Boletim Técnico da Escola Politécnica da USPDepartamento de Engenharia de Construção Civil

ISSN 0103-9830

BT/PCC/279

Sérgio Cirelli AnguloVanderley Moacyr John

São Paulo – 2001

VARIABILIDADE DE AGREGADOS GRAÚDOSDE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO

E DEMOLIÇÃO RECICLADOS

Escola Politécnica da Universidade de São PauloDepartamento de Engenharia de Construção CivilBoletim Técnico - Série BT/PCC

Diretor: Prof. Dr. Antônio Marcos de Aguirra MassolaVice-Diretor: Prof. Dr. Vahan Agopyan

Chefe do Departamento: Prof. Dr. Alex Kenya AbikoSuplente do Chefe do Departamento: Prof. Dr. João da Rocha Lima Junior

Conselho EditorialProf. Dr. Alex AbikoProf. Dr. Francisco CardosoProf. Dr. João da Rocha Lima Jr.Prof. Dr. Orestes Marraccini GonçalvesProf. Dr. Antônio Domingues de FigueiredoProf. Dr. Cheng Liang Yee

Coordenador TécnicoProf. Dr. Alex Abiko

O Boletim Técnico é uma publicação da Escola Politécnica da USP/Departamento de Engenharia deConstrução Civil, fruto de pesquisas realizadas por docentes e pesquisadores desta Universidade.

Este texto faz parte da dissertação de mestrado de mesmo título, que se encontra à disposição com osautores ou na biblioteca da Engenharia Civil.

FICHA CATALOGRÁFICA

Angulo, Sérgio Cirelli Variabilidade de agregados graúdos de resíduos de cons- trução e demolição reciclados / S.C. Angulo, V.M. John. -- São Paulo : EPUSP, 2001. 16 p. – (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP, De- partamento de Engenharia de Construção Civil, BT/PCC/279)

1. Entulho reciclado 2. Agregados I. John, Vanderley Moa- cyr II. Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. Departa- mento de Engenharia de Construção Civil III. Título IV. Série ISSN 0103-9830 CDU 69.059.64 691.322

9$5,$%,/,'$'(�'(�$*5(*$'26�*5$Ò'26'(�5(6Ë'826�'(�&216758d­2�(�'(02/,d­2

5(&,&/$'26

$1*8/2��6e5*,2�&,5(//,0HVWUDQGR�3&&��(3863��VDQJXOR#SFF�XVS�EU

-2+1��9$1'(5/(<�02$&<5/LYUH�GRFHQWH�3&&�(3863��YDQGHUOH\�MRKQ#SFF�XVS�EU

5(6802Este trabalho tem como objetivo propor uma metodologia de análise da variabilidade deagregados graúdos de RCD reciclados, que possa ser utilizada em Centrais para ocontrole de qualidade dos mesmos, objetivando à identificação da influência destascaracterísticas no desempenho de componentes produzidos a partir dos RCD. Oprograma experimental aborda o estudo da composição dos agregados graúdos de RCDreciclados por análise de imagem, uso das propriedades absorção de água e massaespecífica para identificação dos teores de concreto e argamassa. Finaliza-se esteprograma avaliando a variabilidade de agregados graúdos de RCD reciclados de umaCentral de Reciclagem. Como conclusões, o estudo aponta para a presença dasignificativa variabilidade em agregados reciclados em todas as propriedades analisadas.O uso das propriedades absorção de água e massa específica para a determinação dosteores de concreto e argamassa apresentou bons resultados, aconselhando-se o empregopara a determinação das composições das fases concreto e argamassa em amostras deCentrais de Reciclagem. Os ensaios de caracterização física dos agregados graúdosnaturais devem ser empregados para caracterizar esses agregados. A homogeneizaçãoda composição deve ser realizada em período superior a 2 dias para esta Central.Constatou-se que a porcentagem retida no fundo pelo ensaio de granulometria e osteores de argamassa têm correlação linear positiva. A análise de imagem pode seraplicada para o estudo da composição dos agregados graúdos de RCD reciclados, poisseus princípios foram comprovados em experimentos de laboratório.

$%675$&7

The main point of this research proposes one methodology which analyses thevariability of coarse CDW (Construction and Demolition Waste) recycled aggregates,applied on the quality control of these aggregates. The experimental program is dividedin three parts: a) study of composition of CDW recycled aggregates applying digitalimage processing, b) evaluation of concrete and mortar in composition applyingabsorption of water and specific density and c) evaluation of variability of coarse CDWrecycled aggregates in a transfer station. To sum up, the study indicates the existence ofvariability in whole properties analysed. Absorption of water and specific density can beapplied to evaluation of concrete and mortar in composition. The other characterisationsof the study developed for natural aggregates can be applied to these recycledaggregates. The variability control must be done after two days for this transfer station.It can be inferred that the percentage of fine aggregates (< 4,8mm) in grading test havelinear correlation with percentage of mortar phase in composition. The study ofcomposition using digital image processing obtained good results, but it is not welladequate for the necessity of transfer stations.

�� ,1752'8d­2

Sabe-se que a construção civil tem uma importante representação mundial noconsumo de recursos naturais, como na geração de impactos ambientais. Ela abrangedesde a fabricação de cimento e suas emissões de gás carbônico na atmosfera até adeposição de resíduos em aterros.

Nesse contexto, com a aproximação do conceito de desenvolvimentosustentável e a necessidade de novas relações da população com o meio ambiente, aconstrução civil deve passar por importantes transformações. Redução de desperdício,busca de melhor qualidade de seus produtos, reciclagem de seus resíduos, projetosvoltados para sustentabilidade ambiental, aumento da durabilidade de componentes sãoexemplos de preocupações atuais no campo da pesquisa voltada para a sustentabilidade.

A reciclagem tem surgido como uma forma de amenizar a ação nociva dosresíduos no ambiente urbano, gerando ainda novos produtos comercializáveis. Destaforma, os agregados reciclados de 5&'�(5esíduos de &onstrução e 'emolição) podemser utilizados em diversos novos produtos, como argamassas, concretos e blocos deconstrução.

Um entrave à aplicação dos agregados reciclados de RCD é a possívelvariabilidade de sua composição que apresenta diferentes percentuais de argamassa,concreto, materiais cerâmicos e outros (gesso, asfalto, madeira, etc) em massa e deoutras propriedades, como granulometria, absorção e massa específica. Não seconhecem exatamente os efeitos que essa variação pode acarretar no desempenho dosprodutos gerados pela reciclagem.

Os processos de reciclagem de RCD em centrais de moagem não estão bemexplorados, limitando-se à geração de componentes reciclados voltados para o consumopúblico municipal. Este consumo é insuficiente para solucionar o problema como umtodo, considerando-se a quantidade total de RCD gerada no município.

Deve-se considerar, então, o mercado privado para esses resíduos como umanecessidade. Para este caso, porém, os agregados reciclados de RCD gerados nãopossuem características homogêneas nem contam com um controle de variabilidade.

Essa heterogeneidade das propriedades dos agregados reciclados de RCD éresponsável pela limitação de sua aplicação em algumas situações, como concretosestruturais, blocos e argamassas.

Considera-se, então, que conhecer a composição e outras propriedades dosagregados reciclados de RCD constitui um primeiro passo para se poder avaliar odesempenho do produto produzido a partir desses resíduos. Pois, a partir de suascomposições e demais propriedades, é possível determinar de forma adequada ainfluência da composição e dessas propriedades no desempenho do produto reciclado.

Pretende-se, desta forma, fazer uma breve apresentação do trabalho dedissertação, focando em seu programa experimental e análise de resultados.

�� 2%-(7,926Os objetivos específicos da dissertação de mestrado foram:

• Estudar a aplicação da técnica de análise de imagem para a avaliação da composiçãodos agregados graúdos de RCD reciclados,

• Quantificar a variabilidade da composição e características físicas desses agregados.

�� 352*5$0$�(;3(5,0(17$/��0$7(5,$,6�(�0e72'26A Figura 1mostra o resumo do programa experimental.

Agr

egad

os d

a

Cen

tral

de

Moa

gem

(VWXGR�GD�FRPSRVLomR�SRU�DQiOLVH�GH�LPDJHP

Teste fundo DimensõesDIP x reais

Separação fases

Correlação área e volume

Método de caracterização - correlação área e massa

6HSDUDomR�IDVHV�FRQFUHWR�H�DUJDPDVVD

$YDOLDomR�GD�YDULDELOLGDGH

1a etapa

2a etapa

3a etapa

Mat. Pulver.

Granulometria Índice de forma

Absorção águaMassa Específica

ComposiçãoA

greg

ados

de

labo

rató

rio

)LJXUD�����5HVXPR�GR�SURJUDPD�H[SHULPHQWDO�

A Tabela 1mostra um resumo das amostras empregadas no estudo.

7DEHOD���±�5HVXPR�GDV�DPRVWUDV�GR�SURJUDPD�H[SHULPHQWDO�

(VWXGR (QVDLRV��0pWRGRV $PRVWUDV

Teste de fundo padrão

4 de laboratório (lonapreta)1 de laboratório (lonalaranja).1 de laboratório (lonaverde)

Precisão das dimensões por DIP. 4 de laboratório.

Estudo da capacidade separação das fasespelo programa de análise de imagem

10 de laboratório.

Correlação entre área e volume de agregados,com ou sem orientação no plano

20 de laboratório.

Estudo da composição poranálise de imagem

Método de análise da composição por fases,com relação entre área e massa

8 de laboratório.

Uso da absorção de água emassa específica para aseparação das fases concretoe argamassa

Absorção de água e Massa Específica 3 de laboratório.

Materiais pulverulentos 36 da Central de Recicl.Composição granulométrica 36 da CentralÍndice de forma 36 da CentralAbsorção 36 da CentralMassa Específica 36 da Central

Avaliação da variabilidadedos agregados graúdos deRCD reciclados

Composição por seleção manual 36 da Central

���� $YDOLDomR�GD�FRPSRVLomR�GRV�DJUHJDGRV�JUD~GRV�GH�5&'�UHFLFODGRV�DSOLFDQGRDQiOLVH�GH�LPDJHP��',3�

Este estudo tinha como objetivo determinar quantitativamente as fases dacomposição (em massa) de agregados graúdos de RCD reciclados a partir da análise deimagens planas dos grãos, propondo um método de caracterização pelo programa.

O programa empregado foi o ,PDJH�3UR�3OXV����. A câmara digital utilizada foiuma .RGDN modelo '&���, sendo as fotos obtidas com resolução 1152 x 864 “pixels”.Os agregados de RCD reciclados utilizados foram os obtidos em laboratório. Foram

produzidas 6 composições misturando-se em massa agregados de concreto, argamassa ecerâmica.

������ 7HVWH�GH�IXQGR�SDGUmR�Esse teste foi realizado para a escolha de um fundo para as imagens de

agregados, pois, no método de separação dos grãos por segmentação de cores, acoloração do fundo pode interferir e dificultar este processo de separação. Empregoumétodo 1.

������ 3UHFLVmR�GD�GHWHUPLQDomR�GDV�GLPHQV}HV�SRU�DQiOLVH�GH�LPDJHP�O experimento tinha como objetivo verificar a precisão com que o software de

análise de imagem determinava as dimensões de grãos selecionados em uma imagem,quando comparado com o mesmo grão medido por um paquímetro. Realizaram-semedições em grãos nas suas maiores distâncias entre dois pontos, por paquímetro e pelosoftware, nos cantos extremos das imagens, identificados por superior esquerdo e direitoe inferior esquerdo e direito. Empregou o método 1.

������ (VWXGR� GD� FDSDFLGDGH� GH� VHSDUDomR� GDV� IDVHV� SHOR� SURJUDPD� GH� DQiOLVH� GHLPDJHPO estudo teve como objetivo verificar a possibilidade de separação automática

das três fases consideradas predominantes na composição dos agregados graúdos deRCD reciclados, através da análise de faixa de valores quantitativos de cores do padrãoRGB, de área, de dimensão Feret, de raio máximo, etc. Estes parâmetros são fornecidospelo programa e podem classificar fases presentes da composição. A tabela 2 apresentaalguns parâmetros avaliados pelo software. A tabela 3 mostra as composições utilizadasno estudo. Empregou método 1.

7DEHOD�������3DUkPHWURV�JHUDGRV�SHOR�SURJUDPD�TXH�SRGHP�VHUYLU�GH�FULWpULR�GHVHSDUDomR�GH�IDVHV�

0HGLGD 'HILQLomRAspecto Relação entre eixos maior e menor da elipse de mesma área

que a do objeto.Centróide – X Posição da coordenada X do centróide do objeto a partir do

lado esquerdo.Densidade azul Indicação do valor médio de um objeto medido em RGB 24

bytes.Eixo maior Eixo principal de uma elipse de mesma área que a do objeto.Diâmetro máximo Comprimento da maior linha que passa pelo centróide e por

dois pontos em cada perímetro do objeto.

7DEHOD�������&RPSRVLo}HV�XWLOL]DGDV�QR�HVWXGR�GH�VHSDUDomR�GDV�IDVHV�

&RPSRVLomR )DVHV�HP�SHUFHQWXDO5HWLGRV�HP�SHQHLUD

GH�PDOKDI Argamassa (45,5) Cerâmica (54,5) 12,7 mmII Argamassa (35,7) Concreto (64,3) 12,7 mmIII Argamassa (55,2) Cerâmica (44,8) 9,5 mmIV Argamassa (44,2) Concreto (55,8) 9,5 mmV Argamassa (41,0) Concreto (59,0) 6,25 mm

������ &RUUHODo}HV� HQWUH���iUHD� H��� YROXPH�GDV� IDVHV� GD� FRPSRVLomR�� FRP� RX� VHPRULHQWDomR�GRV�JUmRV�QR�SODQR�O objetivo deste estudo é comprovar a correlação entre área e volume dos

agregados graúdos de RCD reciclados, com ou sem orientação dos grãos no plano.No estudo com orientação dos grãos no plano, a composição utilizada foi a

detalhada na Tabela 4. Empregou método1.

7DEHOD�����'DGRV�GD�FRPSRVLomR�SDUD�R�HVWXGR�GH�FRUUHODomR�HQWUH��$�H��9�FRPRULHQWDomR�GDV�FDPDGDV�

)DVHV &RQFUHWR $UJDPDVVD &HUkPLFD 7RWDO0DVVD��NJ� 2,025 0,986 1,786 4,797

0DVVD�HVSHFtILFD����NJ�P�� 2,28 1,8 2,219ROXPH��Pñ� 0,888 0,548 0,808

��GDV�IDVHV��HP�YROXPH� 40 24 36 100

No estudo sem orientação dos grãos no plano, utilizou-se somente agregadosreciclados de concreto. Empregou método 2.

������ &RUUHODomR�HQWUH�iUHD�H�PDVVD�GDV�IDVHV�Este estudo teve como objetivo aplicar a correlação entre a área e o volume e

determinar a correlação entre a área e a massa dos agregados graúdos de RCDreciclados, utilizando valores de massa específica das fases determinados emlaboratório. Definiu-se também um procedimento para a separação das fases dacomposição pelo processo de análise de imagem. A composição utilizada foi a Tabela 4.Empregou método 2.

���� 8VR� GH� DEVRUomR� GH� iJXD� H� PDVVD� HVSHFtILFD� SDUD� D� VHSDUDomR� GDV� IDVHVFRQFUHWR�H�DUJDPDVVD�

Pode-se diferenciar fases “concreto” de “argamassa” aplicando as seguintesequações, baseadas nas propriedades de absorção de água e massa específica.

argarg%%arg/ Α×+Α×=Α FRQFRQFRQ ���(eq.1)

FRQFRQFRQFRQ δδδ ×+×= arg%%arg/ (eq.2)

%con + % arg = 100 (eq.3)

sendo:

Acon/arg - absorção de água da fase conjunta de concreto e argamassa.

% con – percentual em massa da fase concreto.

A con – absorção de água média da fase concreto.

% arg – percentual em massa da fase argamassa.

A arg – absorção de água média da fase argamassa.

δcon/arg – massa específica da fase conjunta de concreto e argamassa.

δcon - massa específica média da fase concreto.

δarg - massa específica média da fase argamassa.Assim, de posse dos valores médios de absorção de água e de massa específica

(obtidos por revisão da literatura) é possível montar um sistema de duas equações e duasincógnitas para obter os percentuais de cada fase.

Foram criadas três composições, misturando, em massa, percentuaisconhecidos das fases concreto e argamassa como agregados graúdos de RCD reciclados,conforme a Tabela 5.

7DEHOD�����&RPSRVLo}HV�HODERUDGDV�HP�ODERUDWyULR�SDUD�DSULPRUDPHQWR�GD�DQiOLVHGH�FRPSRVLomR�SRU�VHSDUDomR�PDQXDO�

$02675$�$&RPSRVLomR 0DVVD��.J� 7HRU����HP�PDVVD�

Concreto 1,329 84,3Argamassa 0,243 15,7

Total 1,572 100,0$02675$�%

&RPSRVLomR 0DVVD��.J� 7HRU����HP�PDVVD�Concreto 0,750 50

Argamassa 0,750 50Total 1,500 100

$02675$�&&RPSRVLomR 0DVVD��.J� 7HRU����HP�PDVVD�

Concreto 0,425 28,3Argamassa 1,075 71,7

Total 1,500 100Compararam-se os percentuais de concreto e argamassa obtidos pelo sistema

de equações com os elaborados em laboratório, aplicando-se o modelo teórico decorrelação entre as propriedades de absorção de água e massa específica seca (Figura2.12 da dissertação).

���� (VWXGR�GD�YDULDELOLGDGH�O objetivo desta etapa do programa experimental foi avaliar a variabilidade de

agregados graúdos de RCD reciclados obtidos de uma Central de Moagem segundo suacomposição dos agregados de RCD reciclados e algumas propriedades físicas, conformea Figura 2. Empregaram método 3.

Amostras em estufa (24 horas)Amostras em estufa (24 horas)

Ensaio de Materiais PulverulentosEnsaio de Materiais Pulverulentos

Ensaio de GranulometriaEnsaio de Granulometria

Ensaio de Índice de FormaEnsaio de Índice de Forma

Separação ManualSeparação Manual

Ensaio de Absorção e Massa EspecíficaEnsaio de Absorção e Massa Específica

)LJXUD����)OX[RJUDPD�GRV�HQVDLRV�UHDOL]DGRV�QR�ODERUDWyULR�GR�&HQWUR�GH�3HVTXLVDH�'HVHQYROYLPHQWR�GD�&RQVWUXomR�&LYLO�

���� $PRVWUDV

������ $JUHJDGRV�GH�5&'�UHFLFODGRV�HP�ODERUDWyULR�As amostras de laboratório foram compostas pela britagem artificial separada

(a) de um concreto convencional de resistência aproximada de 25 MPa para ofornecimento da fase “concreto”; (b) e de uma parede de alvenaria composta de blocoscerâmicos e argamassa de assentamento para o fornecimento das fases “cerâmica” e

“argamassa”. O britador utilizado foi um de mandíbula, do laboratório de Engenhariade Minas da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

As fases minerais concreto, argamassa e cerâmica foram consideradaspredominantes na composição dos agregados graúdos de RCD reciclados, baseado emdados de variabilidade de ZORDAN (1997).

Esses agregados das fases cerâmica e argamassa foram separados manualmentee estocados separados. Com os grãos de cada fase separados, composições de amostrascom esses agregados foram criadas dependendo da necessidade do estudo. Com isso,obtiveram-se composições conhecidas dos agregados em função das fases presentes.

������ $JUHJDGRV�JUD~GRV�GH�5&'�UHFLFODGRV�QD�&HQWUDO�GH�5HFLFODJHP�As amostras foram coletadas durante 12 dias, distribuídas dentro do período de

um mês. Nesta amostragem não se avalia a sazonalidade anual na geração de RCD enem a variação regional de uma cidade.

A central de moagem operava três dias por semana, tendo sido coletadas em 12dias três amostras diárias, totalizando 36 amostras. A Tabela 6 ilustra por meio de umfluxograma o procedimento operacional realizado em Santo André, bem como aformação das amostras representativas.

7DEHOD���±�3URFHGLPHQWR�RSHUDFLRQDO�GH�IRUPDomR�GH�DPRVWUDV�

Pesagem

material

restante

Monte formado é

homogeneizado

Monte

agregados

graúdos

Monte

agregados

miúdos

Homogeneização Homogeneização

Quarteamento até

2 quartos cheios

Quarteamento até

2 quartos cheios

Amostra

Laboratório

massa 5 Kg

Amostra

Laboratório

massa 7 Kg

Pesagem

material

restante

Coleta de 10% do

material

Material coletadoPeneiramento

# 4,8 mm

Britagem

dos

agregados

Contra

prova

1 quarto

Restante do quarto

Contra

prova

1 quarto

Restante do quarto

���� 0pWRGRV

������ 0pWRGR���Este método foi utilizado nos estudos preliminares do estudo da composição

por análise de imagem, como teste de fundo padrão, precisão da determinação dasdimensões por análise de imagem e estudo da capacidade de separação das fases peloprograma de análise de imagem. Em seguida, o método foi aplicado para o estudo decorrelação entre área e volume, com orientação dos grãos no plano.

Ele consiste na obtenção de imagens dos agregados pela delimitação na lona deuma área de (33 x 20 cm), de tal forma que a câmara digital ficasse em zoom máximo.A Figura 3 ilustra a realização do teste.

LONA

Área delimitada

(33 X 20 cm)Tripé

h=1,0 m

Câmera digital

)LJXUD���±�,OXVWUDomR�GR�PpWRGR���

������ 0pWRGR���Este método foi utilizado para o estudo de correlação entre área e volume sem

orientação dos grãos e para o de correlação entre área e massa. Os agregados foramdispostos em diferentes camadas, separadas por filme fino de polietileno. Com essemecanismo, era possível criar um fundo, evitando a sobreposição de camadas, em queas áreas inferiores poderiam ser computadas na imagem posterior durante a análise deimagem pelo programa. A Figura 4 ilustra o método 2.

Filme de polietileno

Caixa

Agregados distribuídos no plano

Tripé

2a camada

1a camada

Distribuição de

camadas

sucessivas

)LJXUD���±�,OXVWUDomR�GR�PpWRGR���

������ 0pWRGR���Os ensaios seguiram as seguintes normas: NBR 7219 para a determinação do

teor de materiais pulverulentos, NBR 7217 para o ensaio de granulometria, NBR 7809para o ensaio de índice de forma, separação manual das fases empregado por ZORDAN(1997) e NBR 9937 para a determinação da absorção e massa específica dos agregadosgraúdos de RCD reciclados.

�� $1È/,6(�'(�5(68/7$'26�

���� (VWXGR�GD�FRPSRVLomR�GRV�DJUHJDGRV�JUD~GRV�GH�5&'�UHFLFODGRV�SRU�DQiOLVH�GHLPDJHP

No estudo de escolha de fundo padrão, qualitativamente, selecionou-se paraestudos posteriores fundos verde não reflexivo e preto reflexivo, sendo preferível opreto graças ao contraste maior com os agregados. O uso de recursos como “flash” e luzartificial não melhorou a segmentação, dificultando quando utilizado fundo reflexivo.

Não se forneceu, para este estudo, as faixas de valores RGB em que haviacruzamento com os fundos escolhidos, uma vez que estes valores são muito variáveis,dependendo de cada amostra caracterizada. Considera-se, por outro lado, que o processode análise de imagem permite alcançar valores quantitativos de outras propriedades quenão a cor, pois para esta classificação há melhores e mais precisos equipamentos.1

Para o estudo de precisão da determinação das dimensões por análise deimagem é necessário informar um sistema de calibração no software, criando-se umaescala entre os “pixels” e milímetros. Esse erro foi considerado tolerável. Admite-se queo sistema de calibração do software é de fácil entendimento e que confere boa precisãona determinação de características de forma (comprimento, largura e espessura) e áreados grãos.

Quanto ao estudo da capacidade de separação das fases pelo programa deanálise de imagem, somente o parâmetro densidades RGB é que permitiu uma forma deseleção. A seleção pela densidade do padrão RGB torna-se mais difícil para as fasesconcreto e argamassa, tendo sobreposição de valores. A fase cerâmica teve a maiorparte dos valores em intervalos separados, acima de 50%, para grãos com dimensão emtorno de 9,5 mm e 12,7 mm para a densidade azul e vermelha.

A densidade verde é tão importante quanto à azul ou à vermelha. A densidadeverde não foi utilizada para este caso pois houve uma sobreposição de valores maior.

Quanto as correlações entre %área e % volume das fases da composição, asque obtiveram resultados satisfatórios foram as do estudo sem orientação dos grãos,provando que esses agregados possuem planos de orientação preferencial.

A correlação entre percentual de área e volume é válida quando não existeorientação preferencial de grãos, e o filme separador se adaptou entre os grãos, seminterferir significativamente na aleatoriedade da orientação dos grãos.

Quanto ao método de caracterização das fases da composição utilizando acorrelação entre % de área e % de massa, os valores de áreas determinados na imagempara as fases em cada camada podem ser convertidos em porcentagem, considerando-sea área total dos grãos como 100%. Esta composição percentual, obtida pela área, é igualao volume. Em seguida, converteu-se essa composição percentual, obtida pelo volume,em composição percentual estimada (pela massa), da seguinte forma:a) multiplicaram-se os valores de massa específica de cada fase pelo percentual de

volume referente à fase para as diversas camadas;b) esses valores, em seguida, foram convertidos em porcentagem, sendo o valor da

soma das três fases como 100%.Os valores de massa específica utilizados foram 2,28 Kg/dm³ para a fase

concreto, 1,80 Kg/dm³ para a fase argamassa e 2,21 Kg/dm² para a fase cerâmica. ATabela 7 mostra a composição percentual estimada pela massa.

7DEHOD�����&RPSRVLomR�SHUFHQWXDO�HVWLPDGD��SHOD�PDVVD�

1XPHUR&DPDGDV

&RQFUHWR���� $UJDPDVVD���� &HUkPLFD����

1 43,74 16,86 39,402 50,38 15,47 34,153 44,11 22,37 33,524 38,44 23,76 37,805 42,90 21,18 35,926 30,76 25,98 43,267 41,12 18,46 40,428 32,76 26,30 40,93

1 Informações do Prof. Dr. Henrique Kahn, professor da Engenharia de Minas da

Escola Politécnica da Universidade de São Paulo.

A Tabela 8 mostra a comparação entre a composição percentual estimada (pelamassa) e a composição percentual real. O erro para cada fase, em percentual, foicalculado pela diferença entre a composição estimada e composição real, dividido pelacomposição real e multiplicado por cem.

7DEHOD�����&RPSRVLomR�UHDO�H�HVWLPDGD��HP�SRUFHQWDJHP��SHOD�PDVVD�

Camadas Concreto (%) Argamassa (%) Cerâmica (%)Real Estim. Erro Real Estim. Erro Real Estim. Erro

1 42,22 43,74 +3,60 20,55 16,86 -17,96 37,23 39,40 +5,832 42,22 50,38 +19,33 20,55 15,47 -24,72 37,23 34,15 -8,273 42,22 44,11 +4,48 20,55 22,37 +8,86 37,23 33,52 -9,964 42,22 38,44 -8,95 20,55 23,76 +15,62 37,23 37,80 +1,535 42,22 42,90 +1,61 20,55 21,18 +3,06 37,23 35,92 -3,526 42,22 30,76 -27,14 20,55 25,98 +26,42 37,23 43,26 +16,207 42,22 41,12 -2,60 20,55 18,46 -10,17 37,23 40,42 +8,578 42,22 32,76 -22,41 20,55 26,30 +27,98 37,23 40,93 +9,94

Media 40,53 -4,01 Media 21,30 +3,64 Media 38,17 +2,54Desvio 5,98 Desvio 3,80 Desvio 3,22CV (%) 14,76 CV (%) 17,87 CV (%) 8,44

������ 3URFHGLPHQWR�SDUD�D�VHSDUDomR�GH�IDVHV�SRU�DQiOLVH�GH�LPDJHPOs procedimentos para a caracterização foram: a) seleção por segmentação de

cores2 no padrão RGB de todos os grãos, b) geração de máscara3 da imagemsegmentada, c) aplicação do filtro 23(1 4e gravação da nova máscara, d) gravação porcomando das linhas externas5, e) ajustes das linhas externas que se façam necessários deforma não-automática (manual)6, f) criação da terceira máscara em preto e branco dosgrãos, g) aplicação do comando 5(675,&7� ',/$7,21 7para a retirada do fundo daimagem, h) seleção de forma não-automática (manual) das linhas externas dos grãosreferentes a cada fase e gravação das linhas externas das fases, h) geração de máscaraspara cada fase a partir das linhas externas das fases e i) calibração do programa (escala)e medição da área.

���� 8VR� GD� DEVRUomR� GH� iJXD� H� PDVVD� HVSHFtILFD� SDUD� D� VHSDUDomR� GDV� IDVHVFRQFUHWR�H�DUJDPDVVD

Os resultados foram considerados satisfatórios quando se aplica as equações 1e 2 para se obter o teor de argamassa. O teor de concreto é obtido aplicando a equação3, adotando-se o teor de argamassa obtido anteriormente.

A Figura 5 mostra uma regressão entre teores e concreto e argamassaadicionados e teores estimados.

2 No programa (0HQX�PHDVXUHPHQW��&RXQW�6L]H��6HOHFW�5DQJHV).3 A máscara é o resultado da segmentação em preto e branco. No programa (0HQX

PHDVXUHPHQW��&RXQW�6L]H��6HOHFW�5DQJHV��0DNH�D�PDVN).4 No programa (0HQX�3URFHVV��)LOWHUV5 Linhas externas são as linhas de contorno dos grãos. No programa (0HQX

0HDVXUHPHQW��&RXQW�6L]H��)LOH��6DYH�RXWOLQHV).6 No programa ($UHD�RI�,QWHUHVW�7RROV).7 No programa (0HQX�3URFHVV��5HVWULFW�'LOWDWLRQ).

5�� �����

5�� �����

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

&RPSRVLo}HV�UHDLV����

&RPSRVLo}HV�HVWLPDGDV���

concreto

argamassa

Linear (concreto)

Linear (argamassa)

)LJXUD�����&RUUHODomR�HQWUH�FRPSRVLo}HV�UHDLV�H�HVWLPDGDV�

������ (VWXGR�GD�YDULDELOLGDGH�GD�SURGXomR�GD�&HQWUDO�GH�5HFLFODJHP�HP�6DQWR�$QGUpA mostra o teor (%) médio diário aproximado de agregados graúdos e miúdos.

Embora a variação seja expressiva, é possível constatar que existe uma predominânciade agregados miúdos sobre os graúdos.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

'LDV

$JUHJDGRV�JUD~GRV�H�PL~GRV�����

graúdosmiúdos

04/02 08/02 09/02 10/02 14/02 15/02 16/02 17/02 21/02 22/02 23/02

)LJXUD�����*HUDomR�GH�DJUHJDGRV�PL~GRV�H�JUD~GRV��HP�SHUFHQWXDO�

Pelos dados obtidos na caracterização das amostras desses agregados,constatou-se que houve significativa variabilidade na composição, conforme a Figura 7 .

0%

20%

40%

60%

80%

100%

03/0

2_1h

03/0

2_2h

03/0

2_3h

04/0

2_1h

04/0

2_2h

04/0

2_3h

08/0

2_1h

08/0

2_2h

08/0

2_3h

09/0

2_1h

09/0

2_2h

09/0

2_3h

10/0

2_1h

10/0

2_2h

10/0

2_3h

14/0

2_1h

14/0

2_2h

14/0

2_3h

15/0

2_1h

15/0

2_2h

15/0

2_3h

16/0

2_1h

16/0

2_2h

16/0

2_3h

17/0

2_1h

17/0

2_2h

17/0

2_3h

21/0

2_1h

21/0

2_2h

21/0

2_3h

22/0

2_1h

22/0

2_2h

22/0

2_3h

23/0

2_1h

23/0

2_2h

23/0

2_3h

$PRVWUDV�KRUiULDV

��DFXPXODGD�FRPSRVLomR��PDVVD�

vidros/gessooutrosmat. Betuminososcerâmicarochasargamassaconcreto

)LJXUD�����9DULDELOLGDGH�GDV�FRPSRVLo}HV�GRV�DJUHJDGRV�JUD~GRV�GH�5&'�QDVDPRVWUDV�

A seguir, na Tabela 9, temos o resumo dos valores extremos e médios paracada fase da composição, em função das amostras.

7DEHOD��±�9DORUHV�PpGLRV�H�H[WUHPRV�GDV�IDVHV�GD�FRPSRVLomR�HP�IXQomR�GDVDPRVWUDV�

&RQFUHWRV $UJDPDVVDV 5RFKDV &HUkPLFDV0i[LPR���� 62 61 50 130tQLPR���� 23 10 3 0,100pGLR���� 44 28 23 4&9���� 21 39 49 97

Quanto à presença de contaminações de gesso nos agregados, nenhuma dasamostras caracterizadas ultrapassou o limite imposto pela RILEMRECOMMENDATION (1994). Ainda aponta, conforme o emprego de agregado deRCD reciclado, um total máximo de 1 a 5% (em massa) de impurezas (vidro, betume,plásticos) toleráveis nos agregados graúdos de RCD reciclados para aplicações emconcretos. Para a produção de concretos com limite para impurezas de 1%, existe anecessidade de controle da produção para retirada dessas impurezas.

A Figura 8 mostra as curvas limites que definem a variação das curvasgranulométricas de todas as amostras. Percebem-se variações consideráveis nospercentuais passantes para as peneiras de abertura de malha 6,3 mm e 4,8mm e para apeneira fundo, sendo que a maior variação foi o percentual passante acumulado dapeneira de abertura de malha 4,8mm.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

fundo 4,8 6,3 9,5 12,5

$EHUWXUD�GD�PDOKD��HP�PP�

��SDVVDQWH�DFXPXODGD

03/02_1h

03/02_2h

08/02_1h

10/02_1h

15/02_3h

22/02_2h

22/02_3h

)LJXUD�����&XUYDV�JUDQXORPpWULFDV�OLPLWHV�GDV�DPRVWUDV�

Para as propriedades granulometria, materiais pulverulentos, índice de forma,absorção a variabilidade também é significativa como para a propriedade composição,considerando-se as amostras.

A homogeneização da composição deve ser realizada em períodos superiores a2 dias, conforme resultados de variação da mesma apresentados na dissertação.

Quanto à correlação da composição com outras propriedades, foram realizadasregressões lineares que serão apresentadas nas Figura 9, Figura 10 e Figura 11.

5�� �����

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

10,0

11,0

12,0

30 40 50 60 70 80 90 100

&RQFUHWR�H�URFKD�GD�FRPSRVLomR����

$EVRUomR�GH�iJXD������KRUDV����

)LJXUD�����5HJUHVVmR�OLQHDU�HQWUH�WHRUHV�GH�FRQFUHWR�H�URFKD�GD�FRPSRVLomR�FRP�RVYDORUHV�GH�DEVRUomR�PpGLD�GH�iJXD�

5ð� �����

1,9

2,0

2,0

2,1

2,1

2,2

2,2

2,3

2,3

2,4

2,4

30 40 50 60 70 80 90 100

&RQFUHWR�H�URFKD�QD�FRPSRVLomR����

0DVVD�(VSHFtILFD��NJ�GPñ�

)LJXUD������5HJUHVVmR�OLQHDU�HQWUH�WHRUHV�GH�URFKD�H�FRQFUHWR�H�YDORUHV�GH�PDVVDHVSHFtILFD�PpGLD�SDUD�DV�DPRVWUDV�

5�� �����

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

0 10 20 30 40 50 60 70

��DUJDPDVVD�QD�FRPSRVLomR

��UHWLGD�QR�IXQGR

)LJXUD������5HJUHVVmR�OLQHDU�GD�SRUFHQWDJHP�GR�IXQGR�H�D�SRUFHQWDJHP�GHDUJDPDVVD�GD�FRPSRVLomR�GDV�DPRVWUDV�

Percebe-se que o coeficiente de correlação é a raiz deste valor, mesmo não seretirando os valores espúrios, que pode ser feita com até 10% da amostra, conformeWAENY (1992). Sendo assim, aceitou-se a correlação com valor de 72%.

�� &21&/86­2A variabilidade dos agregados reciclados de RCD afeta as propriedades dos

componentes reciclados, conforme dados da revisão bibliográfica da dissertação. NoBrasil, a pouca experiência em plantas de reciclagem gera existência de agregadosheterogêneos em composição e outras propriedades, além das contaminações causadaspela ausência de equipamentos de controle de qualidade.

A análise de amostras dos agregados graúdos de RCD reciclados da Central deSanto André revelou que esta variabilidade é significativa, como também perceberamoutros pesquisadores como ZORDAN (1997) e QUEBAUD-BUYLE-BODIN (1999).As outras caracterizações físicas dos agregados também apresentaram variabilidade,destacando-se os materiais pulverulentos e curvas granulométricas.

O estudo da variabilidade revelou-se importante, apesar das amostrasanalisadas não preverem sazonalidade nem serem oriundas de resíduos de construção,

uma vez que a amostra era constituída de agregados que representavam em sua maioriaaqueles provenientes de resíduos de demolição.

Percebe-se que, para este lote analisado e caso específico, a geração deagregados miúdos chega a ser aproximadamente 2 vezes superior à geração deagregados graúdos. Apesar de as caracterizações deste estudo serem dirigidas para aparcela graúda, observa-se que a fração miúda merece ser estudada, pois representamaior importância que a graúda, por causa da sua contribuição na geração do total deagregados reciclados.

Quanto às técnicas de caracterização desses agregados graúdos, considera-seque o uso de absorção de água e massa específica para identificar teores de concreto eargamassa é uma evolução em relação à técnica anteriormente utilizada por ZORDAN(1997). Os experimentos realizados demonstraram que os erros máximos ocorrem emtorno de 10%, quando fixados o valor obtido pelo percentual de argamassa e corrigindo-se o valor percentual do concreto a partir do complemento do total de 100%.Recomenda-se o emprego da técnica em Centrais de Moagem.

Os métodos convencionais de caracterização física, empregados paraagregados naturais, podem e devem ser aplicados em centrais para controle de qualidadedesses agregados. Controles de fatores como granulometria, índice de forma, absorção emassa específica são simples e fornecem padrões de comportamento desta matéria-prima, constituindo bons detectores da heterogeneidade ou variabilidade.

Ficou demonstrada a necessidade de se realizar algum tipo de controle outratamento, objetivando a homogeneidade de comportamento das propriedades. Ahomogeneização da composição pode ser realizada por pilhas, em períodos superiores a2 dias para esta Central. Destaca-se que em outras centrais, esse tempo de formaçãopode se alterar em função da origem dos RCD recebidos e da produção.

Os valores de massa específica e absorção de água da composição sãoinfluenciados pela porcentagem de rochas e concretos presentes na composição, tendoboa correlação em uma regressão linear empregada. Constatou-se que a porcentagem nofundo do ensaio de granulometria tem correlação com o percentual de argamassa dacomposição.

Nas amostras realizadas, as contaminações por gesso, estiveram abaixo dosvalores limites especificados pela RILEM para utilização do agregado na produçãoconcretos de cimento Portland. No entanto, dada as alterações tecnológicas que aconstrução civil vem sofrendo com a introdução de novas tecnologias como gessoacartonado, plásticos e outros materiais, recomenda-se agregar ao controle dequalidade, caracterizações químicas que visem ao controle de sulfatos ou outroscontaminantes considerados relevantes.

O método de análise de imagem mostrou-se eficiente e sua teoria conveniente,embora aquele não esteja completamente adequado às necessidades de canteiro e deanálise. Para o método de avaliação da composição dos agregados graúdos por análisede imagem, os grãos devem se posicionar de forma aleatória. Esta aleatoriedade impedeque se identifique a dimensão característica dos grãos, como comprimento, largura eespessura. Constatou-se que, no estudo com a aleatoriedade dos grãos, há um erro entrea correlação de % área e % volume. Não se sabe, porém, se este erro permanececonstante (pouco variável) em função das fases da composição. Se tal premissa forverdadeira, pode-se trabalhar com os grãos de forma orientada, permitindo a obtençãoda composição correlacionada com a massa, distribuição granulométrica e índice deforma.

5()(5Ç1&,$6�%,/,2*5È),&$6

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