ARTIGO TÉCNICO - AT 15 CONCRETO COM AGREGADO RECICLADO

O blog MATERIALS AND MATERIAIS (MAT AND MAT) traz o artigo resumido do pesquisador Elier Pavón e co-autores discutindo o tema concreto com agregado reciclado. 

Boa leitura.

Prof. E. Bauer (matandmat.blog@gmail.com)

APLICABILIDADE DO CONCRETO COM AGREGADO GRAÚDO

 RECICLADO - UM ESTUDO DE CASO

Elier Pavón⁽*⁾, Miren Etxeberria⁽**⁾, Nelson Emilio Díaz⁽***⁾

⁽*⁾ Doutorando da Universidade de Brasília, DF, Brasil.

⁽**⁾ Universidade Politécnica de Catalunha, Barcelona, Espanha.

⁽***⁾ Instituto Superior Politécnico José Antonio Echeverría, La Havana, Cuba.

Encaminhado e adaptado por: Elier Pavón (mat and mat)

RESUMO

A geração de resíduos de demolição de concreto em Havana - Cuba é elevada. Além disso, as principais pedreiras que abastecem a cidade encontram-se afastadas da cidade, inclusive fora da região. Esta situação torna necessário o emprego destes resíduos como agregados na fabricação de concreto. Na pesquisa realizada, foram fabricados concretos com 25%, 50% e 100% de agregados graúdos reciclados obtidos a partir de quatro tipos de concreto, e com relação água-cimento 0,5. A partir da avaliação das propriedades físico-mecânicas obtidas pelo concreto reciclado, definiu-se a sua aplicabilidade como concreto estrutural, de acordo com os requisitos definidos pela normativa cubana.

Palavras-chave: resíduos, agregados reciclados, concreto.

 INTRODUÇÃO/ JUSTIFICATIVA/OBJETIVOS

Os volumes de resíduos de construção e demolição (RCD) produzidos em todo o mundo constituem um grande teor do total de resíduos gerados pela sociedade. De acordo com os dados fornecidos por Tam (1), estes valores são bastante dispersos em diferentes países, chegando a variar em até 60%. De acordo com os resultados obtidos por Tam (1), os resíduos de concreto representam em torno de 40% dos  Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) na maioria dos países pesquisados, em alguns casos essa porcentagem chega à 65%. O problema principal com este tipo de desperdício está associado com a sua deposição irregular e ocupação de grandes volumes.

A cidade de Havana ocupa uma área de 727 km² e possui uma população de 2,2 milhões de habitantes. A capital da República de Cuba é o centro da atividade econômica no país e representa as 14 províncias de pico produção de resíduos. No caso de Cuba, de acordo com a Diretoria de Planejamento e Serviços Comunais e da Oficina Nacional de Estatística (ONE), a quantidade de resíduo coletado foi maior que 300 kg / pessoa / ano para o período de 2001-2006 (2). Em Havana geram-se quase 40% do total de resíduos de Cuba, destacando a importância da reciclagem na província e, por enquanto, a necessidade de estudar os resíduos nela produzidos. Os valores gerados tendem a aumentar nos últimos anos de acordo com os dados da ONE (2).

Os números de produção de RCD são elevados (3), com valores em torno de 1200m³/dia, dos quais 5% são resíduos de concreto (4). O emprego de agregados reciclados na fabricação de concreto e sua influência sobre as propriedades físicas e mecânicas são extensivamente estudados (5-6) a nível mundial, mais é preciso estudar a aplicabilidade dos agregados reciclados produzidos em Havana, para sua aplicação como concreto estrutural nos diferentes ambientes estabelecidos pela normativa cubana (7).

Neste trabalho foi analisada a aplicabilidade de agregados reciclados de concreto em ambientes de agressividade alta, média e baixa. A fase experimental foi composta por duas etapas experimentais, foram utilizados quatro tipos de agregado reciclado e foram avaliadas propriedades fisco - mecânicas e de durabilidade dos concretos produzidos.

MATERIAIS/MÉTODOS/DESENVOLVIMENTO

Para a fabricação do concreto convencional foram empregados os materiais de maior disponibilidade na cidade, cimento Portland P-35, agregado miúdo calcário da pedreira “Victoria” de Havana, agregado graúdo calcário da pedreira “Alacranes” da província Mayabeque e aditivo superplastificante N100RC de

com uma boa distribuição granulométrica e com baixo teor de finos. Os resíduos foram triturados Mapei.

Os agregados reciclados foram produzidos a partir de quatro fontes de resíduos diferentes. Cada um deles com características diferentes (ver tabela 1), devido principalmente, pelas propriedades do concreto original. Em Havana, não há ainda nenhuma planta de reciclagem a escala industrial para a obtenção de agregado graúdo reciclado, por isso foi necessário empregar um triturador de mandíbulas a escala de laboratório. Neste tipo de maquina produziram-se agregados até se tamanho máximo característico de 19 mm, ou seja, dimensão comumente utilizada para agregados graúdos convencionais.

O objetivo da fase experimental foi determinar os requisitos mínimos do agregado graúdo reciclado e o teor de substituição do agregado graúdo natural, para que o concreto feito com agregados reciclados cumpra os requisitos da normativa cubana NC 250: 2005. Ou seja, para que ele possa ser empregado em ambientes de agressividade média, empregando uma relação a/c efetiva de 0.5, o máximo permitido pela normativa. Os concretos reciclados foram fabricados com quatro agregados reciclados com 25, 50 e 100% de substituição (ver tabela 2).

Os concretos foram produzidos em uma betoneira gravitacional com capacidade para 30 litros. Os agregados reciclados utilizados em todos os casos ficavam saturados. Para a caracterização do concreto foram confeccionados corpos de prova cilíndricos de 10 x 20 cm, diâmetro e altura, respectivamente. O mesmo foi compactado em duas camadas, com 25 golpes em cada uma delas. O abatimento do concreto fresco, no cone de Abrams, foi fixado em 12 ± 2 cm. O concreto foi mantido nos moldes durante 24 horas em um ambiente de cura úmido e após esse período procedeu-se à desmoldagem e imersão do corpo de prova em água até idade de ensaio. Aos 28 dias determinou-se a resistência à compressão, densidade e absorção dos concretos.

RESULTADOS/DISCUSSÃO

A Figura 1 mostra os resultados de resistência à compressão aos 28 dias de idade dos quatro concretos reciclados. Pode-se observar que não houve diferença entre a resistência à compressão do concreto convencional e do concreto reciclado para 25% de substituição. No concreto feito com 50% de concreto reciclado, houve uma diferença de 15% na resistência à compressão entre o concreto feito com agregado de melhor qualidade (HR1-0.5) e de pior qualidade (HR4-0.5), ainda assim, todos estes concretos obtiveram resistências maiores de 25 MPa, resistência mínima permitida para que o concreto possa ser empregado num ambiente de agressividade moderada, de acordo com a normativa cubana.

 Nos quatro concretos feitos com 100% de agregados reciclados observou-se diminuição da resistência em relação ao concreto convencional, sendo esta diminuição de 15% para o concreto HR1 e 35% para o concreto HR4. No entanto, o concreto no qual se empregou AR1, com massa específica de 2,57g/cm³ e absorção de 3,4%, cumpriu com os requisitos mínimos para a exposição do concreto num ambiente de agressividade média. Nos estudos de Abdelfatah Tabsh (8), foram obtidas perdas de resistência semelhantes às obtidas no estudo experimental feito.

De acordo com os resultados, seria possível utilizar os agregados com uma densidade maior de 2.13kg/dm³ e absorção de água inferior a 9% (correspondente a AR4) em substituição de até 50% para a fabricação de concreto reciclado, que podem ser expostas à ambientes agressivos médio.

A Figura 2 ilustra a influência da presença de agregados reciclados na capacidade de absorção do concreto. Observa-se que a capacidade de absorção do concreto com a mesma quantidade de agregados reciclados é agravada quando se utiliza agregados de menor qualidade (agregados de maior capacidade de absorção).

 Os concretos com substituições de agregados reciclados no teor de 25% não diferem com respeito ao padrão. No entanto, o concreto feito com percentagens superiores a 50% apresenteou um aumento na absorção de 20 e 70% em relação ao concreto convencional, exceto o HR1-50, onde não foi superior aos 5%. Estes resultados são totalmente consistentes com os resultados da resistência à compressão, onde foi concluído que apenas no concreto feito com 25% de agregado reciclado não foi detectada diferença com o concreto convencional, como já foi descrito em estudos anteriores (9-10). Os concretos HR3 e HR4 tiveram um comportamento semelhante tanto na resistência à compressão como na capacidade de absorção de água.

CONCLUSÕES/AGRADECIMENTOS

De acordo com os resultados da fase experimental, pode-se concluir que, nas dosagens estudadas:

Ø  Os concretos fabricado com 25% de agregado graúdo reciclado, independentemente da qualidade do agregado reciclado utilizado, não apresenta diferenças na capacidade de absorção ou na resistência à compressão em relação ao concreto convencional, quando a massa específica do agregado reciclado é superior 2.13kg/cm³ e a absorção é menor que 9%.

Ø  Em concretos que serão expostos a ambientes de agressividade média, podem ser empregados 25% a 50% de agregado reciclado, se os concretos forem feitos com relação água/cimento de 0,5 e 430 kg de cimento (P-35) por m³ de concreto.

Os autores agradecem à Agencia Espanhola de Cooperação Internacional para o Desenvolvimento (AECID) e ao Centro de Cooperação e Desenvolvimento da Universidade Politécnica de Catalunha pelo financiamento. A CAPES pelo apoio financeiro atual.

REFERÊNCIAS

(1) Tam, V.W.Y., K. Wang, and Tam, C.M. Assessing relationships among properties of demolished concrete, recycled aggregate and recycled aggregate concrete using regression analysis. Journal of Hazardous Materials, 2008. 152(2): p. 703-714.

(2) Pavón, E. Empleo del árido reciclado de hormigón en la fabricación de hormigón estructural, Tesis de Mestrado 2010, in Departamento de Ingeniería Civil. Instituto Superior Politécnico Jose Antonio Echverría: Ciudad Habana, Cuba.

 (3) Soto, I. Estudio de viabilidad sobre la utilización de los residuos de construcción y demolición en Ciudad de la Habana, in Departamento de Ingeniería Civil. 2008, Instituto Superior Politécnico Jose Antonio Echverría: Ciudad Habana, Cuba.

(4) Pavón, E., Etxeberria, M., and Diaz, E. Utilización de los Residuos de hormigón de plantas de prefabricado, in Ecomateriales-14 Convención Científica de Ingeniería y Arquitectura, Cujae, Editor. 2008: La Habana, Cuba.

(5) Nagataki, S. Properties of Recycled Aggregate and Recycled Aggregate Concrete, International Workshop on Recycled Concrete, 2000.

(6) Kokubu, K., Tshimizu, A. Effects of recycled aggregate qualities on the mechanical properties of concrete, Internacional Workshop on Recycled Concrete, Tokyo, JSPS 76 Committee on Construction Materials, Japan Society for the Promotion of Science, 2000, p. 107–115.

(7) NC 250: 2005. Requisitos de durabilidad para el diseño y construcción de edificaciones y obras civiles de hormigón estructural. ININ, Cuba.

(8) Tabsh, S.W. and Abdelfatah, A.S. Influence of recycled concrete aggregates on strength properties of concrete. Construction and Building Materials, 2009. 23 (2009) p. 1163–1167.

(9) T.C. Hansen, H. Narud, Strength of recycled concrete made from crushed concrete coarse aggregate, Concrete International—Design and Construction 5 (1) (January 1983): p. 79–83.

 (10) Etxeberria M., Vázquez E., Marí A., Barra M., Influence of amount of recycled coarse aggregates and production process on properties of recycled aggregate concrete, Cement and Concrete Research 37 (2007) 735–742