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ANÁLISE DA EXEQUIBILIDADE TÉCNICA DE BLOCOS DE CONCRETO
VAZADO COM RESÍDUOS DE VIDRO COMO AGREGADO ARTIFICIAL
C.C. QUEIROZ JR¹, E. V. BORJA²
¹Aluno do curso de Construção de Edifícios - DIACON, Bolsista PROPI - IFRN ² Professor do Departamento de Tecnologia de Construção Civil / IFRN
Av. Senador Salgado Filho, 1559, Tirol, CEP: 59015-000, Natal, RN E-mail: [email protected]¹ e [email protected]²
RESUMO
O setor da construção civil é um dos ramos da indústria que mais gera
resíduos. Em contrapartida, também é o que mais reutiliza esses resíduos na
composição de novos produtos. Com o crescente número de pesquisas sobre a
utilização de materiais alternativos, objetivando dar uma destinação nobre a alguns
resíduos gerados dentro da própria construção civil, o vidro temperado tem se
apresentado como um desses resíduos por possuir forma granular e resistente, com
propriedades geralmente inertes e composição quimicamente compatível com a do
concreto. Neste tema, este trabalho tem como objetivo, avaliar a exequibilidade
técnica de blocos vazados de concreto com adição de vidro como agregado artificial.
Dentre os ensaios realizados até o presente momento, constatou-se resistência a
compressão compatível com a exigida por norma referente a blocos de concreto
vazado sem função estrutural, atingindo 4,7 MPa com 15% de adição de vidro em
relação a massa total, em substituição parcial ao agregado miúdo utilizado.
PALAVRAS – CHAVE: Vidro temperado, Bloco vazado, Resistência a compressão.
1. INTRODUÇÃO
Um dos principais agentes de degradação ambiental é o setor da construção
civil, isso se dá devido à grande emissão de agentes poluentes, além da extração de
recursos naturais para suprir as necessidades de produção (JOHN e AGOPYAN,
2003) (1). Dado este fato, o setor da construção civil acompanha o surgimento de
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novas técnicas e novos materiais, desenvolvendo-se de forma contínua ao longo dos
anos. César (2002) comenta que o conceito de alvenaria de vedação evoluiu ao
longo do tempo da história da humanidade em função dos materiais disponíveis no
meio em que o homem habita e também baseado nos seus recursos tecnológicos e
das suas necessidades.
Bender (1976) apud Camilo (2010) (2) afirma que a evolução dos sistemas de
vedação vertical, feita com componentes produzidos industrialmente, tem em um
primeiro momento a produção de tijolos cerâmicos maciços produzidos em olarias
artesanais e posteriormente, houve a produção de blocos vazados com
equipamentos mais complexos.
Com o crescente número de pesquisas sobre a utilização de materiais
alternativos como agregados do concreto, objetivando dar uma destinação nobre a
alguns resíduos gerados dentro da própria construção civil, o vidro temperado tem
se apresentado como um desses resíduos por possuir forma granular e resistente,
com propriedades geralmente inertes e composição quimicamente compatível com a
do concreto. Trabalhos de pesquisas demonstram a utilização do vidro em
compósitos cimentícios, como exemplo, a utilização do resíduo de vidro como
substituição de 7,5% e 15% de agregado de sílica em formulações típicas de telhas
de concreto com e sem adição de metacaulim, que em seus resultados, segundo
Cota (2013) (3) revelam que a substituição de 7,5% de partículas de vidro em
combinação com 7,5% de metacaulim, permite alcançar o desempenho equivalente
ao referencial de concreto pré-fabricado, ou seja, desenvolvendo assim um novo
produto, e ainda dando uma destinação nobre ao resíduo de vidro.
Outro exemplo do uso do vidro em compósitos cimentícios é o estudo do efeito
das fibras de vidro e polipropileno nas propriedades mecânicas do concreto,
realizado por Bonifácio e Godinho (2014) (4) o qual apresenta em seus resultados
que a adição das fibras de vidro aumentou a resistência à tração por compressão
diametral em 3,7%. Além disso, o estudo mostra que no ensaio de flexão em corpos
de prova prismáticos, a resistência do concreto com adição de fibra de vidro
aumentou 6,1% em relação ao traço de referência.
Com base nessas premissas, o estudo pretende verificar a exequibilidade
técnica de blocos vazados de concreto de alvenaria de vedação produzidos com
resíduos de vidro temperado como agregado artificial, em substituição parcial ao
agregado miúdo e graúdo, buscando benefícios econômicos por reduzir o uso de
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agregados naturais bem como benefícios ambientais por se tratar de uma ação
sustentável com a utilização de resíduo sólido.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
O objetivo principal do presente estudo é analisar a viabilidade de blocos de
concreto com resíduos de vidro temperado na sua composição através das suas
propriedades mecânicas. A Figura 1 ilustra os materiais e procedimentos
experimentais adotados na pesquisa.
Figura 1. Fluxograma do programa experimental: materiais e procedimentos.
Caracterização dos Materiais
Granulometria Massa Unitária Massa Específica
Aquisição dos Materiais de Partida
Cimento CP-IV 32 RS
Areia média
Resíduo Vidro
Pó de Pedra
Pedrisco (6,3 mm)
Composição dos traços
Moldagem Blocos e CP`s
Absorção Res. Compressão Mod. Elas. Dinam.
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2.1 Materiais
Todos os materiais foram provenientes da região metropolitana de Natal/RN,
obtidos e armazenados em quantidades suficientes para todo o desenvolvimento
para a pesquisa.
2.1.1 CIMENTO
O cimento utilizado foi o Cimento Portland IV resistente a sulfato (CP IV 32-
RS), também denominado como cimento pozolânico devido ao teor de adição de
material pozolânico em sua composição, que gira em torno de 15 a 50%, a
caracterização do cimento usado, segundo fabricante, está disposta na Tabela 1.
Tabela 1. Caracterização do cimento CP IV 32-RS.
Massa específica 2820 kg/m³
Densidade 1400 kg/m³
Finura 0,54 %
2.1.2 PÓ DE PEDRA
Utilizou-se o pó de pedra objetivando aumentar a compacidade e resistência à
compressão, visto que este material possui granulometria bem menor que a brita,
diminuindo assim a quantidade de vazios.
2.1.3 VIDRO TEMPERADO
Foi utilizado o vidro temperado devido a sua segurança no manuseio, pois após
a fragmentação deste, o material não apresenta pontas afiadas (cortantes), evitando
acidentes no momento de peneiramento. O vidro foi obtido de doações dos
descartes de vidraçarias da cidade de Natal, no estado do Rio Grande do Norte.
2.1.4 PEDRISCO
A brita utilizada na confecção do concreto foi a brita denominada pedrisco com
diâmetro máximo característico de 6,3mm.
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2.2 Métodos
No intuito de alcançar os objetivos desta pesquisa houve, primeiramente, a
caracterização dos materiais utilizados, estabelecida por norma; logo após, iniciou-
se os estudos para determinação do traço de referência e, a partir desse, inserir o
vidro em determinadas proporções, em substituição parcial ao pó de pedra e parte
da brita utilizada, sendo essas proporções de 10% e 15%.
Para obtenção do vidro na granulometria desejada utilizou-se do equipamento
de ensaio de abrasão “los angeles”, que consiste em um cilindro giratório com
esferas de aço que realizam o processo de moagem do material, conforme Figura 2.
A granulometria do vidro foi dividida em quatro proporções de material,
compreendida entre as peneiras: #6,3mm, #4,75mm, #2,4mm, #1,2mm e #0,6mm.
Figura 2: Aparelho usado no ensaio de abrasão “los angeles”, e vidro fragmentado.
Foram moldados, para cada traço produzido, 06 (seis) corpos de prova (CP’s)
cilíndricos de 10 cm de diâmetro por 20 cm de altura e 03 (três) blocos vazados para
cada traço analisado. Os blocos moldados (figura 3), de dimensões 10 cm x 20 cm x
40 cm, em forma metálica (Figura 4), destinam-se a realização de ensaios de
caracterização e desempenho estabelecidos pela NBR – 12118:2013 (5). Segundo
essa norma, os ensaios exigidos para os blocos são o de resistência à compressão,
análise dimensional, absorção, área líquida e retração linear por secagem. Nos
corpos de prova (CP´s), além da resistência à compressão, houve também a
verificação da massa específica seca e aparente, além do módulo de elasticidade
dinâmico.
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Figura 3. Blocos desmoldados.
Figura 4. Fôrma metálica dos blocos.
2.2.1 Traços analisados
Os traços, após estudo realizado, ficaram dispostos conforme a tabela 2
abaixo, assim como as quantidades de materiais, que foram calculadas para
confecção de 6 cp’s cilíndricos (10 x 20 cm) e 3 blocos (fôrma 10 x 20 x 40 cm, de
acordo com a figura 3 acima).
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Tabela 2: Traços / quantidades de materiais.
Traços Qt. De Materiais (Kg)
Cim:areia:brita:p.pédra/vidro:água Cimento Areia Brita Pó de pedra
Vidro Água
T.U.M (TR) - 1:4:1,25:1,25:0,75 5,88 23,52 7,35 7,35 0 4,41
T.U.M (T10) - 1:4:1,68:0,82:0,75 5.88 23,52 9,87 0 4,82 4,41
T.U.M (T15) - 1:4:1,25:1,25:0,75 5,88 23,52 7,35 0 7,35 4,41
A substituição do pó de pedra pelo vidro foi total no caso do traço com 15% de
vidro em relação a massa total, visto que a quantidade de pó de pedra utilizada
correspondia a 15% da massa total. No traço com 10% não utilizou-se o pó de
pedra, a substituição, portanto, ocorreu diminuindo a quantidade de vidro do T15, e
compensando essa quantidade que foi reduzida na brita.
2.2.2 Ensaios realizados
Resistência à compressão
O ensaio de resistência a compressão para blocos de concreto vazado é
determinado pela NBR 12118:2013, que especifica o equipamento, e as demais
diretrizes para realização do ensaio. Diferente do ensaio de compressão em corpos
de prova, por ser vazado, no bloco de concreto faz-se necessário “capeamento”
(regularização das superfícies com pastas de cimento) nas duas faces que recebem
a aplicação da carga, que é aplicada nas faces sobre uma superfície plana. O
capeamento tem a finalidade de uniformizar as áreas de contato do bloco com os
pratos da prensa.
Módulo de Elasticidade Dinâmico
Este ensaio foi realizado conforme a norma NBR - 15630:2009 (6), que
consiste em determinar a rigidez de um material através de aparelho de ultrassom.
O ensaio consiste na medição da velocidade que a onda ultrassônica leva para
percorrer o corpo de prova, conforme ilustrado na Figura 5. Com esses dados, e os
parâmetros necessários, determina-se o módulo de elasticidade.
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Figura 5: Ensaio de módulo de elasticidade dinâmico - aparelho de ultrassom.
Absorção
Este ensaio consiste em deixar a amostra (bloco e corpos de prova) submersa
em água por um período de 24 horas para obtenção da sua massa saturada (Msat)
e, em seguida, coloca-se a amostra em estufa a temperatura de 105-110oC, também
pelo período de 24h, para obtenção de sua massa seca (Ms). Sua determinação é
então finalizada através da Equação 1.
(%) 100Ms
Ms -Msat Ab (A) Equação 1.
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Para verificação das propriedades físicas e mecânicas, realizaram-se os
ensaios de resistência à compressão, massa específica, seca e aparente, absorção
e módulo de elasticidade dinâmico, além dos outros ensaios regidos pela NBR 6136
(7), que indica os requisitos para um material ser caracterizado como bloco vazado
de concreto simples para alvenaria.
A pesquisa ainda está em andamento, portanto os resultados apresentados
neste artigo se resume aos traços de referência(TR), com adição de 10%(T10) e
15%(T15) de vidro em relação a massa total.
Quanto ao ensaio de resistência a compressão axial (Figura 6), verificou-se
que o traço de referência apresentou maior resistência quando comparado aos
traços T10 e T15, porém o T15 apresentou maior resistência quando comparado ao
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T10, isto se deu devido ao grau de compacidade dos cp’s ensaiados, visto que os
resultados de massa específica (M.E) seca e aparente, e absorção apresentados na
tabela 2 abaixo, mostram que o T15 obteve resultados superiores ao T10 em relação
as massas específicas, ou seja, estava mais compactado, consequentemente, havia
menos vazios no corpo de prova, contribuindo assim para uma maior resistência a
compressão axial, e quanto a absorção o T10 apresentou um valor maior quando
comparado ao T15, isto é, haviam mais vazios nos cp’s ensaiados, por
consequência mostrou-se menos resistente. A divergência entre os resultados de
resistência do bloco em relação ao cp do mesmo traço foram insignificantes.
Tabela 3: Resultados dos ensaio de Massa específica seca e aparente, e absorção.
Ensaios T10 T15
M.E Seca 1800 Kg/m³ 1930 kg/m³
M.E Aparente 1840 kg/m³ 1950 kg/m³
Absorção 11,38 % 5,7 %
Figura 6: Resistência à compressão aos 28 dias de cura.
O ensaio de módulo de elasticidade dinâmico analisou o grau de compacidade
do concreto, com propósito de avaliar a sua porosidade, pois quanto maior a
porosidade do material menor o seu módulo de elasticidade dinâmico. Portanto,
devido a porosidade ser inversamente proporcional a massa especifica, e no
concreto, a relação entre resistência e módulo de elasticidade provém do fato de que
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ambos são acometidos pela porosidade, mesmo que não sejam em mesmo grau,
tendo em vista os resultados obtidos na tabela 2, já era esperado que o T15
apresentasse maior módulo de elasticidade dinâmico do que o T10 (Figura 7).
Figura 7: Módulo de elasticidade dinâmico aos 28 dias de cura.
Devido a essa relação entre porosidade e os ensaios de resistência e módulo
de elasticidade, neste caso, o módulo de elasticidade se mostrou diretamente
proporcional a resistência a compressão axial (Figura 8).
Figura 8: Comparação dos resultados entre ensaio de resistência a compressão e módulo de
elasticidade dinâmico.
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Conforme visto acima, verificou-se que o traço com adição de 15% de vidro em
relação a massa total, apresentou resistência superior a exigida pela norma
6136:2014 que apresenta os requisitos de um bloco vazado de concreto simples
para alvenaria, onde para blocos de vedação sem função estrutural determina
resistência a compressão axial mínima de 3 MPa, e a resistência apresentada pelo
T15 foi de 4,7 MPa, satisfazendo a exigência normativa. Dentre os outros ensaio
pedidos como análise dimensional, área líquida, e retração linear por secagem,
todos apresentaram resultados inerentes aos exigidos pela norma.
Este trabalho continua em desenvolvimento para verificar as propriedades
físicas e mecânicas, dos traços com 5 e 20% de adição de vidro em relação a massa
total, porém com os resultados já alcançados, pode-se concluir que a produção de
blocos não estruturais com adição de vidro temperado, dando uma destinação
adequada a um resíduo bastante inerente a construção civil, é bastante válida, e
gera uma diminuição no impacto ambiental causado pela extração dos materiais
necessários para confecção do bloco, visto que o vidro entra como substituinte de
parte de alguns desses materiais.
5 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136: Blocos vazados
de concreto simples para alvenaria – Requisitos. Rio de Janeiro, 2014. 10 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12118: Blocos
vazados de concreto simples para alvenaria — Métodos de ensaio. Rio de
Janeiro, 2014. 14 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15630: Argamassa
para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação do
módulo de elasticidade dinâmico através da propagação de onda ultra-sônica.
Rio de Janeiro, 2014. 4 p.
BONIFÁCIO, J. S. R.; GODINHO, D. S. S. Estudo do efeito das fibras de vidro e
polipropileno nas propriedades mecânicas do concreto. Universidade do
Estremo Sul Catarinense. Santa Catarina, 2014.
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4 CONCLUSÃO
CAMILO, M.G.D. Análise da utilização de chapas e placas industrializadas nas
vedações verticais internas em construções residenciais na região sul do
Brasil. Dissertação (Mestrado). Universidade de Santa Catarina. Florianópolis, 2010.
CÉSAR, S.F. Chapas de madeira para vedação vertical de edificações
produzidas industrialmente. Tese (Doutorado), Universidade Federal de Santa
Catarina. Florianópolis, 2002.
COTA, F. P. Efeito da incorporação de resíduos vítreos nas propriedades
físico-mecânicas de compósitos cimentícios. Dissertação (Mestrado).
Universidade Federal de São João Del-Rei. Minas Gerais, 2013.
JOHN, V. M.; AGOPYAN, V. Reciclagem de resíduos da construção. In:
SEMINÁRIO RECICLAGEM DE RESÍDUOS DOMICILIARES. São Paulo, 2003.
SANTOS, M. André [et al]. Análise do módulo de elasticidade estático e
dinâmico para diferentes dosagens de concreto. in: IBRACON, 55º. Gramado.
2013, 1-13.
ABSTRACT
The construction sector is one of the branches of industry that generates more
waste. However, it is also what most reuses these residues in the composition of new
products. With the growing body of research on the use of alternative materials,
aiming to give a prime destination to some waste generated within the construction,
tempered glass has been presented as such a waste for having granular and
resistant form, with generally inert properties and chemically compatible with the
concrete composition. Therefore, this study aims to assess the technical feasibility of
concrete hollow blocks with added glass as artificial aggregate. Among the results
obtained, it was found compressive strength compatible with the required by
standard for the cast concrete block without structural function, to 4.7 MPa with 15%
glass addition in relation to the total mass, replacing the aggregate kid used.
KEY - WORDS: Tempered glass, hollow block, resistance to compression.
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