07 – A INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL NA FABRICAÇÃO DE TIJOLOS SOLO-CIMENTO

Ano 7 (2020) – Número 1 Artigos

 10.31419/ISSN.2594-942X.v72020i1a7RMQLB

 

 

Karoline Kelly Teixeira Barreto1; Risete Maria Queiroz Leão Braga2; Francisco Carlos Lira Pessoa2; João Guilherme Mota de Sousa2; Laercio Gouvêa Gomes3

1Engenheira Sanitarista e Ambiental, Universidade Federal do Pará, Brasil, karoline_95_kelly@hotmail.com

2Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Brasil, risetemaria@yahoo.com.br, joao@ufpa.br

3Instituto Federal do Pará-Campus Belém, Brasil, laercio.gomes@ifpa.edu.br

 

* Autor correspondente: risetemaria@yahoo.com.br

 

ABSTRACT

The industrial revolution and the dissipation of innovative and modern technologies have resulted in a large generation of solid waste, mainly in the area of ​civil construction, generally mostly discarded in inappropriate places. In this context, the insertion of these residues in a new life cycle, as in the case of the manufacture of artifacts, mortars, concrete and soil-cement bricks. The proposed study showed the technical feasibility of using Civil Construction Waste (RCC) in the manufacture of soil-cement bricks postpone its disposal. 10 traces of a mixture composed with a soil from a region of Pará, cement and RCC were proposed. Tests such as retraction, physical characterization and resistance to simple compression were carried out in accordance with Brazilian standards to verify the potential of the mixtures in the manufacture of the brick. The results indicated that a correction in the granulometry of the soil and / or the RCC may result in satisfactory values ​​of resistance, recommended by NBR 8491 (ABNT, 2012), for the manufacture of soil-cement-RCC bricks.

Keywords: Construction; Recycling; Bricks.

 

INTRODUÇÃO

A área da construção civil é uma das mais inovadoras na criação de novas tecnologias, mas também é considerada uma grande causadora de impacto ao meio ambiente, seja na extração de recursos naturais e/ou na geração de grandes volumes de resíduos mediante aos processos construtivos (BRASILEIRO; MATOS, 2015).

Os Resíduos da Construção Civil (RCC) são provenientes de construções, reformas, reparos e demolições de obras, incluindo os resultantes da preparação e escavação de terreno para obras civis, materiais cerâmicos, concreto em geral, solos, rochas, metais, resinas, madeiras, telhas, entre outros (BRASIL, 2002; BRASIL, 2010).

Setores da construção civil vêm se destacando por reutilizar e reciclar os RCC e reincidi-los em um novo ciclo de vida produtivo, como é o caso da produção de cimentos, concretos e argamassas, camadas de pavimento e produtos do setor cerâmico (FERRARI et al., 2014; BRASILEIRO; MATOS, 2015; QUADROS et al., 2016; SIQUEIRA et al., 2016; CORDEIRO et al, 2019).

Bezerra e Lafayette (2016) consideram a fabricação de tijolos solo-cimento, moldados por uma prensa manual ou hidráulica, uma alternativa viável para edificações populares, pois além do baixo custo e simplicidade na sua confecção podem ainda ser preparados no próprio canteiro de obras, diferente dos cerâmicos que utilizam o processo de queima e acabam emitindo gases como CO e CO2 para atmosfera (SEGANTINI; WADA, 2011; DA SILVA et al., 2018; SANTOS et al., 2019).

De acordo com a NBR 12.023 (ABNT, 2012) o solo-cimento é uma mistura íntima compactada de solo, cimento e água que resulta em um produto endurecido. A NBR 10.832 (ABNT, 1989) e podem ser adicionados à mistura vários tipos de resíduos, como os advindos da madeira, concreto, argamassa, fibras, etc. (Souza, 2008; Santos, 2009).

Com relação ao solo, estudos apontam que o mais adequado para a mistura solo-cimento é o arenoso e ao acrescentar RCC pode melhorar a trabalhabilidade, reduzir a retração linear e ainda se obter melhores resistências (SEGANTINI; WADA, 2011; BEZERRA; LAFAYETTE, 2016).

Diniz et al. (2015) afirmaram que em Belém, estado do Pará, diariamente são geradas 1.300 toneladas de resíduos domésticos e uma faixa de 600 toneladas ao dia de RCC. Geralmente, esses resíduos são dispostos em canteiros de obras, vias públicas, canais hidráulicos, ou ainda, são comercializados de forma direta com a população para fins de utilização como aterro em áreas alagadas.

Dentro deste contexto e, partindo-se do entendimento que os recursos naturais e matérias primas são esgotáveis, tornam-se indispensáveis estudos e alternativas que visem reduzir a quantidade de RCC com sua reutilização e/ou reciclagem em processos construtivos, ou seja, rescindindo-os em outro ciclo de vida. Assim, o estudo vem propor a viabilidade técnica da incorporação de RCC como um insumo a mais na confecção de tijolos de solo-cimento-RCC.

 

MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais empregados para a confecção de um tijolo solo-cimento-RCC foram:

– Solo: coletado em uma obra do prolongamento da Avenida João Paulo II – Belém;

– Cimento: tipo CP II E 32 e CP II F 32;

– Areia: adquirida em estabelecimento comercial em Belém;

– RCC: coletado de uma obra no Setor Básico da Universidade Federal do Pará-UFPA.

O RCC foi inicialmente segregado para a retirada de outros materiais de construção, ficando apenas os resíduos com teor de concreto. Em seguida o material foi reduzido em diâmetros menores, empregando-se o equipamento de abrasão de “Los Angeles”, conforme a NBR NM 51 (ABNT, 2001), disponível no Laboratório de Engenharia Civil da UFPA.

Para a caracterização dos materiais tomou-se como base a NBR 10.832 (ABNT, 1989), que descreve as condições mínimas exigíveis para a fabricação de tijolos maciços de solo-cimento em prensas manuais, como:

  • 100 % dos grãos passados na peneira de abertura 4,8 mm (nº 4);
  • 10% a 50% dos grãos passados na peneira de abertura 0,075 mm (nº 200);
  • Limite de Liquidez menor ou igual a 45%;
  • Índice de Plasticidade menor ou igual a 18%;
  • Não conter matéria orgânica em quantidade prejudicial à hidratação do cimento contido na mistura.

Foram propostos 10 traços para as misturas com solo-cimento-RCC (Tabela 1) com variações entre 60 e 80% de RCC. Tomaram-se como base os traços elaborados nos estudos de Segantini e Wada (2011), visando à possibilidade de redução de cimento e, em contrapartida, o aumento de RCC. Ademais, houve a adição de 20% de areia comercial (relacionado à massa do solo) no traço contendo 10% de cimento, P10, de forma a avaliar o ganho de resistência à mistura, a partir de uma redistribuição de faixa granulométrica.

 

Tabela 1- Composição dos traços para as misturas solo-cimento-RCC.

Traços Composição
P1 Solo + 4% Cimento
P2 Solo + 4% Cimento + 60% RCC
P3 Solo + 4% Cimento + 80% RCC
P4 Solo + 6% Cimento
P5 Solo + 6% Cimento + 60% RCC
P6 Solo + 6% Cimento + 80% RCC
P7 Solo + 10% Cimento
P8 Solo + 10% Cimento + 60% RCC
P9 Solo + 10% Cimento + 80% RCC
P10 Solo + 10% Cimento + 20% Areia

 

Uma série de ensaios foi realizada, seguindo as normas técnicas brasileiras recomendadas para a confecção de tijolos solo-cimento, como: retração linear (CEPED, 1984); análise granulométrica – NBR 7181 (ABNT,2016); compactação NBR 7182 (ABNT, 2016); limites de consistência NBR 6459 (ABNT, 2016) e NBR 7180 (ABNT, 2016) e resistência a compressão simples NBR 8491 (ABNT, 2012). Para cada ensaio considerou-se um conjunto de três amostras: apenas o solo, solo + 60% RCC e solo + 80% RCC.

Para a moldagem dos corpos-de-prova (CP) foi utilizado um cilindro com dimensões reduzidas de 50 mm de diâmetro e 50 mm de altura, confeccionados no equipamento mini-MCV.  Para cada traço foram moldados 3 CP com teor de umidade na umidade ótima das misturas e de acordo com os traços do Tabela 1.

A resistência à compressão simples foi obtida após os CP atingir um tempo de cura de 7 e 28 dias, de acordo com o recomendado pela NBR 12025 (ABNT, 2012). O ensaio foi realizado no Laboratório de Resistência dos Materiais do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará (IFPA).

O ensaio de resistência à compressão simples foi empregado admitindo-se que para a fabricação de tijolo solo-cimento a tensão mínima não deveria apresentar uma média dos valores dos CP menor que 2,0 MPa e nem valores individuais de CP inferiores a 1,7 Mpa na idade de 7 (sete) dias, em conformidade a NBR 8.491 (ABNT, 2012).

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

No ensaio de retração (Figura 1) com o solo natural verificou-se que após 7 dias de cura o material apresentou uma fenda central com retração de 22,50 mm (Figura 1a). Portanto, não se adequando ao uso para solo-cimento, conforme especificado pela CEPED (1984), que indica no máximo uma retração de 20 mm. Ao adicionar 60% de RCC houve uma redução na retração de 22,50 mm para 18,12 mm, porém a fenda central permaneceu na amostra (Figura 1b). Com a adição de 80% de RCC não se observou mais a fenda e a amostra apresentou uma considerável redução na retração, passando a apresentar 15,20 mm (Figura 1c). Segundo Segantini e Wada (2011) essa redução é considerada importante, pois minimizarão as chances de fendas e fissuras na secagem dos tijolos.

Figura 1- Ensaios de retração linear: (a) solo; (b) solo + 60% RCC; (c) solo + 80% RCC.

 

Quanto às granulometrias realizadas verifica-se que o solo estudado possui um maior percentual de argila e silte (45,90%), enquanto o RCC a maior faixa granulométrica equivale à fração areia fina (46,95%). Já a areia comercial apresentou uma fração fina de 71%. Quando processada a mistura do solo e o RCC a análise granulométrica apontou uma redistribuição grãos, com um aumento das frações areia fina e média (Tabela 2).

Segatini e Wada (2011) estudaram a incorporação de RCC em misturas de solo-cimento e avaliaram que houve uma melhora nas propriedades granulométricas do solo, principalmente nas frações de areia média e grossa, que anteriormente não existiam, melhorando as propriedades mecânicas de mistura solo-cimento.

 

Tabela 2- Composições granulométricas do material e misturas aplicadas no estudo.

Composição Argila e Silte (%)        < 0,075 mm Areia Fina (%)  0,42 – 0,075 mm Areia Média (%)   2,0 – 0,42 mm Areia Grossa (%) 4,75 – 2,0 mm Pedregulho (%) > 4,75 mm
Solo 45,90 28,01 9,96 5,86 10,27
RCC 26,41 46,95 25,67 0,71 0,26
Areia comercial 7,00 71,00 22,00 0 0
Solo + 60% RCC 35,82 37,27 15,59 4,55 6,77
Solo + 80% RCC 37,84 37,74 16,05 2,58 5,79

 

Os resultados do ensaio de compactação para os traços P1 a P10 apresentado na Tabela 1 revelaram que, à medida que se acrescentou RCC à mistura, as umidades ótimas reduziram e houve um aumento das massas específicas secas máximas. Segundo Souza et al. (2008) este é um resultado desejado porque o RCC promove à melhoria das propriedades mecânicas do solo, demonstrando uma acomodação dos grãos na compactação, boa qualidade do solo-cimento, proporcionando a obtenção de um composto mais resistente.

Embora a compactação das misturas tenha apresentado um aumento de massa específica, com acréscimo de RCC, os valores médios obtidos para os ensaios de resistência à compressão simples apresentaram valores abaixo de 2,0 Mpa (Figura 2), principalmente em traços com a redução de cimento para 4% (P1 a P3).

As melhores resistências obtidas foram para os CP com os traços P6 (Solo + 6% Cimento + 80% RCC) e P9 (Solo + 10% Cimento + 80% RCC), que apresentaram 1,95 Mpa para os 7 dias cura e de 1,75 MPa para uma idade de cura de 28 dias, respectivamente.

Ao acrescentar a fração areia comercial a mistura solo + 10% cimento verifica-se que não houve diferença significativa dos valores de resistência para os CP confeccionados nos traços P7 e P10, com tempo de cura 7 dias.

Figura 2- Evolução da resistência à compressão simples para os traços das misturas.

 

É importante ressaltar que tanto para o solo empregado no trabalho de Segatini e Wada (2011) quanto o solo desse estudo, ambos foram classificados como A-4 (HBR, 1945) – solo arenoso fino. Contudo, Segatini e Wada (2011) ao incorporar o RCC as suas misturas promoveu a inserção do intervalo de fração areia grossa e não de fração areia fina, como foi o caso do estudo em questão. Portanto, verifica-se que a adição de RCC no primeiro caso facilitou o entrosamento entre os grãos, e consequentemente o ganho de resistência para as misturas. Enquanto no segundo caso, houve um excesso de fração fina e perda de resistência decorrente.

Braga (2019) identificou por análises granulométricas três perfis de solos de uma área no estado do Pará, onde são extraídos materiais para a construção civil na região metropolitana de Belém e municípios vizinhos. Os resultados apontaram que os solos nessa região tendem a ser mais síltico-arenosos do que argilosos, ou seja, similar ao utilizado no estudo.

A geologia na área, de domínio de Barcarena, está representada pelos sedimentos Plio-Miocênicos da Formação Barreiras. Dominam siltitos e argilitos na base aflorante, com lentes conglomeráticas na zona intermediária, inseridas em arenitos a arenitos conglomeráticos, com estruturas sedimentares indicativas de sedimentação flúvio-lacustre (Benvenuti, 1995). Estes sedimentos encontram-se indistintamente alterados pela lateritização imatura, com a formação de horizontes mosqueados, crosta ferruginosa e latossolos amarelos (Costa, 1991). E são constituídos essencialmente de SiO2, com teores ainda elevados de Al2O3 e relativamente baixos de Fe2O3 e TiO2. Portanto, é necessário que outros estudos sejam realizados de forma a coletar um material com um maior percentual de Al2O3 e Fe2O3, os quais oportunizarão maior resistência aos CP.

 

CONCLUSÕES

O estudo apresentou resultados positivos quanto à análise da viabilidade técnica na produção de tijolos solo-cimento com adição de RCC, pois favoreceu uma redução considerável de retração em misturas solo + RCC, contribuindo no desempenho da mistura quanto à ausência de trincas.

No geral, ainda que os traços propostos no estudo não tenham atendido à resistência média recomendada, verificou-se que o emprego do RCC às misturas favoreceu um aumento na resistência dos CP.

É importante ressaltar que não foi possível a redução granulométrica de RCC para uma faixa de areia média a grossa, que poderia favorecer o aumento da resistência desejada.

 

REFERÊNCIAS

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 7181: 2016. Solo: análise granulométrica. Rio de Janeiro, 12p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 6457: 2016. Amostras de solo: preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 8p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 6459: 2016. Solo: determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 5p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 7180: 2016. Solo: determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 3p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 7182: 2016. Solo: ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 9p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 8491: 2012. Tijolo maciço de solo-cimento: especificação. Rio de Janeiro, 5p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 10832: 2012. Solo: fabricação de tijolo e bloco de solo-cimento com utilização de prensa manual ou hidráulica: procedimento. Rio de Janeiro, 3p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 12023:2012. Solo-cimento: ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 7p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR 12025: 2012. Solo-cimento: ensaio de compressão simples de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 7p.

Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). NBR NM 51: 2001. Agregado graúdo: ensaio de abrasão de “Los Angeles”. Rio de Janeiro, 6p.

Benvenuti S.M.P. 1995. Avaliação da Poluição do Flúor em Solos e Plantas das Redondezas da Fábrica de Alumínio Albrás, Barcarena-Pa. Dissertação de Mestrado, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 156p.

Bezerra F.T.C., Lafayette K.P.V. 2016. Avaliação dos resíduos da construção de demolição (RCD) em solo-cimento. Revista de Engenharia e Pesquisa Aplicada, 2:134-139.

Braga R.M.Q.L. 2009. A utilização de uma camada de solo compactado como revestimento impermeabilizante de fundo de bacias de disposição de lama vermelha produzida em Barcarena-Pa.  Tese de Doutorado, Instituto de Geociências, Universidade federal do Pará, Belém, 171p.

Brasil.2010 Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010. Política Nacional de Resíduos Sólidos. Disponível em: <http://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm >. Acesso em: 20 jun. 2019.

Brasil. Resolução CONAMA nº 307, de 5 de Julho de 2002. Conselho Nacional de Meio Ambiente. Disponível em: <http://www2.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=307>. Acesso em: 3 jul. 2019.

Brasileiro L.L., Matos J.M.E. 2015. Revisão bibliográfica: Reutilização de resíduos da construção e demolição na indústria da construção civil. Revista Cerâmica, 61:178-189.

Centro de Pesquisas e Desenvolvimento. CEPED. 1984: Manual de construção com solo-cimento. Camaçari, 116p. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=000131&pid=S0366-6913201300040001000018&lng=en>. Acesso em: 20 jun. 2019.

Cordeiro L.N.P., Paes I.N.L., Souza P.S.L., Azevedo C.M. 2019. Caracterização da cinza de caroço de açaí residual para adição ao concreto. Revista Ambiente Construído, 19:45-55.

Costa M.L. 1991. Aspectos Geológicos dos Lateritos da Amazônia. Revista Brasileira de Geociências. 21:146-160.

Da Silva L O., Santos G.N., Savaris W.K. 2018. Tijolo solo-cimento: Fabricação e utilização em construções que visam o equilíbrio ambiental. Revista Conexão Eletrônica, 15:446-455.

Diniz I.C., Vinagre M.V.A., Bello L.A.L., Maia, É.M., Gaia A. 2015. Impactos ambientais causados por resíduos de construção na cidade de Belém, “A metrópole da Amazônia”. Revista Educação Ambiental em Ação, 54.

Ferrari V.J., Souza A.H.C., Baltazar H.P., Dotto W.,Vieira Neto J.G. 2014. Tijolos vazados de solo-cimento produzidos com solo da região do Arenito Caiuá do Paraná. Revista Ambiente Construído, 14:131-148.

Quadros G.M., Welter M., Azevedo A.C., Oliveira B.C., Paludo D., Kroetz, D., Marquetti D. L., Alba, F.J., Ludwig F., Poletto L.; Rocha, L.G., Rauber, S., Niehues R., Grutzmann T. 2016. Resíduos sólidos da construção civil: de passivo ambiental à matéria prima na pavimentação de estradas rurais. Revista Interativa, 2.

Santos E.A., Cargnin-Stieler M., Damasceno M.V.A. 2019. Engenharia civil pensando sustentabilidade: confecção de tijolos ecológicos com resíduos de britagem e solo argiloso. Brazilian Applied Science Review, 3:721-732.

Santos M.P. 2009. Fabricação de solo-cimento com adição de resíduos de madeira provenientes da construção civil. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 108p.

Segantini A.A.S., Wada P.H. 2011. Estudo de dosagem de tijolos de solo-cimento com adição de resíduos de construção e demolição. Acta Scientiarum Technology, 33:179-183.

Souza M.I.B., Segantini A.A.S., Pereira J.A. 2008. Tijolos prensados de solo-cimento confeccionados com resíduos de concreto. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 12:205-212.

 

 

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