NBR 7181, bem graduada, não uniforme, com coeficiente de
uniformidade Cu ≥ 10 (Cu = D60 / D10);
c) a porcentagem que passa na peneira 0,42 mm (nº 40) deve ficar entre 10% e 40%;
d) os agregados reciclados devem ser classificados quanto ao tipo de emprego possível
na execução de camadas de pavimentos, segundo parâmetros de Índice de Suporte
Califórnia (CBR), obtidos por meio do ensaio da ABNT NBR 9895, conforme abaixo
discriminado:
― material para execução de reforço de subleito: CBR ≥ 12%, expansão ≤ 1,0%
(energia de compactação normal, conforme ABNT NBR 7182 e ABNT NBR 6457);
― material para execução de sub-base: CBR ≥ 20%, expansão ≤ 1,0% (energia de
compactação intermediária, conforme ABNT NBR 7182 e ABNT NBR 6457); ―
material para execução de base de pavimento: CBR ≥ 60%, expansão ≤ 0,5% (energia
25
de compactação intermediária, conforme ABNT NBR 7182 e ABNT NBR 6457); é
permitido o uso como material de base somente para vias de tráfego com N ≤ 106
repetições do eixo-padrão de 80 KN no período de projeto;
e) no caso de materiais que não atendam às exigências da alínea anterior, estes podem
ser estabilizados granulometricamente, conforme a ABNT NBR 11804, ou com
adição de cimento e/ou cal hidratada, e neste caso ser submetidos ao ensaio de
resistência à compressão simples, após 7 dias de cura, devendo apresentar resistência
de no mínimo 2,1 MPa, em corpos-de-prova moldados na energia de compactação
especificada; ABNT NBR 15115:2004 © ABNT 2004
─ Todos os direitos reservados 3
f) a porcentagem máxima admissível, em massa, para grãos de forma lamelar, obtida
conforme a ABNT NBR 7809, é de 30%;
g) dimensão característica máxima dos grãos: 63,5 mm (tolerância de 5% da
porcentagem retida, em massa, na peneira de 63,5 mm), limitada a 2/3 da espessura
da camada compactada;
h) materiais indesejáveis de grupos distintos: máximo de 3% em massa;
i) materiais indesejáveis de mesmo grupo: máximo de 2% em massa;
j) não são permitidos materiais nocivos ao meio ambiente ou à saúde do trabalhador.
O conjunto de equipamentos básicos indicados para execução da camada de
agregados reciclados compreende:
a) pá carregadeira;
b) caminhão basculante;
c) caminhão-tanque irrigador;
d) motoniveladora;
e) distribuidor de agregados autopropulsionado ou rebocável;
f) rolo compactador do tipo liso vibratório;
g) rolo compactador pé-de-carneiro vibratório;
h) compactador portátil, manual ou mecânico;
i) grade de discos;
j) ferramentas manuais diversas;
k) equipamentos de laboratório para o controle tecnológico de recebimento de
camada.
2.2.4 Impacto Ambiental
O impacto ambiental é definido, segundo Resolução do Conama n. 001 (BRASIL,
1986), leva em consideração qualquer tipo de mudanças das propriedades físicas, químicas e
biológicas do meio ambiente, ocasionada pela atividade humana e, de alguma forma, possa
afetar:
• a saúde e a segurança da população;
26
• as atividades sociais e econômicas;
• a biota, é o conjunto de seres vivos, flora e fauna, que habitam ou habitavam um
determinado ambiente geológico.
• a qualidade do meio ambiente do ponto de vista estético e sanitário;
• as características dos recursos ambientais.
O elevado número de resíduos da construção civil vem preocupando cada vez mais as
autoridades e a população, desta forma o setor público tem buscado novos métodos de utilização
para estes resíduos, como o reaproveitamento dos materiais e a reciclagem trazendo com isso
redução nos impactos provocados no meio ambiente.
A criação de aterros clandestinos devido a falta de consciência ambiental tem feito com
que os resíduos sejam utilizados de maneira incorreta, na elevação de cotas de terreno e para
diminuir custos pela aquisição de materiais adequados para este fim, devido a contaminação
irregular pode atingir o lençol d agua, e com isso inutilizar a fonte de abastecimento. A indústria
da construção civil aparece como principal fonte de contaminação de áreas, trazendo
principalmente nos processos em que empregam substâncias perigosas que geram
consequentemente resíduos perigosos.
Segundo Santos (2007), a existência de políticas públicas é fundamental para o controle
da geração de resíduos e para a avaliação dos impactos gerados.
2.2.5 Utilização dos resíduos
A utilização dos resíduos cresce cada vez mais devido ao consumo desenfreado de
materiais de origem natural, e para minimizar o perigo da poluição do espaço urbano por meio
irregular de resíduos, vem sendo discutidas ao longo dos anos com a preocupação a respeita da
quantidade e destinação adequada que esses resíduos devem receber. Tornou se indispensável,
e necessário a conscientização da população a respeito da destinação final correta que deve
receber os resíduos provenientes da construção civil.
O tratamento dos resíduos, que pode culminar até no reaproveitamento como agregados,
depende inicialmente da triagem e separação do RCC que deve acontecer ainda dentro do
canteiro de obras. A garantia de que a parte de resíduos classe A não seja contamina por gesso,
solo, matéria orgânica ou outros é fundamental, pois, assim, é possível a reciclagem desta
parcela no próprio canteiro de obras. Outro benefício desta triagem é a redução do volume da
massa de resíduos, graças à diminuição do empolamento, que é o aumento no volume de RCC
devido à desorganização deste em caçambas, formando grandes vazios. O que acaba gerando
27
um maior custo de remoção e transporte dos resíduos. Por fim, esta triagem e manejo do RCC,
em cumprimento das determinações legais, eliminam o risco de atuações, proporcionam uma
maior organização do canteiro, redução no risco de acidentes (segurança operacional), maior
conscientização ambiental dos funcionários quanto ao desperdício de materiais e pode
representar um diferencial atrelado à imagem institucional da empresa. Após a triagem, faz-se
necessária a adoção de procedimentos de registro e a identificação diferenciada dos resíduos
gerados para permitir às construtoras avaliarem os resultados da implantação de um sistema de
gestão. O aumento significativo no número de construtoras que implantam a gestão de RCD
em canteiro dependerá da implantação dos planos integrados de gerenciamento municipais. Os
órgãos da 32 administração pública devem cobrar dos grandes geradores a elaboração dos
projetos de gerenciamento de resíduos, como condição para licenciamento das obras, e os
comprovantes de destinação para a concessão do habite-se.
Figura 4: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC.
Fonte: Balbo (2007).
28
Os materiais mais comuns descartados, adequada e inadequadamente, são os entulhos
de construção civil e demolição, provenientes de obras de edificações e estruturas de concreto.
(BALBO, 2007)
Como uma solução de destinação final, estes materiais descartados podem ser utilizados
em camadas de base e sub-base na pavimentação de estradas, tendo obrigatoriamente passar
por seleção previa, evitando haver mistura de materiais considerados de qualidade inferior que
possa interferir na vida útil e no perfeito funcionamento do pavimento. A base é a camada de
pavimento destinada a resistir aos esforços verticais dos veículos, que são distribuídos
adequadamente a camada subjacente, e sub-base camada de pavimentação subjacente a esta,
também destinada a absorver esforços verticais dos veículos, sustentadas pela camada de
subleito, que funciona como fundação para a estrutura do pavimento.
Figura 5: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC
Fonte: Abrecon (2017).
Figura 6: Agregados reciclados de concreto.
Fonte: MOTTA (2005).
29
2.2.6 Camadas do Pavimento
O pavimento de uma rodovia consiste em uma superestrutura formada por um sistema
de camadas de espessura finita, construída após a terraplanagem, destinada a resistir e distribuir
esforços verticais oriundos dos veículos, a condição melhor de rolamento quanto a segurança,
conforto, e resistir os esforços horizontais, tornando a superfície mais durável.
As camadas são divididas em revestimento, base, sub-base, reforço de subleito e
subleito.
Subleito: camada de terra maciça que serve de fundação para o pavimento ou
revestimento.
O Reforço de Subleito: tem como objetivo melhorar a capacidade de suporte de carga
do subleito e de reduzir espessura da sub-base;
Sub-base: complementa à base com as mesmas funções, e executada por razões de
ordem econômica a reduzir a espessura da base;
Base: camada que resisti os esforços verticais oriundos dos veículos, e distribui ao
subleito, onde sobre a qual se constrói o revestimento.
Revestimento: camada que fica acima do pavimento, diretamente recebe ações verticais
e horizontais dos veículos, proporciona melhores condições de rolamento de conforto e
segurança.
Em geral, o pavimento se classifica em rígido e flexível, segundo Balbo (1997), a
diferença é notável entre o pavimento rígido e o pavimento flexível, esse último apresenta um
maior e mais expressivo deslocamento vertical elástico (deflexão, conforme utiliza-se no
mundo rodoviário), quando se tem solicitação de cargas parecidas.
2.2.7 Pavimentos Flexíveis
De acordo com o DNIT (2009), o pavimento flexível é um elemento de revestimento
asfáltico sobre camada de base granular ou sobre camada de base de solo estabilizado
granulometricamente. Os esforços gerados através de tráfego são absorvidos pelas diversas
camadas constituídas da estrutura do pavimento flexível. A Figura 4 tem como ilustração a
estrutura do pavimento.
30
Figura 7: Agregados reciclados de concreto.
Fonte: MOTTA (2005).
De acordo com DNIT ( 2006), pavimentos flexíveis são aqueles compostos por uma
camada superficial asfáltica, revestimento, apoiadas em camadas de base, sub-base e de reforço
do subleito, constitui com materiais granulares, solos e misturas de solos, sem nenhuma adição
de agentes cimentantes, e que sob carregamento sofrem deformação elástica em todas as
camadas, a carga distribui em parcelas aproximadamente equivalentes e com pressões
concentradas. A Figura 5 ilustra a resposta mecânica do pavimento flexível.
Figura 8: Resposta mecânica do pavimento flexível.
Fonte: Balbo (2007).
31
2.3 PAVIMENTACAO COM AGREGADO RECICLADO
2.3.1 Pavimentação com agregado reciclado
Depois do RCC passar pelo processo de reciclagem pode ser utilizado em diversas áreas,
uma delas é na execução de camadas em estruturas de pavimentos (LIMA 2208).
Com a utilização de RCC em pavimentos reduzem-se os gastos públicos com aterros e
materiais de construção, e aumenta a vida útil dos aterros em funcionamento, visto que os atuais
aterros teriam aumentado sua capacidade pela inibição das descargas clandestinas aos longo
das vias públicas, o aspecto visual das cidades melhorou e inibindo gastos adicionais para a
remoção do RCC (TRICHÊ e KRYCKYJ, 1999).
Utilizar entulho como agregado reciclado, em camadas de pavimentos urbanos, e dos
melhores métodos para se aproveitar e traz excelentes vantagens, são elas; utilização de
quantidade significativa de material reciclado tanto na fração miúda, quanto a graúda,
possibilita a utilização de diversos materiais componentes do entulho ( concreto, argamassas,
materiais cerâmicos, areia, pedras).
32
3. METODOLOGIA CIENTIFICA
O estudo dessa pesquisa tem como objetivo analisar laboratorialmente aspectos físicos
e de comportamento mecânico de agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil
para uso em camadas de base, sub-base, em substituição aos materiais convencionais utilizados,
com enfoque em vias de baixo volume de tráfego.
Foram realizadas pesquisas bibliográficas sobre o uso de agregados reciclados de
resíduos da construção civil (RCC), o uso desse material é uma alternativa para reduzir a
disposição inadequada no meio ambiente, e também reduzir o custo de construção desse tipo
de obra.
De acordo com o Fluxograma, será realizado ensaios para determinar as características
dos materiais envolvidos no estudo, os ensaios, equipamentos e procedimentos que será
necessário para o estudo do solo.
A. Etapa I – Realizar os ensaios geotécnicos necessários para definir a compactação do
solo que será coletado e verificar se esse solo atende as especificações técnicas para o emprego
de estabilização de solo para pavimentação.
Etapa II – Realizar os ensaios geotécnicos para definir o Índice de Suporte Califórnia
(CBR) de acordo com a norma vigente e analisar de acordo com sua característica qual camada
pode ser empregada.
Etapa III - Realizar os ensaios de caracterização da composição granulométrica de
acordo com norma vigente.
Etapa IV – Determinar a característica do solo de acordo as normas de Massa Unitária
e Massa Específica.
Etapa V – Determinar a dosagem adequada para atender de maneira mais eficiente os
ensaios que serão realizados, a fim de atingir o melhor resultado.
3.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA
O ensaio determinação da composição granulométrica dos agregados miúdos e graúdos,
será realizado segundo a DNER-ME 080/94. Após colocar a amostra em um recipiente com
água esfregando-a com as mãos a fim de desagregar dos torrões de solo existente. Verte-se a
amostra com a água de lavagem através das peneiras 2,0mm e de 0,075 mm, colocadas uma
sobre a outra tomando-se a precaução de remover para as peneiras, com auxílio de jato de água,
o material que ainda permanecer no recipiente. A peneira de 2,0mm é usada somente com o
objetivo de evitar que o material de diâmetro maior venha sobrecarregar a de 0,075mm
33
danificando sua malha. Transfere-se novamente as frações da amostra nas peneiras
mencionadas, sempre com auxílio do jato de água, para o recipiente e repetem-se as operações
de lavagem e nas peneiras, como antes descritas, até que água de lavagem se apresente limpa.
As frações das amostras retidas nas peneiras de 2,0mm e de 0,075mm, após lavadas,
com água corrente, diretamente nestas peneiras, serão transferidas, com auxílio de jato de água,
para cápsula de porcelana de 500ml, secas em estufa a 105 ºC – 110 ºC até constância de peso.
3.2 ENSAIO DO ÍNDICE DE SUPORTE DE CALIFÓRNIA (CBR)
Índice de Suporte Califórnia (CBR) Segundo a Norma DNER 049/94 – ME, será
realizado os procedimentos para determinar o Índice de Suporte de Califórnia (CBR) de solos
em laboratório, utilizando amostras deformadas e não trabalhadas de material que passa na
peneira de 19 mm. Este ensaio irá determinar o cálculo de expansão, as condições para obter
resultados e a curva de compactação. Este ensaio consiste em determinar a relação entre a
pressão necessária para produzir a penetração do pistão no solo e a mesma pressão para produzir
a mesma penetração em uma brita padronizada. O valor é expresso em percentual e por meio
de equação empírica a determinação da espessura do pavimento flexível que será necessário em
função do tráfego.
3.3 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
O ensaio de compactação de solos será realizado de acordo com a Norma DNER-ME
129/94. Este método de determinação da correlação entre o teor de umidade de solo e sua massa
específica aparente seca, quando a fração de solo que passa na peneira de 19 mm é compactada
nas energias normal, intermediária e modificada, utilizando amostras não trabalhadas.
Após fixar o molde à base metálica e ajustar o cilindro complementar e apoiar o conjunto
em base plana, resistente e firme, tal como a de um cilindro ou cubo de concreto pesando não
menos que 90 kg. Compactar o material no molde com o disco espaçador, como fundo falso,
me cinco camadas iguais, de forma a se obter uma altura total do corpo-de-prova de cerca de
12,5 cm, após compactação. Aplicar em cada camada golpes com o soquete caindo de 45,72
cm distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada. Por ocasião da compactação deve
ser assente, previamente, sobre o disco espaçador, um papel de filtro circular de 15 cm de
diâmetro. Após a compactação, remover o cilindro complementar, tomando-se o cuidado de
destacar com a espátula o material a ele aderente. Com a régua de aço biselada rasar o excesso
de material na altura exata do molde e determinar com aproximação de 1 g, a massa do material
34
úmido compactado mais a do molde; por dedução da massa do molde, determinar a massa do
material úmido compactado.
Remover, com o extrator de amostra, o corpo-de-prova do molde cilíndrico e retirar de
sua parte central duas amostras representativas de cerca de 250 g cada uma para determinação
da umidade. Pesar estas amostras e secar para teores crescentes de umidade, utilizando amostras
de solo não trabalhadas, tantas vezes quantas necessárias para caracterizar a curva de
compactação do material, no mínimo, cinco vezes, estufa temperaturas de 110ºC ± 5ºC, até
constância de massa. Fazer as pesagens com a aproximação de 0,01 g e tomar a média como
a umidade representativa do corpo-de-prova compactado.
As energias de compactação:
• Método A Normal: Será adicionada cinco camadas iguais, de forma a se obter uma
altura total do corpo-de-prova de cerca de 12,5 cm, após compactação, aplicar 12
golpes por camada.
• Método B – Intermediária: Será adicionada cinco camadas iguais, de forma a se obter
uma altura total do corpo-de-prova de cerca de 12,5 cm, após compactação, aplicar 26
golpes por camada.
• Método C – Modificada: Será adicionada cinco camadas iguais, de forma a se obter
uma altura total do corpo-de-prova de cerca de 12,5 cm, após compactação, aplicar 56
golpes por camada.
3.4 ENSAIO DETERMINAÇÃO LIMITE DE LIQUIDEZ
Limite de Liquidez Através da Norma DNER-ME 122/94, será realizado o ensaio para
determinação do Limite de Liquidez, conforme o método de Casagrande. Este ensaio irá
apresentar o Limite de Liquidez e a Curva de Fluidez. O método de Casagrande consiste em
uma concha metálica que acionada a uma manivela e golpeia a base do aparelho. O ensaio
utiliza uma amostra representativa do solo que passa na peneira de 0,42 mm de abertura de
malha, peneira de n° 40.
3.5 LIMITE DE PLASTICIDADE
Limite de Plasticidade Para determinar o Limite de Plasticidade do solo, será utilizado
a Norma DNER 082/94. O ensaio é realizado com uma amostra do solo que passe na peneira
de 0,42 mm de abertura na malha, é utilizado aproximadamente 50g
35
3.6 APLICAÇÃO DO AGREGADO RECICLADO
As etapas principais para o processo será caracterização do agregado reciclado, os
ensaios em laboratórios, aplicados e ressaltar a importância do agregado reciclado visando
atender as exigências de qualidade e atender as normas técnicas vigentes.
Diante dos estudo, indica que o uso do agregado reciclado pode ser uma alternativa e
tecnicamente mais viável, outro fator, é a economia na utilização em camada de base e sub-
base de pavimentação asfáltica , torna-se uma alternativa sustentável, pois com o uso dos
agregados reciclados se evita a exploração de jazidas naturais e consequentemente dando um
fim apropriado para esse material, pode-se evitar o uso de aterros e a degradação do meio
ambiente.
A importância para o estudo da aplicação deste material em uma estrutura de pavimento,
uma vez que suas propriedades físicas estão relacionadas a resistência que o mesmo apresentará
quando submetido ao tráfego.
3.7 FLUXOGRAMA
RCC
Coleta de amostras do material
Ensaio de granulométria DNER-080/94
Análise granulometria de
solos, realizada por peneiramento
Limite de liquidez
Deteminação do limite de
liquidez
ÍNDICE DE SUPORTE
CALIFÓRNIA (CBR)
DNER 049/94
Determinar o valor de índice
de Suporte Califórnia e da
expansão de solos em
laboratório
NBR 7182/1986 ENSAIO DE
COMPACTAÇÃO
Obter a densidade máxima do
maciço terroso
NBR 7180-84 -ENSAIO DE INDICE DE
PLASTICIDADE
Estudo e controle de
qualidade de aterros de solo
compactado
36
3.8 CAPTAÇÃO DO AGREGADO
O trabalho analisará algumas características físicas e propriedades mecânicas do
agregado reciclado de resíduo da construção civil, proveniente da Empresa Ambiental, usina
de reciclagem, por meio de ensaios de Índice de Suporte Califórnia (ISC) em
laboratório empregados nas pesquisas relacionadas aos materiais convencionais de
pavimentação.
O estudo terá como objetivo, determinar as propriedades de um tipo de agregado
reciclado, compreendendo a variabilidade de suas características físicas mecânicas, além disso,
com estes dados, pode ser ter uma primeira avaliação que permita sua utilização em obras de
pavimentação.
Figura 9: Mapa de localização/Empresa Ambiental Usina de Reciclagem.
Fonte: Google Earth.
37
4. CRONOGRAMA
38
5. ORÇAMENTO
39
6. ENSAIO EXPERIMENTAL EM LABORATÓRIO
Aqui será apresentado o agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil
estudado em laboratório. Onde serão expostos os procedimentos empregados no controle
tecnológico.
Os ensaios realizados para determinar as propriedades e avaliar as características desse
material será realizado no Laboratório de solos Delton Geotécnica e Locação.
Normas Referentes aos ensaios:
DNER-ME129/94 – solo- compactação utilizando amostra trabalhada;
DNER-ME 122/94 – solo- determinação do limite de liquidez – método de referência e método
expedito;
DNER-ME 082/94 – solo determinação do limite de plasticidade;
DNER – ME 080/94 – solo análise granulométrica por peneiramento;
DNER-ME 049/94 – solos – determinação do índice de suporte Califórnia utilizando amostra
não trabalhada.
6.1 MATERIAL ANALISADO EM LABORATÓRIO
O material analisado neste trabalho é o agregado reciclado de resíduo sólido da
construção civil para ser empregado na utilização de base e sub-base. Na realização do estudo
laboratorial foram coletados material proveniente de agregado reciclado na usina de reciclagem
de entulhos – RCC empresa Ambiental Comércio Industria de Produtos Recicláveis Ltda,
localizada no Loteamento de Chácara de Recreio, nº 50 Palmas - TO. O agregado reciclado foi
coletado aleatoriamente de uma pilha do estoque com pá e colocado em saco plástico, o material
foi transportado até o laboratório.
Figura 10: Empresa Ambiental.
Fonte: Autor.
Figura 11: Coleta do agregado reciclado.
Fonte: Autor.
40
Figura 12: Material reciclado transportado.
Fonte. Autor.
Figura 13: Material retirado.
Fonte: Autor.
Após o descarregamento do material no laboratório, ele foi seco ao ar antes do seu
armazenamento, realizada essa secagem, espalhou-se este material de forma que ficasse
homogenia.
Figura 14: Material secando ao ar.
Fonte: Autor.
6.1.1 Ensaios de Caracterização física em laboratório
O processo de grande importância é caracterização física de um material, uma vez que
seu comportamento mecânico está relacionado com as suas propriedades. Esta etapa, consisti
na determinação em laboratório de aspectos físicos do agregado reciclado coletados na empresa
Ambiental aqui estudado.
a) Massa específica dos grãos;
41
b) Absorção de água;
c) Distribuição granulométrica.
6.1.2 Determinação da composição do agregado reciclado
Uma etapa muito importante na caracterização física do agregado reciclado sólido da
construção civil é determinar sua composição. Os diferentes materiais que o constituem influem
diretamente em muitas de suas propriedades, tais como resistência mecânica, absorção de água
e massa específica. Dessa forma, e possível compreende melhor o comportamento do agregado
reciclado conhecendo-se a natureza dos seus componentes.
Foram utilizadas na separação as peneiras 4” e 3/4", os materiais retidos foram
classificados por classe de acordo com sua natureza: grossa, média e fina, para análise foi
utilizada as frações grossa, média e fina.
Os resultados são apresentados em forma de porcentagem indicando a natureza e a
concentração dos componentes.
Figura 15: Peneira 4``.
Fonte: Autor.
Figura 16: Peneira ¾.
Fonte: Autor.
6.1.3 Determinação da massa específica dos grãos
Para o processo de determinação da massa específica foi dividido em duas etapas,
analisando-se primeiramente os grãos que passam na peneira de ¾” e, em seguida, os retidos
nesta malha.
42
Figura 17: Material retido na peneira ¾/material
retido na peneira 4.
Fonte: Autor.
Figura 18: Material retido na peneira 4”.
Fonte: Autor.
6.1.4 Análise granulométrica
Foi realizado ensaios de granulometria para a caracterização física do agregado
reciclado trazido ao laboratório e para verificar o seu estado de degradação após a compactação.
Todos os ensaios foram executados de acordo com a DNER – ME 080/94 – solo análise
granulométrica por peneiramento.
As análises granulométricas foram realizadas apenas por peneiramento, com lavagem
na peneira 0,075mm. Para a realização dos ensaios, tomou-se sempre aleatoriamente uma
amostra da empresa Ambiental acondicionada no saco plástico com aproximadamente 2,0kg.
O material foi lavado para a remoção das partículas finas aderidas aos grãos, e em seguida seco
em estufa, aproximadamente a 100ºC. A distribuição granulométrica do agregado reciclado foi
determinada utilizando-se as peneiras: 19; 9,5; 4,8; 2,0; 0,42; e 0,075 e fundo.
Com o resultado obtido com o ensaio de granulometria é normalmente expresso por
meio da curva granulométrica. No eixo das abscissas estão em escala logarítmica as dimensões
das partículas, ou as aberturas das peneiras, e no eixo das ordenadas estão as porcentagens
passantes acumuladas em cada peneira analisada. De acordo com a forma da curva obtida é
possível classificar a granulometricamente o material em: uniforme, bem graduado ou mal
graduado (DNIT, 2006). Esta classificação baseia-se no predomínio, ausência e/ou equilíbrio
das frações grossas e finas por cálculo de índices que expressam a forma da curva.
Normalmente são determinados os coeficientes de uniformidade (Cu) e de curvatura
(Cc). A relação de Cu representa a falta de uniformidade granulométrica, pois o seu valor
diminui quando o material é mais uniforme. Valores baixos de Cu, menores que 15, indicam
43
materiais de uniformidade média ou muito uniforme. Não é desejável que os agregados
apresentem uniformidade, pois dessa forma o material é mal- graduado, ocasionando muitos
vazios e maiores quebras durante o processo de compactação ou pelo tráfego usuário após
conclusão da obra. O coeficiente de curvatura Cc deve se situar entre 1 e 3 para indicar que o
material é bem-graduado. Estes coeficientes são calculados pelas expressões.
A distribuição granulométrica pode ser caracterizada pela sua curvatura, ou mais
especificamente, pelo coeficiente de curvatura Cc.
Onde:
D30 - diâmetro do grão correspondente a 30 % mais fino.
Onde:
D60 - diâmetro do grão correspondente a 60 % mais fino
D10 - diâmetro do grão correspondente a 10 % mais fino. Esse valor é denominado
diâmetro efetivo.
Cu representa a inclinação média da curva entre 10 e 60%, e o valor máximo que pode
assumir é igual a 1, correspondente a um solo perfeitamente uniforme, com todas as
partículas iguais.
As normas existentes referentes ao uso do agregado reciclado em pavimentação não
estabelecem uma faixa granulométrica para o emprego do mesmo. No entanto, são fixados
alguns pontos que devem ser atendidos, como dimensão característica máxima dos grãos,
porcentagem de material passante na peneira 0,42mm, Cu e Cc.
44
Tabela 1: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à
granulometria.
Norma /
Especificação
Dimensão
característica
máxima dos grãos
[mm]
Porcentagem que
passa na peneira
0,42 mm [%]
Cu
Cc
NBR 15115
(ABNT, 2004) 63,5 10 ≤ a ≤ 40 ≥ 10
não
consta
PMSP/SP
ETS-001
(PMSP, 2003)
50,0
10 ≤ a ≤ 30
≥ 10
1 ≤ a ≤ 3
Fonte: Autor.
Os resultados obtidos com o ensaio de granulometria são apresentados por meio de
curvas granulométricas com porcentagens passantes e porcentagens acumuladas e tabelas com
frações e porcentagens. Também foram calculados e analisados os coeficientes das curvas.
Tabela 2: Classificação T.R.B. – Transportation Research Board (antiga H.R.B.) com as divisões.
Fonte: (DNER – 2006).
45
6.1.5 Ensaios de compactação
A compactação de um material para ser utilizado como camada constituinte de um
pavimento permite aumentar a sua densificação e assim reduzir o índice de vazios. Este
processo implica na melhoria de diversas propriedades, como aumento da resistência ao
cisalhamento e diminuição da deformabilidade. Além disso, o aumento do contato entre os
grãos torna o conjunto mais estável (DNIT, 2006).
O ensaio de compactação pode ser realizado utilizando-se diferentes energias: normal,
intermediária e modificada. Quanto maior a energia de compactação empregada, menor será o
valor do teor de umidade ótima, e maior será o valor do peso específico aparente seco máximo.
A escolha da energia é feita em função do uso que será dado ao material analisado.
Neste trabalho, foram realizados dois ensaios de compactação com o agregado reciclado
da empresa Ambiental de Palmas / TO. A umidade ótima foi determinada para as energias
intermediária e modificada.
Figura 19: Material: grosso, médio e fino
Fonte: Autor.
Figura 20: Material pesado e separado para
compactação.
Fonte: Autor.
46
6.1.6 Determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco máximo
O agregado reciclado analisado em laboratório foi submetido ao ensaio de compactação
conforme prescreve a DNER-ME 129/94, utilizada normalmente para solos. Como a NBR
15115 (ABNT, 2004) recomenda que para emprego em camadas de base o agregado reciclado
seja compactado no mínimo na energia intermediária, foram realizados em laboratório ensaios
de compactação empregando- se a energia intermediária e a energia modificada.
Os ensaios foram realizados utilizando-se o soquete grande com aproximadamente
4,5kg e o cilindro metálico grande (cilindro de CBR – California Bearing Ratio) com disco
espaçador. Este molde produz corpos de prova de 150mm de diâmetro por 125mm de altura.
Para a execução do experimento, o cilindro foi preenchido com o agregado reciclado em cinco
camadas. No ensaio com energia intermediária foram utilizados 26 golpes por camada e com
energia modificada, 56 golpes por camada.
Figura 21: Soquete e cilindro metálico grande.
Fonte: Autor.
Figura 22: Detalhe do cilindro e compactação
Fonte: Autor.
Para a realização de cada ensaio de compactação foram moldados cinco corpos-de-
prova, sem reuso do material. A DNER -ME 129/94 indica que a curva de compactação deve
ser obtida com cinco pontos, sendo dois no ramo seco, um próximo à umidade ótima e dois no
ramo úmido da curva.
No caso aqui estudado a quantidade de material retido na peneira 19 mm ficou entre
10% e 30 %. Desse modo, de acordo com a NBR 6457 (ABNT, 1986), que indica os
procedimentos para ensaios de compactação, foi necessário substituir o material retido na
peneira 19mm por igual quantidade em peso de material passante na peneira 19mm e retido na
peneira 4,8mm. Para isto foram selecionadas e peneiradas várias amostras de agregado
reciclado acondicionadas em sacos plásticos, obtendo-se assim estas frações desejadas. Cada
47
corpo-de-prova moldado para o ensaio de compactação teve sua granulometria composta com
substituição de material.
O resultado deste ensaio é expresso através das curvas de compactação, que possuem
formato de sino, tendo no eixo das abscissas os teores de umidade utilizados e no eixo das
ordenadas os respectivos valores de pesos específicos aparentes secos obtidos. Apresentam-se
curvas de diferentes graus de saturação do agregado reciclado da empresa recicladora
Ambiental juntamente com as curvas de compactação. No caso de saturação igual a 100%, o
volume de vazios do material seria igual ao volume de água. O grau de saturação é determinado
pela expressão (6):
Onde:
γs: massa específica aparente seca, em [g/cm3];
S: grau de saturação, em [%];
h: teor de umidade, arbitrado na faixa de interesse, em [%];
δa: massa específica da água, em [g/cm3];
δ: massa específica dos grãos, em [g/cm3].
A massa específica dos grãos utilizada nos cálculos foi uma média ponderada das massas
específicas entre a fração retida e passante na peneira 4,8mm.
6.1.7 Granulometria
Para a utilização de agregados reciclados em pavimentação, DNER -ME 080/94
recomendam alguns aspectos em relação à granulometria do material. De acordo com Valle
(1994) é importante conhecer o potencial de degradação de agregados, para que se possa avaliar
o comportamento do pavimento e interpretar seu funcionamento estrutural.
Para análise da modificação granulométrica, foram utilizados corpos-de-prova
cilíndricos, com 150mm de diâmetro e 300mm de altura. Primeiramente foram separadas as
amostras de agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental acondicionadas em sacos
plásticos e, por peneiramento, dividiu-se o material em cinco frações. A granulometria foi
composta de acordo com a curva original do material, obtida na etapa de caracterização.
O material foi compactado em dois corpos-de-prova nas energias intermediária e
modificada, com os respectivos teores de umidade ótima obtidos previamente. Após a
48
moldagem, estes corpos-de-prova foram destorroados com a mão com leves esforços e secos
ao ar, até atingir a umidade higroscópica. Em seguida, o material foi lavado na peneira 0,075mm
e levado à estufa para secagem, com temperatura aproximada de 100ºC.
Com o material seco, foi realizado o peneiramento, de acordo com a DNER – ME
080/94 – solo análise granulométrica por peneiramento.
utilizando-se as peneiras 19; 9,5; 4,8; 2,0; 0,42; e 0,075 e fundo do ensaio de
granulometria na etapa de caracterização. Desta forma foram obtidas duas curvas
granulométricas, uma para o corpo-de-prova compactado na energia intermediária e outra para
o corpo-de-prova compactado na energia modificada.
Para avaliar as alterações ocorridas na curva granulométrica, foram verificados os
aspectos contemplados pela NBR 15115 (ABNT, 2004) e pela a PMSP/SP ETS-001 (PMSP,
2003) quanto à dimensão máxima característica dos grãos, porcentagem passante na peneira
0,42mm, Cu e Cc.
Foi calculado o índice de degradação de Ruiz após a compactação para os materiais
ensaiados. A energia do ensaio de compactação produz uma variação na distribuição
granulométrica do material, caracterizada por um deslocamento Di em cada peneira. O índice
de degradação de Ruiz é obtido a partir do somatório dos deslocamentos Di da curva
granulométrica em cada peneira, dividido pelo número de peneiras usadas no ensaio (VALLE,
1994 apud BUZATTI, 19872). Este índice é obtido pela expressão
Onde:
ID: índice de degradação de Ruiz;
n: número de peneiras utilizadas no ensaio;
i: deslocamentos da curva granulométrica.
Assim, um valor de ID igual a zero define um agregado ideal, resistente a degradação.
O valor máximo de ID será 100, definindo um agregado de péssima qualidade (VALLE, 1994
apud BUZATTI, 1987).
49
6.1.8 Índice de suporte Califórnia
O índice de suporte Califórnia (ISC), em inglês California Bearing Ratio (CBR), é
bastante difundido no meio rodoviário. Através deste índice, expresso em porcentagem, é
possível fazer o dimensionamento de pavimentos por métodos empíricos.
O ISC define o valor da capacidade de suporte de solos e materiais granulares
empregados em pavimentação. O ensaio consiste na determinação da relação entre a pressão
necessária para produzir uma penetração de um pistão em um corpo-de- prova de solo, e a
pressão necessária para produzir a mesma penetração num material granular padrão de
referência (DNIT, 2006).
A NBR 15115 (ABNT, 2004) e a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) utilizam o valor do
ISC como parâmetro para emprego do agregado reciclado em pavimentação. São fixados
valores mínimos de acordo com a função estrutural do material no pavimento: base, sub-base
ou reforço de subleito. Além disso, considera-se também a expansão do agregado reciclado. A
Tabela 4.3 apresenta os valores mínimos e máximos recomendados.
Tabela 3: Valores mínimos de ISC e máximos de expansão recomendados para emprego de
agregado reciclado em camadas de pavimentos.
Norma /
Especificação
Parâmetro
Base
Sub-
base
Reforç
o de subleito
NBR
15115
(ABNT,
2004)
ISC [%] ≥ 60 (c) ≥ 20 ≥ 12
Expansão
[%]
≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 1,0
PMSP/SP
ETS-001 (PMSP,
2003)
ISC [%] ≥ 60 (d) ≥ 20 ≥ 12
Expansão
[%]
≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 1,0
(c) É permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de tráfego com N ≤ 106
repetições do eixo-padrão de 80 kN no período do projeto. (d) É permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de tráfego com N ≤ 105
repetições do eixo-padrão de 80 kN no período do projeto.
Para a determinação do ISC do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental
foram conduzidos ensaios conforme o método DNER-ME 049/94 (DNER, 1994), utilizado para
solos. Os corpos-de-prova foram moldados no cilindro metálico de CBR, empregando-se
apenas o material passante na peneira 19,0mm. Foi necessário substituir o material.
50
Foram compactados, nas respectivas umidades ótimas, cinco corpos-de-prova na
energia intermediária e cinco na energia modificada. Depois de compactados, cada corpo-de-
prova recebeu uma sobrecarga de discos anulares de aproximadamente 4,5kg e foram levados
à imersão em água por quatro dias. Este procedimento é utilizado para verificar a expansão do
material e para simular durante o ensaio de penetração uma condição desfavorável em campo.
A expansão axial foi medida por extensômetros montados em tripés colocados sobre
cada corpo-de-prova. A cada 24 horas durante o período de imersão foram feitas leituras,
observando-se assim as variações de altura dos corpos-de-prova.
Passados os quatro dias de imersão, os corpos-de-prova foram submetidos a uma prensa
com um pistão de aproximadamente 50mm de diâmetro, a uma velocidade de penetração de
1,27 milímetros por minuto. Controlou-se a deformação por meio de um extensômetro fixo no
pistão e apoiado no cilindro metálico. As cargas de reação foram registradas por meio de um
anel dinamométrico acoplado à prensa. As leituras das cargas foram feitas de acordo com os
tempos estabelecidos no método DNER-ME 049/94 (DNER, 1994).
Figura 23: Corpos-de-prova em imersão para
determinar expansão.
Fonte: Autor.
Figura 24: Corpo-de-prova submetido à prensa.
Fonte: Autor.
O ISC é obtido através de uma curva onde no eixo das abscissas está a penetração e no
eixo das ordenadas a respectiva pressão. Caso exista um ponto de inflexão, a curva deve ser
corrigida com uma tangente até o eixo das abscissas. O valor de penetração neste ponto deve
ser utilizado para a correção das medidas correspondentes às penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas.
Assim, as pressões correspondentes às penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas devem ser
expressas em porcentagem em relação às pressões padrões da brita padronizada, apresentadas
no método de ensaio. O ISC empregado é o maior valor obtido em porcentagem para estas duas
leituras.
51
Os resultados de ISC e expansão são apresentados em forma gráfica, comparando os
valores obtidos dos corpos-de-prova compactados na energia intermediária com os
compactados na modificada. Também foi verificado se os ISC estão de acordo com a NBR
15115 (ABNT, 2004) e com a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) para emprego em camadas de
base e sub-base.
52
7. RESULTADOS
As análises da caracterização física, da compactação e do comportamento mecânico
compreendem os ensaios laboratoriais realizados com a amostra de agregado reciclado da
empresa recicladora Ambiental coletada. Em relação ao controle tecnológico, são apresentados
os resultados de acompanhamento de campo previsto na NBR 15115 (ABNT, 2004).
7.1 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS
Os resultados obtidos de massa específica para a amostra de agregado reciclado da
empresa recicladora Ambiental coletada são apresentados separadamente, para os grãos
passantes e os grãos retidos na peneira 4,8mm.
7.1.1 Grãos passantes na peneira 4,8mm
As massas específicas dos grãos de agregado reciclado passantes na peneira 4,8mm são
apresentadas na Tabela 4. A umidade do material verificada antes do ensaio era de 8,4%.
Tabela 4: Massa específica do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental.
Número do ensaio Massa específica dos grãos δ
[g/cm3]
1 2,74
2 2,75
Fonte: Autor.
Segundo a NBR 6508 (ABNT, 1984), a diferença da massa específica dos grãos obtida
para as duas partes analisadas não pode ser maior que 0,02g/cm3. Desse modo, conclui-se que
o desvio dos resultados é aceitável.
De acordo com Pinto (2000), os valores de massa específica dos grãos para solo situam-
se em torno de 2,70g/cm3. Sendo este valor adotado sempre quando não se dispõe do valor
específico para um determinado solo em estudo. Dessa forma, apesar do material não ser um
solo, o resultado obtido com o experimento mostra valores semelhantes aos de solo.
7.1.2 Análise granulométrica
Para determinar a granulometria original da amostra de agregado reciclado da empresa
recicladora Ambiental estudada em laboratório, realizou-se um ensaio de acordo com a NBR
53
7181 (ABNT, 1984). Selecionou-se uma amostra acondicionada em saco plástico e lavou- se o
material na peneira 0,075mm. A Tabela 5 apresenta as peneiras utilizadas e as frações retidas.
Tabela 5: Porcentagens passantes verificadas para o agregado reciclado
da empresa Ambiental.
Abertura da peneira [mm] Porcentagem passante
50,0 100,0
38,0 89,9
25,0 79,4
19,0 72,9
9,50 60,4
4,80 53,2
2,00 44,5
1,20 39,3
0,60 28,3
0,42 21,2
0,25 14,4
0,15 8,9
0,075 5,0
Fonte: Autor.
Pela Tabela 5 apresentada, é possível verificar que o agregado reciclado da empresa
recicladora Ambiental aqui analisado passa totalmente pela peneira de 50,0mm. A NBR 15115
(ABNT, 2004) prescreve que o agregado reciclado deve ter uma dimensão característica
máxima de 63,5mm.
A Figura 25 apresenta a curva granulométrica inicial do agregado reciclado da empresa
recicladora Ambiental estudado em laboratório e a Faixa B do DNIT.
54
Figura 25: Granulometria inicial do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental.
Fonte: Autor.
Complementando a análise granulométrica, foram determinados os coeficientes de
uniformidade (Cu) e de curvatura (Cc). Além disso, verificou-se a porcentagem passante na
peneira 0,42mm. A Tabela 6 apresenta estes valores obtidos para o agregado reciclado da
empresa recicladora Ambiental e os limites fixados pela NBR 15115 (ABNT, 2004) e pela
PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003).
Tabela 6: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à granulometria.
Autor
Dimensão característica
máxima dos grãos [mm]
Porcentagem que passa
na peneira 0,42 mm
[%]
Cu
Cc
Esta pesquisa 50,0 21,2 53 0,30
NBR 15115
(ABNT, 2004)
63,5 10 ≤ a ≤ 40 ≥ 10 não
consta
PMSP/SP ETS-
001
(PMSP, 2003)
50,0
10 ≤ a ≤ 30
≥ 10
1 ≤ a ≤ 3
Fonte: Autor.
Assim, com relação à dimensão característica máxima, à porcentagem passante na
peneira 0,42mm e Cu, o agregado reciclado atende tanto a NBR 15115 (ABNT, 2004), como a
PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003). Quanto ao Cc, que não é contemplado na NBR 15115
(ABNT, 2004), a amostra estudada não atende a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003). Desse
modo, o agregado reciclado encontra-se desuniforme, mas não bem graduado.
55
Para a moldagem de corpos-de-prova cilíndricos com 150mm de diâmetro e 300mm de
altura foi utilizada esta distribuição granulométrica apresentada na Figura 25. Foram separadas
várias amostras de agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental acondicionadas em
sacos plásticos e, por peneiramento, dividiu-se o material em cinco frações. A granulometria
foi composta de acordo com esta curva original do material.
Determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco máximo foram
realizados dois ensaios de compactação, em duas energias diferentes: intermediária e
modificada.
De acordo com a NBR 6457 (ABNT, 1986), que prescreve a preparação de amostras de
solo para ensaios de compactação, um material pode ter sua fração retida na peneira 19,0mm
substituída desde que esta porcentagem não seja superior a 30%. No caso do agregado reciclado
da empresa recicladora Ambiental aqui analisado, a porcentagem retida nesta peneira é de
aproximadamente 28%, o que permitiu a sua substituição.
Para criar uma composição granulométrica, esta quantidade de 28% retida na peneira
19,0mm foi substituída em peso por materiais pertencentes à fração compreendida entre 19,0 e
4,8mm. A Figura 26 apresenta a curva granulométrica original e a composição granulométrica
com a substituição de material.
Figura 26: Composição granulométrica para ensaios com substituição de material.
Fonte: Autor.
Cada corpo-de-prova moldado para o ensaio de compactação teve sua granulometria
composta conforme a curva granulométrica apresentada na Figura 26, ou seja, com substituição
de material.
56
Durante a realização de cada ensaio de compactação foram moldados cinco corpos- de-
prova, sem reuso do material. A NBR 7182 (ABNT, 1986) diz que para obter a curva de
compactação são necessários cinco pontos, sendo dois no ramo seco, um próximo à umidade
ótima e dois no ramo úmido da curva.
Por meio dos ensaios de compactação foram obtidas duas curvas com o formato típico
de sino. Este fato deve ser destacado, pois de acordo com a literatura revisada, é muito difícil
determinar a umidade ótima de agregados reciclados (MOLENAAR e NIEKERK, 2002;
O’MAHONY e MILLIGAN, 1991). Em função da grande variabilidade das amostras, os
resultados com agregados reciclados são em geral muito dispersos, dificultando a obtenção de
uma curva de compactação.
As curvas de compactação obtidas e as curvas de saturação correspondentes a 100% e
90% são apresentadas na Figura 27.
Figura 27: Curvas de compactação para energias intermediária e modificada.
Fonte: Autor.
Pela Figura 27 é possível verificar que a curva de compactação para energia modificada
apresenta uma umidade ótima menor e um peso específico aparente seco maior em relação à
curva para energia intermediária. Foram obtidas umidades ótimas de 13,5% e 14,6% e pesos
específicos aparentes secos máximos de 18,2kN/m3 e 17,6kN/m3 para energia modificada e
intermediária, respectivamente.
A Tabela 7 apresenta valores encontrados na bibliografia para agregados reciclados de
diferentes composições e origens.
Tabela 7: Valores de peso específico seco máximo e umidade de compactação encontrados para
agregados reciclados.
Composição
do agregado
reciclado
Procedência
Energia de
compactação
Peso
específico
aparente
seco
máximo
[kN/m3]
Umidade
obtida [%]
Autor
Misto
Empresa
Ambiental
Intermediária 17,6 14,6 Esta pesquisa
Modificada 18,2 13,5
Misto
Rio de Janeiro
Brasil
Intermediária 18,3 13,8 Fernandes
(2004) Modificada 18,5 12,5
Misto São Paulo
Brasil
Intermediária(h) 18,3 11,0 Motta
(2005)
Misto
Uberlândia
Brasil
Intermediária 19,8 9,3 Moreira et al.
(2006) Modificada 20,5 9,1
Concreto Estados
Unidos
Normal 18,7 5,0 Bennert et
al. (2000)
Concreto
Austrália
Modificada
19,6
9,5
Nataatmadja e
Tan
(2001)
Branco(i) Goiânia Brasil
Intermediária
17,6 18,2 Ribeiro et al.
(2002) Vermelho(j) 14,2 26,0
(h) Utilizou-se cilindro tripartido 150mm x 300mm, compactando em 5 camadas com 56 golpes/camada
(i) Resíduos brancos com predominância de concreto e argamassa
(j) Resíduos vermelhos com predominância de materiais cerâmicos
De acordo com os dados apresentados na Tabela 7, é possível verificar que os valores
de umidade ótima e peso específico aparente seco máximo obtidos com o ensaio são similares
às médias que vêm sendo encontradas por outros pesquisadores.
7.2 GRANULOMETRIA
Para avaliar as modificações na granulometria do material, foram realizados dois
ensaios de granulometria após a compactação. Foram moldados dois corpos-de-prova com
150mm de diâmetro e 300mm de altura: um na energia intermediária e outro na energia
modificada.
O ensaio de granulometria foi feito como o de caracterização. Após a compactação o
material foi desmoldado, levemente destorroado e submetido à lavagem na peneira 0,075mm.
A Tabela 8 apresenta as peneiras utilizadas e as frações retidas para o material no estado inicial
e após a compactação nas energias intermediária e modificada.
Tabela 8: Aberturas das peneiras e respectivas porcentagens passantes verificadas para o agregado
reciclado da empresa recicladora Ambiental antes e depois da compactação.
Abertura da peneira
[mm]
Porcentagem passante
Original Intermediária Modificada
50,0 100,0 100,0 100,0
38,0 89,9 92,2 95,7
25,0 79,4 83,5 87,5
19,0 72,9 77,3 80,8
9,50 60,4 64,5 66,0
4,80 53,2 57,4 58,5
2,00 44,5 49,5 50,4
1,20 39,3 44,3 46,0
0,60 28,3 33,4 35,0
0,42 21,2 24,6 28,1
0,25 14,4 17,6 20,0
0,15 8,9 10,9 14,6
0,075 5,0 6,5 10,0
Fonte: Autor.
Analisando-se a Tabela 8, é possível verificar que ocorreram a compactação influência
na granulometria do agregado reciclado. Ocorreram alterações na porcentagem passante em
todas as peneiras utilizadas. A quantidade de material fino, passante na peneira 0,075mm,
dobrou após a compactação na energia modificada. Este fato reforça a importância da energia
de compactação elevada, obtendo-se a maior quebra dos grãos possível durante a execução.
Assim, durante a vida útil do pavimento o problema de degradação se minimiza, evitando
possíveis afundamentos ou mesmo rupturas indesejadas.
A Figura 28 apresenta a curva granulométrica original do agregado reciclado da empresa
recicladora Ambiental e depois da compactação nas energias intermediária e modificada.
Figura 28: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental
antes e depois da compactação, em relação à porcentagem passante.
Fonte: Autor.
Para melhor visualizar as modificações granulométricas, é apresentada na Figura 29
uma curva granulométrica considerando a porcentagem retida em cada peneira do agregado
reciclado da empresa recicladora Ambiental antes e depois da sua compactação.
Figura 29: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa Ambiental antes e depois
da compactação, em relação à porcentagem retida.
Fonte: Autor.
Por meio da Figura 28 e da Figura 29 é possível observar que ocorreram modificações
granulométricas após a compactação. Após o emprego da energia intermediária, o agregado
reciclado da empresa recicladora Ambiental sofre quebras e com a aplicação da energia
modificada, estas quebras continuam ocorrendo.
A análise desta degradação do agregado é muito importante, pois apesar da NBR 15115
(ABNT, 2004) e da PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) prescreverem alguns aspectos referentes
à granulometria, durante a aplicação e compactação ocorrem alterações. Assim, um material
que não atendesse inicialmente o projeto, poderia após a sua quebra tornar-se de acordo com o
especificado.
Apesar da mudança granulométrica após a compactação, o agregado reciclado da
empresa recicladora Ambiental continua dentro dos limites da NBR 15115 (ABNT, 2004) e da
PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003), em relação à porcentagem passante na peneira 0,42mm e ao
coeficiente de uniformidade (Cu). A Tabela 9 apresenta os resultados obtidos.
Tabela 9: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à granulometria.
Autor
Dimensão
característica
máxima dos grãos
[mm]
Porcentagem que
passa na peneira
0,42mm [%]
Cu
Cc
Esta pesquisa
(condição inicial)
50,0 21,2 53 0,30
Esta pesquisa
(após intermediária)
50,0 25 43 0,30
Esta pesquisa
(após modificada)
50,0 28 74 0,50
NBR 15115
(ABNT, 2004)
63,5 10 ≤ a ≤ 40 ≥ 10 não
consta
PMSP/SP ETS-001
(PMSP, 2003)
50,0
10 ≤ a ≤ 30
≥ 10
1 ≤ a ≤ 3
Fonte: Autor.
Observa-se que houve uma significativa alteração nos valores de porcentagem passante
na peneira 0,42mm e Cu. O aumento dos valores de Cu depois da compactação nas energias
intermediária e modificada, deve-se a maior quantidade de finos passantes nas peneiras de
diâmetro equivalente a 10%. Apesar da modificação granulométrica com a compactação, o
agregado reciclado continua não atendendo a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) em relação ao
Cc.
Para complementar o estudo das alterações na granulometria, foi determinado o índice
de degradação de Ruiz. A Tabela 10 apresenta os resultados de ID obtidos após o emprego da
energia intermediária e modificada.
Tabela 10: Variações de índice de degradação de Ruiz para o agregado reciclado da empresa recicladora
Ambiental de acordo com a energia de compactação.
Parâmetros
Energia empregada
Intermediária Modificada
Índice de degradação de Ruiz (ID) 3,7 6,3
Deslocamento máximo 5,1 (# 0,60mm) 8,1 (# 25,0mm)
Deslocamento mínimo 1,5 (# 0,075mm) 5,1 (# 0,075mm)
Desvio padrão 1,3 1,0
Fonte: Autor.
Pelos resultados apresentados é possível concluir que o ID cresce com o aumento da
energia de compactação. As menores modificações ocorreram na peneira 0,075mm, tanto para
a energia intermediária como para a modificada. Já o deslocamento máximo ocorreu em
peneiras diferentes para os dois casos analisados: 0,60mm na intermediária e 25,0mm na
modificada. Além disso, pode-se observar que o deslocamento máximo da curva para a energia
intermediária corresponde ao deslocamento mínimo da modificada.
7.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA
Para determinar o índice de suporte Califórnia foram preparados 10 corpos-de- prova:
cinco na energia intermediária, com umidade de 14,6%, e cinco na energia modificada, com
umidade de 13,5%.
A Tabela 11 apresenta os resultados de índice de suporte Califórnia obtidos para o
agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental compactado na energia intermediária e
modificada após quatro dias de imersão.
Tabela 11: Valores de índice de suporte Califórnia obtidos para o agregado reciclado compactado na
energia intermediária e modificada.
Energia
empregada
ISC [%] ISC médio
[%]
Desvio
padrão [%]
Coeficiente
de variação
[%]
Intermediária
63
73
14
19 64
72
94
Modificada
81
117
26
22 121
124
143
Fonte: Autor.
As médias dos índices de suporte Califórnia para a energia intermediária e modificada
foram 73% e 117%, respectivamente. No entanto, os dados apresentam- se muito dispersivos,
em função da heterogeneidade do agregado reciclado e também dos erros inerentes ao ensaio.
Além disso, a granulometria do agregado reciclado aqui estudado possui uma quantidade
considerável da fração pedregulho, o que influencia na repetibilidade do ensaio. Caso um
agregado grande fique embaixo do pistão, a penetração será dificultada, implicando em valores
altos de ISC.
Pinto desenvolveu um estudo em 1964 sobre a difícil repetibilidade do experimento de
ISC. Neste trabalho foram analisados diferentes tipos de solo brasileiros, envolvendo cálculos
de ISC médio, desvio padrão e coeficiente de variação. Em praticamente todos os casos
observou-se variações significativas em torno do valor de ISC.
Escolheu-se um dos solos apresentados no estudo de Pinto (1964) para traçar um
comparativo com o agregado reciclado da presente pesquisa. Optou-se por um solo cuja
classificação HRB (Highway Research Board) corresponde a A 1-b, que atingiu
ISC médio de 124% ao ser compactado na energia modificada. Os resultados apontaram que
seu desvio padrão foi de 19% e que seu coeficiente de variação foi de 15%. Pinto constatou
dentre outros materiais estudados e pesquisas bibliográficas valores de coeficiente de variação
entre 6,0% e 33,9%. Assim, os resultados obtidos para o agregado reciclados da empresa
recicladora Ambiental se enquadram nesta faixa de possível variação.
Confrontando os resultados de ISC obtidos nesta pesquisa para o agregado reciclado
com os limites preconizados pela NBR 15115 (ABNT, 2004), tem-se que os mesmos satisfazem
plenamente a norma. Os valores médios de 73% e 117% para as energias intermediária e
modificada, respectivamente, atendem o mínimo exigido para emprego em reforço do subleito,
sub-base e base (neste último caso, pavimento de baixo volume de tráfego).
A Tabela 12 apresenta valores de ISC encontrados na bibliografia consultada, para
diferentes tipos de agregados reciclados.
Tabela 12: Valores índice de suporte Califórnia para diferentes tipos de agregados reciclados.
Composição
do agregado
reciclado
Procedência
Energia de
compactação
Umidade
ótima [%]
ISC [%]
Autor
Misto
Empresa
Recicladora
Ambiental
Intermediária 14,6 73(k) Esta pesquisa
Modificada 13,5 117(k)
Misto Goiânia
Brasil
Intermediária 14,5 88 Mendes et
al. (2004)
Misto São Paulo
Brasil
Intermediária 11,0 75(k) Motta
(2005)
Concreto Estados
Unidos
- - 94 até
148
FHWA
(1997)
Concreto China Normal 11,8 66 Poon e
Chan (2006)
Branco(l) Florianópolis
Brasil
Normal
12(n) 26(n) Trichês e
Kryckyj
(1999)
Vermelho(m) 13(n) 24(n)
(k) Valores médios
(l) Resíduos brancos com predominância de concreto e argamassa
(m) Resíduos vermelhos com predominância de materiais cerâmicos
(n) Valores aproximados
Analisando a tabela apresentada pode-se concluir que os ISC obtidos para o agregado
reciclado da empresa Ambiental são próximos aos valores verificados para agregados do tipo
misto em outros trabalhos. Segundo a FHWA (1997), os valores de ISC para agregado reciclado
de concreto apresentam-se entre 94% e 148%, enquanto para uma brita graduada o ISC típico
é de 100%.
Em função desta variação nos ensaios de índice de suporte Califórnia, recomenda-se
que o comportamento mecânico do agregado reciclado seja também avaliado através de outros
experimentos.
Com relação à expansão do agregado reciclado em presença de água, durante os ensaios
de índice de suporte Califórnia não foi observada nenhuma alteração do material. De acordo
com Trichês e Kryckyj (1999), a expansibilidade baixa ou nula dos resíduos de construção civil
é um dos grandes atrativos para a utilização deste material em pavimentação.
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