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FACULDADE REDENTOR
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
PASCOAL FERRARI PEDROSA
AVALIAÇÃO TECNOLÓGICA DE MISTURAS DE SOLO-
CIMENTO COM RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE PNEUS
RECAUCHUTADOS PARA A PRODUÇÃO DE TIJLOS
Itaperuna
2012
PASCOAL FERRARI PEDROSA
AVALIAÇÃO TECNOLÓGICA DE MISTURAS DE SOLO-
CIMENTO COM RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE PNEUS
RECAUCHUTADOS PARA A PRODUÇÃO DE TIJLOS
Monografia apresentada a
Faculdade Redentor como parte
dos requisitos para a obtenção do título de bacharel em
Engenharia Civil.
Orientador: Leonardo Gonçalves Pedroti
Itaperuna
2012
PEDROSA, Pascoal Ferrari, 1983 -
Avaliação tecnológica de misturas de solo-cimento com resíduos da
indústria de pneus recauchutados para a produção de tijolos / Pascoal Ferrari
Pedrosa. – 2012.
61 f.: il.
Orientador: Prof°. D. Sc. Leonardo Gonçalves Pedroti.
Trabalho de conclusão de curso (graduação) – Faculdade Redentor, Curso
de Engenharia Civil, 2012.
1. Resíduos de Borracha de Pneus. 2. Tijolo Solo-Cimento. 3. Reciclagem.
4. Desenvolvimento Sustentável. I. PEDROSA, Pascoal Ferrari. II. Faculdade
Redentor. Curso de Engenharia Civil. III. Avaliação tecnológica de misturas de
solo-cimento com resíduos da indústria de pneus recauchutados para a produção
de tijolos.
Autor (a): PASCOAL FERRARI PEDROSA
Título: AVALIAÇÃO TECNOLÓGICA DE MISTURAS DE SOLO-CIMENTO COM
RESÍDUOS DA INDÚSTRIA DE PNEUS RECAUCHUTADOS PARA A PRODUÇÃO DE
TIJLOS.
Natureza: Monografia
Objetivo: Título de Bacharel em Engenharia Civil
Instituição: Faculdade Redentor
Área de Concentração: Engenharia Civil
Aprovado em:____/_____/______
Banca Examinadora:
___________________________________________
Profº. Pietro Valdo Rostagno
Esp. Docência do Ensino Superior – FAC REDENTOR/Itaperuna - RJ
Instituição: Faculdade Redentor
___________________________________________
Profº. Job Tolentino Junior
M.Sc. Engenharia Nuclear – IME/Rio de Janeiro - RJ
Instituição: Faculdade Redentor
____________________________________________
Profº. Leonardo Gonçalves Pedroti
D. Sc. Engenharia e Ciência dos Materiais – UENF/ Campos dos Goytacases - RJ
Instituição: Faculdade Redentor
AGRADECIMENTOS
Agradecer a Deus por todas as conquistas em minha vida e ao longo destes anos
de graduação por me dá força de lutar sempre e nunca desanimar.
Um grande agradecimento ao meu irmão Paulo Cesar, que me ajudou muito ao
longo destes anos me custeando e me incentivando pra que eu não desistisse deste
sonho.
Ao meu pai Pascoal Rodrigues e minha mãe Maria das Graças que me ajudou
muito também ao longo destes anos.
A todos os meus queridos amigos de faculdade Marcelo Ricardo , Daniel
Galhardo, Stfanny Mendes, Luiz Carlos, Pedro Santana e tantos outros pois nos
tornamos grandes amigos ao longo do curso.
A faculdade Redentor que deu-me a oportunidade trazendo pra nossa região o
curso de Engenharia Civil.
E finalmente ao meu orientador professor Leonardo Pedroti pelo seu apoio neste
trabalho.
RESUMO
Este trabalho apresenta os resultados de um estudo experimental com bloco de solo-cimento
vazado, com diferentes adições de resíduos de borracha vulcanizada oriundas da indústria de
recauchutagem de pneus. O solo-cimento é considerado um método construtivo mais barato que
o convencional (bloco cerâmico ou de concreto), dada abundância de matérias-primas, e a
facilidade de erguer a edificação. A grande Muralha da China foi erguida usando também este
tipo de material (terra misturada com resto vulcânico, que é a origem do cimento). Em sua fabricação não há necessidade de queimá-lo, pois sua cura é feita com a água, semelhante à cura
do concreto; por conta disso, não se cortam árvores para queimar nem se utilizam outros meios
de produzir grandes quantidades de calor. E com a introdução de resíduos de borracha em sua
composição objetiva-se contribuir ainda mais para a manutenção e proteção dos recursos
naturais. O solo e o resíduo de borracha foram caracterizados por análises físicas e químicas. Tendo como objetivo a confecção de blocos de solo-cimento vazados (25 x 12,5 x 6 cm) foram
produzidos dois diferentes tipos de blocos de solo-cimento vazado todos sem função estrutural:
Solo-cimento sem adição de resíduo e solo-cimento com adição de 10% de resíduo de borracha
(em volume). Foi medidas a absorção d’água, a resistência à compressão uniaxial dos blocos
(conforme as Normas da ABNT). A funcionalidade da técnica como um método construtivo de alvenaria de vedação ocorre porque a moldagem dos blocos é fácil e o seu formato proporciona
uma boa execução da construção, permitindo a adaptação das dimensões dos projetos a suas
morfologias. Com os resultados obtidos conclui-se que os tijolos confeccionados com resíduo
de borracha não atendem as características descrita da NBR 10834 no que se refere à resistência
mecânica, porém, os resíduos proporcionaram uma redução na absorção de água dos tijolos e atenderam a norma NBR 10834 com valor médio abaixo de 20%. A utilização deste resíduo
como agregado na confecção de tijolos solo-cimento precisa ser melhor estudado e pesquisado.
Palavras chave: 1. Resíduos de Borracha de Pneus. 2. Tijolo Solo-Cimento. 3. Reciclagem. 4. Desenvolvimento Sustentável.
ABSTRACT
This paper presents the results of an experimental study of soil-cement block castings, with
different additions of waste vulcanized rubber originating from the tire retreading industry. The soil-cement is considered a constructive method cheaper than conventional (concrete or ceramic
block), given the abundance of raw materials, and ease of erecting the building. The Great Wall
of China was built using also this type of material (earth mixed with volcanic remnant, which is
the origin of cement). In its manufacture no need to burn it, because your healing is done with
water, similar to the curing of concrete, because of that, do not cut down trees to burn, or using other means to produce large amounts of heat. And with the introduction of waste rubber in its
composition aims to further contribute to the maintenance and protection of natural resources.
The soil and waste rubber are characterized by physical and chemical analyzes. Aiming to
making soil cement blocks cast (25 x 12.5 x 6 cm) were produced two different types of soil-
cement blocks cast without any structural function: Soil-cement free of residue and soil-cement
with addition of 10% waste rubber (by volume). It measures the absorption of water, the uniaxial compressive strength of the blocks (as per the standards of ABNT). The functionality
of the technique as a method of constructive masonry sealing occurs because the molding of
blocks is easy and its format provides an efficient execution of construction, allowing the
adaptation of the dimensions of the projects to their morphologies. With the results obtained it is
concluded that the bricks made of waste rubber does not meet the characteristics of NBR 10 834 described with regard to mechanical strength, however, gave a reduction in waste water
absorption of the bricks and met NBR 10834 an average value below 20%. Using this waste as
aggregate in the manufacture of soil-cement bricks need to be better studied and researched.
Key words: 1. Waste rubber tires. 2. Soil-cement brick. 3. Recycling. 4. Sustainable Development.
LISTAS DE FIGURAS
Figura 01 - Partes de um pneu......................................................................................................16
Figura 02 - Inspeção da carcaça...................................................................................................17
Figura 03 - Raspagem da carcaça................................................................................................17
Figura 04 - Reparação da carcaça.................................................................................................18
Figura 05 - Aplicação do anel na carcaça.....................................................................................18
Figura 06 - Vulcanização..............................................................................................................19
Figura 07 - Prensa manual............................................................................................................28
Figura 08 – Prensa hidráulica............................................................................................. ..........29
Figura 09 – Processo de encaixe....................................................................................... ...........29
Figura 10 – Instalações hidráulicas e elétricas.............................................................................30
Figura 11 – Casa de tijolo ecológico mais elaborada em Caraguatatuba - SP.............................30
Figura 12 – Casa de Tijolo solo-cimento simples........................................................................31
Figura 13 – Resíduo de borracha....................................................................................... ...........36
Figura 14 - Exemplo de um perfil de solo mostrando o horizonte orgânico (O), rico em húmus
(cor escura), do qual não se deve retirar amostras e os horizontes inorgânicos B1 e B2, nos quais
devem ser coletados......................................................................................................................36
Figura 15 - Local da retirada da amostra......................................................................................37
Figura 16 - Peneiramento do solo....................................................... ..........................................40
Figura 17 - Molde de corpo-de-prova............................................................................. .............41
Figura 18 - Corpos-de-prova cilíndrico de 6,23cm x 6,23cm.....................................................42
Figura 19 - Misturas dos componentes com auxilio de uma enxada...........................................43
Figura 20 - Triturando a mistura já úmida a fim de diminuir os torrões e homogeneizá-la.........43
Figura 21 - Tijolo sendo retirado da máquina.............................................................................44
Figura 22 - Curva Granulométrica Resíduo de Borracha.............................................................45
Figura 23 - Curva Granulométrica de Argila...............................................................................45
Figura 24 - Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de corpos-de-prova
confeccionados com diferentes misturas de solo-cimento-borracha............................................48
Figura 25 - Absorção água, em porcentagem, dos corpos-de-prova solo-cimento-borracha......49
Figura 26 - Massa especifica aparente, em g/cm³, dos corpos-de-prova solo-cimento-borracha.50
Figura 27 - Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de tijolos confeccionados sem
resíduo e com 10% de resíduo................................................................................................. .....52
Figura 28 - Absorção água, em porcentagem, dos tijolos...........................................................52
Figura 29 - Massa especifica aparente, em g/cm³, dos tijolos solo-cimento-borracha.................53
LISTAS DE TABELAS Tabela 1 - Critérios para a seleção de solos......................................... ........................................24
Tabela 2 - Traços utilizados em massa.........................................................................................40
Tabela 3 - Composição granulométrica do resíduo de borracha a partir de uma quantidade inicial
de1000g........................................................................................................................................46
Tabela 4 - Frações Granulométricas do solo................................................................................46
Tabela 5 - Ensaios de granulometria e massa específica dos materiais.......................................46
Tabela 6 - Valores do limite de liquidez, limite de plasticidade, índice de plasticidade e material
passante na peneira n° 200.................................................................................................. .........46
Tabela 7 - Resultados do EDX para o Resíduo de Borracha........................................................47
Tabela 8 - Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de corpos-de-prova
confeccionados com diferentes misturas de solo-cimento-borracha............................................47
Tabela 9 - Absorção d’água, em porcentagem, dos corpos-de-prova solo-cimento-borracha....49
Tabela 10 - Massa especifica aparente, em g/cm³, dos corpos-de-prova solo-cimento-
borracha........................................................................................................................................50
Tabela 11 - Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de tijolos confeccionados de
solo-cimento-borracha..................................................................................................................51
Tabela 12 - Absorção d’água nos tijolos de solo-cimento...........................................................52
Tabela 13 - Massa especifica aparente, em g/cm³, dos tijolos solo-cimento-borracha................53
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO.............................................. .........................................................................11
2 OBJETIVOS ..................................................................... ......................................................13
2.1 OBJETIVOS GERAIS...........................................................................................................13
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.................................................................................................13
3 REVISÃO DA LITERATURA..............................................................................................14
3.1 HISTÓRICO DOS PNEUMÁTICOS.................................................................................14
3.1.1 RESÍDUOS PROVENIENTES DA RECAUCHUTAGEM DE PNEUS.....................15
3.2 O SOLO.................................................................................................................................19
3.3 CIMENTO PORTLAND.....................................................................................................20
3.3.1 Definição................................................................................................................ .............20
3.3.2 Constituintes......................................................................... .............................................20
3.3.3 Tipos de Cimento Produzido.............................................................................. ..............21
3.4 – SOLO-CIMENTO............................................................... ..............................................22
3.4.1 Reações........................................................................................................ .......................25
3.4.2 Vantagens.................................................................................................... .......................27
3.4.3 Relação Solo/cimento.........................................................................................................31
3.4.4 Classificação.......................................................................................................................32
3.4.5 Prevenção e Patologias................................................................................. .....................32
3.4.6 Resistência e Qualidade....................................................................................................33
3.5 INCORPORAÇÃO DE RESÍDUOS AO SOLO-CIMENTO................................................34
4 MATERIAIS E MÉTODOS...................................................................................................36
4.1 MATERIAIS..........................................................................................................................36
4.1.1 Resíduos de Borracha........................................................................... .............................36
4.1.2 Argila..................................................................................................................................36
4.1.3 Cimento..............................................................................................................................37
4.1.4 Equipamentos de Laboratório..........................................................................................37
4.2 MÉTODOS.............................................................................................................................38
4.2.1 Procedimento Aplicado ao resíduo de Borracha............................................................38
4.2.1.1 Analise Granulométrica....................................................................................................38
4.2.1.2 Determinação do Teor de Umidade Resíduo de Borracha...............................................38
4.2.1.3 Determinação da Massa Unitária Seca dos Resíduos de Borracha..................................38
4.2.1.4 Análise Química da Borracha...........................................................................................38
4.2.2 Procedimento Aplicado ao Solo......................................................................................38
4.2.2.1 Análise Granulométrica....................................................................................................38
4.2.2.2 Determinação do Teor de Umidade do Solo....................................................................39
4.2.2.3 Determinação da Massa Unitária Seca do Solo................................................................39
4.2.2.4 Determinação da Massa Específica..................................................................................39
4.2.2.5 Determinação dos Limites de Liquidez e de Plasticidade dos Solos................................39
4.2.3 Procedimento Aplicado ás Misturas....................................................................................39
4.2.3.1 Composição das Misturas de Solo-Cimento-Borracha.....................................................39
4.2.3.2.Moldagem dos Corpos-de-prova.................................................................................. ....40
4.2.3.3 Ensaio de Compressão Simples dos Corpos-de-prova.....................................................42
4.2.3.4 Ensaio de Absorção de Água dos Corpos-de-prova.........................................................42
4.2.4 Procedimento Aplicado aos Tijolos de Solo-Cimento-Borracha ..................................43
4.2.3.5 Massa específica Aparente dos corpos-de-prova.............................................................43
4.2.4.1 Confecção dos Tijolos de Solo-cimento-borracha...........................................................43
4.2.4.2 Prensagem dos Tijolos......................................................................................................44
4.2.4.3 Ensaio de compressão e absorção de água dos Tijolos.......................................44
4.2.4.4 Massa específica Aparente dos tijolos..............................................................................44
5 RESULTADOS................................................................................... .....................................45
5.1 ENSAIO NOS CORPOS-DE-PROVA CILÍNDRICO DE SOLO-CIMENTO.....................45
5.1.1 Análise Granulométrica e Massa Específica dos Materiais...........................................45
5.1.2 Ensaio Químico..................................................................................................... .............47
5.1.3 Ensaio compressão simples...............................................................................................47
5.1.4 Ensaio Absorção de água..................................................................................................49
5.1.5 Massa específica Aparente dos corpos-de-prova............................................................50
5.2 ENSAIO NOS TIJOLOS.................................................................................................. ......51
5.2.1 Ensaio compressão simples.................................................................................. .............51
5.2.2 Ensaio Absorção de água..................................................................................................52
5.2.3 Massa específica Aparente dos tijolos..............................................................................53
6 CONCLUSÕES........................................................................................................... .............55
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA..........................................................................................56
11
1 INTRODUÇÃO
A construção civil é uma das atividades mais importantes da economia brasileira
e será por muito tempo, devido ao enorme déficit habitacional. Governos têm se
empenhado em melhorar o nível de vida da população mais carente desenvolvendo
programas habitacionais compatíveis com sua realidade social. A construção de
edificações de baixo custo representa, atualmente, uma das maiores prioridades no ramo
da construção. Nesse contexto, a reutilização de materiais na construção civil
desempenha um papel fundamental, pois possibilita a redução de custos, a preservação e
a manutenção dos recursos naturais cada vez mais escassos. A reciclagem dos resíduos
de borracha provenientes das indústrias de recauchutagem de pneus se destaca como
alternativa de valorização desse material descartado, atribuindo-lhes a condição de
material precioso, ao invés de simplesmente arremessá-los na natureza.
O solo provavelmente foi a primeira e a mais antiga argamassa empregada pelo
homem. Os vestígios de habitações artificiais humanas do período Mesolítico (12.000
AC) confirmam a utilização do solo na estrutura das paredes e dos telhados pré-
históricos. Seu uso também, é bastante difundido pelo globo terrestre, tendo sido
detectadas inúmeras formas de utilização deste material (LIMA 2006).
Blocos de solo-cimento são produtos da estabilização da mistura de solo com
cimento e água, em proporções pré-estabelecidas e compactadas. Apesar de ser um
método milenar, o bloco de solo-cimento merece uma atenção especial quando utilizado
na construção civil, pois a mineralogia que caracteriza suas propriedades é
extremamente variável.
O solo-cimento na construção de habitações populares, se usado adequadamente,
permite uma grande economia, com redução de custos que podem atingir até 40% do
valor da alvenaria. Contribui para esse barateamento o baixo custo do solo que, nesse
caso, é visto como benéfico às famílias de baixa renda.
Desse modo, o presente trabalho busca fazer uma avaliação de misturas de solo-
cimento com adição de resíduos sólidos gerados nos processos de recauchutagem de
pneus para a produção de tijolos modulares.
Na realização deste trabalho, visando à confecção dos tijolos, utilizou-se o solo
de uma jazida na Chácara Recanto Chael, localizada na cidade de Pedra Dourada, no
estado de Minas Gerais. O cimento utilizado foi o Portland CPV da marca Holcim, o
12 resíduo de borracha da fábrica PAES PNEUS, localizada no município de Muriaé, no
estado de Minas Gerais, e a água, a mesma distribuída pela CEDAE (Companhia
Estadual de Água e Esgoto).
Para atingir os objetivos deste trabalho, foi realizada revisão bibliográfica de
diversas obras literárias e publicações.
No capítulo 2 são apresentado os objetivos.
No capítulo 3 são apresentados o histórico e características: dos resíduos da
recauchutagem de pneus; solos; cimento Portland e por fim do tijolo de solo-cimento.
No capitulo 4 são apresentados os materiais e métodos empregados para
conseguir alcançar os objetivos.
No capítulo 5 são efetivamente apresentados os resultados dos ensaios
realizados, com análise apresentada em cada traço dos tijolos moldados, quanto a sua
resistência à compressão e absorção d’água.
E, finalmente, no capítulo 6 é apresentada a conclusão sobre a utilização do
resíduo de borracha de pneus incorporado ao solo-cimento e seu respectivo
comportamento como agregado.
13
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS GERAIS
Este trabalho tem como objetivo a avaliação de misturas de solo-cimento com a
adição de resíduos sólidos gerados nos processos de recauchutagem de pneus para a produção de tijolos modulares.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar os traços ideais necessários à confecção dos blocos de solo-cimento
com resíduos de borrachas.
14
3 REVISÃO DA LITERATURA
3.1 - HISTÓRICO DOS PNEUMÁTICOS
O pneu, componente imprescindível nos veículos automotores na condição de
único elemento de ligação com o solo, passou por muitas transformações desde a sua
origem, no século XIX, até atingir a tecnologia atual. A sua invenção remonta há mais
de um século. Em 1845, o norte-americano Charles Goodyear descobriu o processo de
vulcanização a partir do qual a borracha tratada com enxofre em alta temperatura
mantinha suas condições de elasticidade no frio ou no calor ANIP (2012). Em 1888, o
escocês John Boy Dunlop cria o pneumático, que era composto de um tubo de borracha
com ar sob pressão, que cobria um aro. No começo do século XX, as duas invenções se
uniram, transformando-se no pneu com câmara de ar, como se conhece hoje, tendo
como características a leveza e a resistência, sendo utilizado, em grande escala, em
bicicletas, motocicletas, automóveis, caminhões, entre outros veículos (KLICK, 2003)
apud FILHO (2007).
A partir de 1955, o pneu começou a ser produzido sem a câmara, tornando-se
peça fundamental na era do automóvel, que ocorreu no período de 1920 a 1940.
“O pneumático consiste em um tubo de borracha cheio de ar e ajustado ao aro da roda
do veículo, permitindo a tração e, ao mesmo tempo, absorvendo os choques com o solo
sobre o qual o veículo trafega” (KLICK, 2003) apud FILHO (2007). Os pneus sem
câmara apresentam uma superfície interna composta de uma borracha especial que
garante a retenção do ar, proporcionando maior rapidez na montagem e desmontagem e
maior segurança quando perfurados, uma vez que perdem ar muito lentamente
(BNDES, 1998) apud FILHO (2007).
De acordo com (PETROFLEX, 2006) apud FILHO (2007) a tecnologia para
fabricar a borracha sintética a partir do petróleo, surgira após a Primeira Guerra Mundial
na Alemanha; porém, o material sintético era mais suscetível à rachadura provocada
pelo calor, havendo a necessidade de se adicionar uma parcela de borracha natural. E
ainda conforme (PETROFLEX, 2006) apud FILHO (2007) a resistência e a
durabilidade da borracha propiciaram o desenvolvimento da indústria automobilística
no século XX, com o pneu tornando-se essencial e insubstituível no transporte de
passageiros e de cargas.
15
Conforme a Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP, 2012), o
início da produção brasileira de pneus ocorreu em 1934, quando foi implantado o Plano
Geral de Viação Nacional. No entanto, a concretização desse plano aconteceu,
efetivamente, em 1936 com a instalação da Companhia Brasileira de Artefatos de
Borracha, mais conhecida como Pneus Brasil, no Rio de Janeiro, que em seu primeiro
ano de vida fabricou mais de 29 mil unidades. Entre 1938 e 1941, outros grandes
fabricantes do mundo passaram a produzir seus pneus no país, elevando a produção
nacional para 441 mil unidades por ano.
No final dos anos 80, o Brasil já tinha produzido mais de 29 milhões de
unidades. Desde então, o país conta com a instalação de mais de 15 fábricas, das quais
cinco são internacionais: Bridgestone, Continental, Goodyear, Michelin e Pirelli.
De acordo com FILHO (2007) a produção mundial de pneus, o Brasil era o
sétimo na categoria para automóveis e o quinto em pneus para caminhões, ônibus e
camionetas.
De acordo com ANIP (2012) em 2011, as nove empresas associadas à
Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP) produziram 66,9 milhões de
unidades; dos quais 44,5% destinaram ao mercado de reposição, 23,9% foram
exportados e 31,6% destinaram a Indústria Automobilística/Montadoras.
3.1.1 RESÍDUOS PROVENIENTES DA RECAUCHUTAGEM DE
PNEUS:
O número de veículos mundialmente tem aumentado a cada ano. E com esse
aumento é acompanhada a geração de subprodutos da utilização desses veículos como,
por exemplo: os resíduos de borracha vulcanizada.
De acordo com FIORITI (2002), estudo realizado pela Universidade de Vrije, na
Holanda, descobriu que todos os dias são fabricados aproximadamente 2 milhões de
novos pneus no mundo. São 730 milhões de pneus produzidos ao ano. E ainda conforme
FIORITI (2002), cerca de 800 milhões de unidades são transformados em sucata ao ano.
No Brasil, em 1993, cerca de 0,5% do lixo urbano brasileiro eram de pneus desgastados
e fora de uso.
Hoje são descartados no país aproximadamente 17 milhões de pneus por ano
(CIRMA, 2000) apud FIORITI (2002).
16
No processo de recauchutagem de pneus, as bandas de rodagem dos pneus
tornam-se resíduos FIORITI (2002). Desta forma, chega-se a conclusão que a
recauchutagem de pneus, que no Brasil corresponde cerca de 70% da frota de transporte
de carga de passageiros, é uma fonte contribuidora para o acúmulo desse tipo de
resíduo. A figura 01 mostra as partes que compõem um pneu na qual os resíduos de
borracha vulcanizada são obtidos.
Figura 01 – Partes de um pneu. Disponível em:< http://carros.hsw.uol.com.br/pneus1.htm > Acesso em: 04 julho. 2012.
A definição das partes constituintes do pneu é feita da seguinte maneira:
1. Carcaça: Parte interna, responsável por reter a pressão causada pelo ar e
sustentar o peso do veículo. É composto de lonas de poliéster, nylon ou aço;
2. Talão: Serve para acoplar o pneu ao aro. Possui uma forma de anel é
constituído de arames de aço, recobertos por borracha;
3. Flancos: parte lateral do pneu e tem a função de proteger a carcaça. É
constituída de borracha com alto grau de elasticidade;
4. Banda de Rodagem: Parte do pneu que fica em contato direto com o solo.
Possui desenhos composto de partes cheias chamadas de biscoitos e partes
vazias chamadas de sulcos, que no qual devem oferecer aderência, tração,
estabilidade e segurança ao veículo.
A recauchutagem de pneus é um processo mecânico, realizado através de raspagem
das bandas de rodagem dos pneus (de onde se originam os resíduos de borracha), a
raspagem geralmente é feita com dois cilindros ranhurados. Esse processo de
reconstrução de pneumáticos pode ser dividido em cinco etapas, as figuras 01, 02, 03,
17 04 e 05 ilustram essas etapas do processo, nas quais são executadas em máquinas e
equipamentos de alta tecnologia:
1. Inspeção da Carcaça: Etapa determinante para o sucesso da reconstrução, seu
propósito é detectar avarias e a qualidade da carcaça;
Figura 02– Inspeção da carcaça. Disponível
em:<http://www.renosul.com.br/flash/index2.html> Acesso em: 04 julho. 2012.
2. Raspagem: Consiste em remover a borracha remanescente da banda de
rodagem, configurando a carcaça no diâmetro, contorno e textura adequados;
Figura 03 – Raspagem da carcaça. Disponível em:<http://www.renosul.com.br/flash/index2
.html> Acesso em: 04 julho. 2012.
3. Reparação: Todas as avarias detectadas nas carcaças, causadas quando de sua
utilização, são reparadas através de escariações;
18
Figura 04 – Reparação da carcaça. Disponível em:<http://www.renosul.com.br/flash/index2
.html> Acesso em: 04 julho. 2012.
4. Aplicação do Anel: Centralização e roletagem do anel são realizadas por
máquina computadorizada, com eficiência e precisão, acomodando o anel sem
tensões ou deformações, permitindo assim, harmonia entre banda de rodagem e
carcaça, proporcionando balanceamento e acabamento perfeitos;
Figura 05 – Aplicação do anel na carcaça. Disponível em:
<http://www.renosul.com.br/flash/inde x2.html> Acesso em: 04 julho. 2012.
5. Vulcanização: É processada em autoclave automatizada permitindo aderência
perfeita dos anéis às carcaças. Os fatores: tempo, temperatura e pressão que são
fundamentais para preservação da estrutura original das carcaças, são
controladas com eficiência e precisão.
19
Figura 06 – Vulcanização. Disponível em:<http://www.renosul.com.br/flash/index2 .html>
Acesso em: 04 julho. 2012.
Após ter realizado todo esse processo, é executada uma inspeção final nos pneus
obedecendo aos padrões técnicos, proporcionando segurança, garantia e alto
desempenho.
A composição dos pneus pode ser de borracha natural ou sintética, vários
hidrocarbonetos e negro de fumo. Esses componentes fazem um total aproximado de 85
a 90% do pneu, o material remanescente é aço (MAGANHA e KOMATSU, 1999) apud
FIORITI (2002).
3.2 - O SOLO
Resumidamente de acordo com estudo e finalidade de nosso trabalho o solo
pode ser definido como um material facilmente desagregável da crosta terrestre. E ainda
de acordo (ANDRADE, 2009) apud FOLMANN (2012) o solo é o resultado do
intemperismo sobre minerais e rochas, que vão perdendo sua coesão e diminuindo o
tamanho médio das partículas pela ação de fenômenos da atmosfera, hidrosfera e
biosfera. Conforme (VARELA, 2009) apud MARQUES (2010) intemperismo pode
ser definido como o conjunto de processos físicos e químicos que modificam as
rochas quando expostas ao tempo.
Os solos contem minerais diversos sob as formas de areia (pequenas partículas
bem resistentes, duras); de silte (partículas mais finas que a areia, geralmente
sedimentadas sob a forma de camadas pulverizadas); e de argilas (silicatos hidratados de
alumínio, e que constitui o barro) (CEBRACE, 1981) apud SILVA (2005). Os solos
20 podem ou não apresentar materiais orgânicos nos quais deve ser evitada sua presença
em aplicações de solo-cimento.
3.3 – CIMENTO PORTLAND
A origem do cimento remonta há cerca de 4.500 anos. Os imponentes
monumentos do Egito antigo já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de
gesso calcinado. As grandes obras gregas e romanas, como o Panteão e o Coliseu, foram
construídas com o uso de solos de origem vulcânica da ilha grega de Santorino ou das
proximidades da cidade italiana de Pozzuoli, que possuíam propriedades de
endurecimento sob a ação da água (ABCP 2012).
Modernamente na Inglaterra o cimento foi obtido pela calcinação de rochas
calcárias e argila até sua fusão incipiente. O produto - um clínquer que depois de
finamente moído e misturado a pequena quantidade de gesso e água, produziu o
que hoje se conhece como cimento Portland (HEIMANN, 2010) apud (RODRIGUES
2008). O nome Portland, foi devido a coloração e resistência obtidas, semelhante a
pedra calcárea de Portland, localidade no sul da Inglaterra, cujas pedras eram muito
utilizadas na construção civil.
3.3.1 Definição
O cimento Portland é definido tecnicamente como um aglomerante hidráulico
obtido pela pulverização do clínquer, com adição de gesso (para regular o tempo de
inicio de hidratação) e outras substâncias que determinam o tipo de cimento (GRANDE,
2003) apud (RODRIGUES 2008).
Segundo Metha e Monteiro (1994) apud (RODRIGUES 2008) cimento é um
material finamente pulverizado, que sozinho não é aglomerante, mas desenvolve
propriedades ligantes como resultado da hidratação (reações químicas entre cimento e
água). Cimento Portland é o cimento hidráulico (aquele quando os produtos de
hidratação são estáveis em meio aquoso) mais usado para fazer concreto que consiste
basicamente de silicatos de cálcio hidráulicos. Os silicatos de cálcio hidratados são os
principais responsáveis por sua característica adesiva, sendo estáveis em meios aquosos.
21
3.3.2 Constituintes
As matérias-primas do clínquer, o calcário e a argila, são encontradas
em jazidas próximas às fabricas de cimento. O clínquer consiste numa mistura íntima de
silicatos e aluminatos cálcicos, e tem a forma de grânulos arredondados, com alguns
centímetros de diâmetro, duros e abrasivos, onde se encontram misturados os diferentes
constituintes.
A rocha calcária, retirada da jazida, passa por uma britagem, em seguida é moída
e depois é misturada à argila triturada em proporções adequadas. Essa mistura atravessa
um forno giratório de grande diâmetro e comprimento, aonde a temperatura interna
chega a 1450 oC. A mistura é ali transformada em um novo material, o clínquer, que se
apresenta em forma de pelotas, que saem dos fornos ainda incandescentes e são
bruscamente resfriadas para serem transformadas em pó, por meio de uma moagem. O
clínquer em pó desenvolve uma reação química em presença de água, na qual,
primeiramente, torna-se pastoso para depois endurecer, ganhando elevada resistência e
durabilidade. Essa característica faz do clínquer um ligante hidráulico muito resistente,
sendo esta sua propriedade mais importante (ABCP 2002).
3.3.3- Tipos de Cimentos Produzidos
O conhecimento dos tipos de cimento e suas propriedades, somados à
compreensão das variáveis que constituem os solos, significam ampliar as
possibilidades de desenvolvimento do solo-cimento, na busca de um material de melhor
desempenho (LIMA, 2007) apud (RODRIGUES 2008).
Os tipos de cimento variam de acordo com suas características de alta resistência
inicial, de baixo calor de hidratação, de alta resistência ao sulfato e calor moderado de
hidratação ou moderada resistência ao concreto. Outras variedades de cimentos podem
ser obtidas com base em alterações na composição da matéria prima, como por
exemplo, os chamados cimentos refratários, que têm uma porcentagem de alumina mais
elevada que o cimento Portland normal, sendo por isso mais ricos em aluminatos
cálcicos.
Conforme a ABCP (2002) os vários tipos de cimentos produzidos no Brasil são
designados pela sigla CP (Cimento Portland), acrescidos dos algarismos romanos de I a
V e pelas classes de resistência. Estas são indicadas pelos números 25, 32 e 40,
22 apontando os valores mínimos de resistência à compressão (MPa) após 28 dias de cura.
São eles:
CP I - Cimento Portland comum;
CP I -S - Cimento Portland com adição;
CP II -E - Cimento Portland composto com escória de alto forno;
CP II -F - Cimento Portland composto com fíler (calcário);
CP II -Z - Cimento Portland composto com pozolana (15% de pozolana);
CP III - Cimento Portland de alto forno;
CP IV - Cimento Portland pozolânico (mais de 15% de pozolana);
CP V - ARI- Cimento Portland de alta resistência inicial.
Ainda há outros tipos de cimento, conforme a ABCP (2002), que são
utilizados em menor escala, seja pela menor oferta ou pelas características especiais de
aplicação. Eles são conhecidos como:
Cimento Portland resistente aos sulfatos;
Cimento Portland branco;
Cimento Portland de baixo calor de hidratação;
Cimento para poços petrolíferos.
3.4 – SOLO-CIMENTO
O solo-cimento é o produto resultante da mistura íntima de solo, cimento
Portland e água que compactado, em proporções previamente estabelecidas, na umidade
ótima e máxima densidade, adquire resistência e durabilidade por meio de reações de
hidratações do cimento (ABCP, 1986) apud RODRIGUES (2008).
SILVA (2011) descreve que o material utilizado para a fabricação dos tijolos
ecológicos é diferente dos tijolos tradicionais que, geralmente, utilizam a argila pura,
retirada do fundo de vales e encostas de rios, o que prejudica a vegetação do entorno.
Além disso, os tijolos ecológicos não exigem cozimento, o que evita a queima de
madeira ou carvão.
As primeiras tentativas para uso do solo-cimento como um material de
construção civil, durável e econômico, ocorreram em Sarasota, na Flórida (EUA), em
1915, por um construtor que fez a pavimentação de uma rua com uma mistura de areia
de praia, conchas e cimento, mas, pela falta de tecnologia na época, essas e outras
experiências se tornaram inválidas, descreve PITTA (1995) apud (PEDROTI 2011).
23
A utilização do solo-cimento, no Brasil, ocorreu em 1940, pela Associação
Brasileira de Cimento Portland (ABCP) e pela Diretoria da Aeronáutica Civil, na
construção da pista de circulação do aeroporto de Santos Dumont no Rio de Janeiro. Em
seguida, fez-se, em março de 1941, um trecho da estrada de Osasco e, logo após, a
estrada federal Caxambu-MG/Areias-SP (PEDROTI 2011).
E ainda de acordo com MIELI (2009) a primeira obra em alvenaria com solo-
cimento realizada no Brasil foi em 1945, uma casa de bombas para abastecer as obras
do aeroporto de Santarém – Pará, com 42 m². Em seguida em Petrópolis – RJ, no local
denominado Vale Florido, foram construídas casas residenciais com paredes
monolíticas em solo-cimento.
Segundo MERCADO (1990) apud (PEDROTI 2011) a partir da década de 1970
o solo-cimento tornou-se objetivo de intensas pesquisas principalmente da ABCP, do
Centro de Pesquisas e Desenvolvimento do Estado da Bahia (CEPED) e no Instituto de
Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT).
O componente mais utilizado no solo-cimento é o solo, o cimento entra numa
quantidade que varia de 5% a 10% da massa do solo, com a finalidade de estabilizá-lo,
dando a resistência esperada para a mistura. O tipo do solo, o teor do cimento, o método
da mistura e de compactação interferem na qualidade final do solo-cimento.
Basicamente, qualquer tipo de solo pode ser utilizado, desde que estabilizado
corretamente e que não contenha matéria orgânica, pois esta pode comprometer a
hidratação do cimento.
Os solos finos necessitam de mais cimento para a sua estabilização, comparados
aos solos grossos, pelo fato de apresentarem maior superfície específica, afirma LOPES
(2002).
De acordo com SEGANTINI (2000) as experiências têm demonstrado que,
quando os solos possuem um teor de silte mais argila inferior a 20%, não possuem uma
resistência inicial que propicie a sua compactação.
Segundo CARDOSO et al. (2002) apud LIMA (2006), os solos mais apropriados
para a produção de solo-cimento são as argilas arenosas com teor de areia entre 45% e
50%. No entanto, os solos argilosos com presença de matéria orgânica, que apresentam
normalmente coloração cinza escuro ou preta, não podem ser utilizados. A grande
vantagem em utilizar o solo-cimento é fato que a matéria-prima é extraída do próprio
local da obra, dispensando gasto com transporte deste material.
24
De acordo ABCP (1985), para fins de fabricação de tijolos de solo-cimento
podem ser empregados os solos com as seguintes características:
• porcentagem passando na peneira ABNT 4,8 mm (nº 4): 100%;
• porcentagem passando na peneira ABNT 0,075 mm (nº 200): 10 a 50%;
• limite de liquidez: ≤ 45%;
• índice de plasticidade: ≤ 18%.
Faixas granulométricas consideradas SEGANTINI (1994).
Tabela 1: Critérios para a seleção de solos
Autores Areia (%) Silte (%) Argila (%) Silte + Argila (%) LL (%)
CINVA (1963) 45 – 80 - - 20 - 25 -
ICPA (1973) 60 – 80 10 – 20 5 - 10 - -
Merril (1949) > 50 - - - - MAC (1975) 40 – 70 < 30 20 - 30 - -
CEPED (1984) 45 – 90 - < 20 10 - 55 45 - 50
PCA (1969) 65 - - 10 - 35 - Fonte: SEGANTINI (1994)
A PCA (1969) considerou para efeito de execução os solos arenosos e
pedregulhosos, contendo cerca de 65% de areia e um teor de silte mais argila variando
de 10 a 35% constituem excelentes materiais para a obtenção de um solo-cimento
econômico e de boa qualidade. Solos arenosos com menos quantidade de finos também
produz bons resultados, no entanto, exigindo um consumo maior de cimento que os
anteriores.
Os solos siltosos e argilosos prestam-se satisfatoriamente à execução do solo-
cimento, necessitando, entretanto, de teores elevados de cimento para se estabilizarem
(LOPES, 2002).
As partículas de cimento envolvem fisicamente os grânulos do solo formando
agregados que aumentam de tamanho à medida que se processam a hidratação e
cristalização do cimento.
A adição de cimento no solo permite obter um material com as seguintes vantagens:
Absorção e a perda de umidade do material que não causam variações
volumétricas consideráveis;
O material não se deteriora quando submerso em água;
Há aumento da resistência à compressão;
Em conseqüência de uma menor permeabilidade, o material torna-se mais
durável.
25
BLÜCHER (1951) apud (PEDROTI 2011) destaca que os principais fatores que
afetam a qualidade do solo-cimento são: o tipo de solo, o teor de cimento, o método de
mistura e a compactação. O autor ainda ressalta que, desses fatores, o solo exerce maior
influência e, se este for inadequado, pouco se poderá fazer para obter um produto
satisfatório.
MERCADO (1990) apud (PEDROTI 2011) observa que o solo, além de ser o
elemento de carga, pode determinar, de acordo com a sua composição, se a estabilização
com cimento é economicamente viável, ou ainda indicar facilidades no manuseio e
procedimentos de mistura, tais como: peneiramento, homogeneização, moldagem e
desmoldagem, para fins de construções de alvenarias.
A qualidade do tijolo de solo-cimento prensado é dada em função do
empacotamento dos grãos do solo depois de compactado. O material resultante tem
baixa porosidade e alta densidade. O equipamento utilizado para a moldagem do tijolo
desempenha papel fundamental, pois ele condiciona a taxa de compactação do material
e as características produtivas em si, conforme avaliações de Faria (1990) apud SILVA
(2011).
3.4.1 Reações O processo de estabilização do solo por um aglomerante hidráulico é
proporcionado por fenômenos ainda não totalmente conhecidos, segundo SILVA
(1994). A explicação mais aceita é que pela hidratação do cimento, há uma mudança da
carga elétrica no meio argiloso através da troca de cátions, havendo uma atração entre
as partículas, fazendo com que se reúnam, formando partículas maiores, determinando
dessa forma, a perda de plasticidade da mistura LIMA (2006).
A umidade ideal (ótima) depende do tipo solo utilizado, sendo, portanto
necessário ensaiá-lo para determinar a umidade ótima para que se consiga a maior
massa específica (CEBRACE, 1981) apud SILVA (2005).
A compactação da mistura úmida, a cimentação ocorrerá de natureza,
principalmente, química (PITTA, 1995). No aumento do desenvolvimento das reações
de hidratação do cimento, a cimentação aumenta proporcionalmente e pode ser definido
como a ligação ou encadeamento químico entre grãos de cimento vizinhos ou partículas
de solo vizinhas a eles LIMA (2006).
26
Conforme LOPES (2002), incorporando o cimento ao solo, suas partículas
envolvem fisicamente os grânulos do solo formando agregados que aumentam de
tamanho à medida que se processam a hidratação e cristalização do cimento.
A mudança observada no inicio do processo de estabilização é uma redução na
plasticidade. Este fenômeno é descrito por PITTA (1995), como sendo causado,
provavelmente, pela liberação de íons de cálcio no decorrer das reações iniciais de
hidratação do cimento, ocorrendo uma troca de cátions, ou saturação de cátions
adicionais nas partículas de argila, provocando mudança de carga elétrica ao redor
desta, formando assim, por atração eletrostática, conglomerados de grãos cujos
diâmetros são muito maiores que os das partículas originais LIMA (2006).
HANDY (1958) em suas pesquisas observou que a cimentação resultante da
adição de cimento Portland ao solo úmido, pode ser atribuída à combinação de: (1)
ligações mecânicas do cimento com as superfícies minerais imperfeitas e (2) ligações
químicas estabelecidas entre o cimento e as superfícies minerais, sendo este processo o
mais importante no caso dos solos finamente divididos, por causa da maior superfície
específica envolvida. Este autor verificou, também, que, na formação do solo-cimento,
as argilas participam intimamente dos fenômenos químicos.
As partículas formadas agora se comportam como silte ou areia fina, isto é, terá
baixa ou nenhuma plasticidade afirma PITTA (1995). A redução da plasticidade
dependerá do tipo de solo, da porcentagem de finos, das características da argila, dos
teores de cimento e umidade e do tempo de repouso da mistura antes do ensaio.
Conforme LIMA (2006), em uma mistura de solo-cimento, as partículas de
cimento comportam-se como eletricamente carregadas aumentando a condutividade
elétrica da massa compactada. A interação elétrica entre as partículas argilosas e as do
cimento em hidratação produzem rápidas alterações físico-químicas, resultando em uma
substancial variação volumétrica da mistura solo-cimento, quando esta se encontra em
suspensão aquosa. Assim, com base nas variações volumétricas ocorridas durante o
processo de interação do solo com o cimento, pode-se determinar o teor de cimento que
leva a uma mistura estável.
FERREIRA (2003), mostra em suas pesquisas que grandes quantidades de finos
são responsáveis pelo enfraquecimento do efeito aglutinante entre a pasta de cimento e a
fração arenosa do solo. Embora o cimento reaja até mesmo com solos finos e tenda a
27 estabilizá-los, a resistência da estrutura colóide/cimento é significativamente mais fraca
que a estrutura granular/cimento.
Nos solos finos, os mecanismos de estabilização levam ao surgimento de
matrizes hexagonais, similares a um favo de mel, geradas pelas ligações químicas entre
as partículas de solos e os grãos de cimento, relata PITTA (1995).
A matriz envolve fortemente as partículas conglomeradas e, ligando-se por sua
vez às matrizes contíguas a ela, impede o deslizamento de umas sobre as outras, ou seja,
gera ou aumenta a resistência de cisalhamento. O mesmo autor descreve que a liberação
de cal durante o processo tem grande importância na cimentação, pericialmente em
solos coesivos e muito plásticos. Também discorre que procede existir duas formas
distintas de ocorrência da estabilização do solo com cimento: uma, quando o solo é
predominantemente fino, e a outra, quando é granular, relata LIMA (2006).
BAPTISTA (1976) apud LIMA (2006) diz que a ligação ocorrida entre duas
partículas de argila depende da carga e o tamanho dos íons. Havendo a troca de cátions
de cálcio pelos íons metálicos, onde ocorrerá preponderância de cátions de cálcio,
atraindo as partículas, que se unirão, tornando o solo mais friável e diminuição de sua
plasticidade. O produto final caracteriza-se pela formação de cadeias hexagonais que
isolam em seu interior partículas que não chegam a ser aglutinadas, impedindo sua
dilatação pela impermeabilidade (SILVA, 1994).
Segundo BAPTISTA (1976) apud LIMA (2006), as principais reações que
ocorrem na estabilização de um solo na presença de cal podem ser agrupadas em quatro
categorias: troca de íons, floculação, carbonatação e reação pozolânica ou cimentação.
3.4.2 Vantagens
LOPES (2002) afirma que o solo constitui 85% em massa dos materiais
componentes do solo-cimento. Quase todos os tipos de solo podem ser utilizados para
tal fim, embora os solos economicamente empregáveis se restrinjam àqueles que
necessitem de teores de cimento relativamente baixos e cuja execução, em grande
escala, seja bastante facilitada.
De acordo com a ABCP (1987) apud LIMA (2006), a utilização do solo-cimento
na construção de habitações populares permite uma grande economia, com redução de
custos que pode atingir até 40% do custo total da obra. Contribui para esse
barateamento o baixo custo do solo que, nesse caso, é o material empregado em maior
quantidade. Contribuem também os fatos de se ter minimizado as despesas com
28 transporte e os gastos com energia. Existe ainda a possibilidade de aproveitamento de
mão-de-obra não qualificada, o que reduz ainda mais os custos envolvidos.
ÂNGULO et al. (2001) apud LIMA (2006) descreve que, com a aproximação do
conceito de desenvolvimento sustentável e a necessidade de novas relações da
população com o meio ambiente, a construção civil deve passar por importantes
transformações. Redução de desperdício, busca de melhor qualidade de seus produtos,
reciclagem de seus resíduos, projetos voltados para sustentabilidade ambiental, aumento
da durabilidade de componentes são exemplos de preocupações atuais no campo da
pesquisa voltada para a sustentabilidade.
Na fabricação de tijolos de solo cimento, podem ser utilizados vários
equipamentos desde simples caixotes de madeira até diversos tipos de prensas manuais
ou hidráulicas, tendo também uma grande variação de formas de tijolos e de preços
(SILVA, 1994). Prensa manual figura 07 e prensa hidráulica figura 08.
Figura 07: Prensa manual Disponível em: <http://pindamonhangaba.olx.com.br/maquina-ou-
prensa-de-tijolo-ecologico-12-5x25-iid-171786608>Acesso em 26 outubro de 2012.
29
Figura 08: Prensa hidráulica. Disponível em: <http://www.ecomaquinas.com.br /ver_prod.php?id=12> Acesso em 26 Out 2012.
A compactação conforme SILVA (2005) é um dos métodos utilizados para
melhoria dos solos. O CEPED (1985) afirma ainda que o controle da compactação é um
dos requisitos básicos para a confecção de peças utilizando a mistura solo-cimento. Esta
compactação pode ser feita através de soquetes em laboratório ou prensagem do solo.
Deve-se ainda tomar cuidado com os cantos dos tijolos onde a compactação pode não
ser muito eficiente.
Segundo PEDROTI (2007) a grande vantagem dos blocos prensados que é o
formato de encaixe do tipo macho e fêmea, que faz com que haja uma aceleração no
processo de montagem (Figura 09) e diminuindo o desperdício, pois as tubulações
podem ser embutido (Figura 10), passando entre os furos, evitando cortes nas paredes.
Figura 09: Processo de encaixe (PEDROTI, 2007).
30
Figura 10: Instalações hidráulicas e elétricas (PEDROTI, 2007).
Outra vantagem é a redução do uso de argamassas de assentamento e
revestimento já que a qualidade e o aspecto final das peças são notadamente superiores,
com maior regularidade dimensional e planicidade de suas faces, podendo até ser
utilizado em alvenaria aparente, necessitando apenas de uma cobertura
impermeabilizante como acabamento (SOUSA, 2006).
A figura 11 e 12 mostra exemplos construção com tijolo solo-cimento em
alvenaria aparente.
Figura 11 : Casa de Tijolo Ecológico mais elaborada em Caraguatatuba - SP Disponível em:
http://www.vimaqprensas.com.br/casa-de-tijolo-ecologico-em-caraguatatuba-sp/ Acesso
em: 25 outubro. 2012.
31
Figura 12: Casa de Tijolo Solo-cimento simples. Tijolo solo-cimento, tijolo ecológico.
Disponível em:<http://www.aovivonet.com/wp-content/uploads/2012/08/tijolo-solo-cimento-
imagem-.jpg> Acesso em: 25 outubro 2012.
3.4.3 Relação Solo/cimento
A adição de cimento ao solo tem a propriedade de baixar o valor do índice de
plasticidade, pelo aumento do valor do limite de plasticidade e diminuição do limite de
liquidez; diminui as mudança de volume e inchamento do solo e aumentar a capacidade
de suporte do solo (BAPTISTA, 1976) apud LIMA(2006).
A escolha do teor de cimento mínimo, capaz de assegurar a estabilidade
necessária e de garantir à mistura a permanência de suas características, é, antes de tudo,
uma imposição do critério de economia relata LOPES (2002).
De acordo com LIMA (2006), os mecanismos pelos quais a mistura de solo com
cimento se torna um material estável são muito complexos. Por isto foram criadas várias
hipóteses para descrição do mecanismo, baseada na natureza dos compostos finais e nas
diferentes fases de hidratação do cimento e sobre sua ação na microestrutura do solo.
Conforme SILVA (2005), solos que apresentam uma maior proporção de areia
em sua composição, na maioria das vezes, levarão a maior resistência do solo-cimento.
Segundo LOPES (2002), os solos arenosos podem reagir de maneira diversa
com o cimento, dependendo da sua composição e propriedades químicas particulares.
Solos contendo impurezas orgânicas não são indicados, pois inibem a hidratação do
cimento, tolerando-se, no entanto, um teor máximo de 2% de matéria orgânica.
Os solos arenosos são considerados os mais adequados. A existência de grãos de
areia grossa e pedregulhos é benéfica, pois são materiais inertes e têm apenas a função
de enchimento. Isso favorece a liberação de quantidades maiores de cimento para
aglomerar os grãos menores. Os solos devem ter, no entanto, um teor mínimo da fração
32 fina, pois a resistência inicial do solo-cimento deve-se à coesão da fração fina
compactada SEGANTINI (2000).
A resistência à compressão é função direta dos elos externos cimentados, como
relata PITTA (1995) apud LIMA ( 2006), isto demonstra que as partículas dão uma
pequena contribuição para o ganho de resistências, exigindo ainda uma maior adição de
cimento para diminuição da plasticidade do meio.
Além da natureza e do teor do aglomerante adicionado, também a energia de
compactação, o teor de umidade e a textura do solo são fatores que influenciam os
resultados de compactação do solo (FERREIRA, 2003).
Quanto à absorção de água, o solo arenoso tem um desempenho superior ao
argiloso, proporcionando melhor comportamento do solo arenoso frente à ação da água.
De uma maneira geral, os valores de resistência à compressão simples foram
relativamente baixos nos solos finos para mesmos teores de cimento em relação aos
solos arenosos FERREIRA (2003).
3.4.4 Classificação
O solo-cimento é classificado em duas categorias: SCC - solo-cimento
compactado e SCP - solo-cimento plástico. No caso do SCC, a água deve ser adicionada
em quantidade suficiente, de modo a possibilitar a máxima compactação e a ocorrência
das reações de hidratação do cimento. Para o caso do SCP, a água deve ser adicionada
até que se obtenha um produto de consistência plástica de aspecto similar ao de uma
argamassa de emboço SEGANTINI (2000).
3.4.5 Prevenção e Patologias
Há uma série de variáveis que podem influenciar nas características finais do
tijolo solo-cimento, tais como: a natureza do solo, teor de umidade, dosagem do
cimento e compactação ou prensagem, também um bom grau de homogeneidade da
mistura e as condições de cura.
Conforme LOPES (2002) o solo-cimento é afetado pelo conjunto de
propriedades do solo, de tal maneira que a persistência de apenas uma característica
desfavorável pode comprometê-lo, contra-indicando-o ou exigindo medidas especiais,
muitas vezes onerosas para o seu aproveitamento.
33
O solo arenoso e a argila amarela apresentaram comportamento clássico, com
aumento da resistência à compressão simples e do módulo de elasticidade em função do
tempo de cura SEGANTINI (2000).
Solos de cores escuras como cinza, preto, castanho claro e escuro e colorações
acinzentadas, esverdeada e azulada, devem ser evitados porque suas paragêneses
interagem deletériamente com os ligantes hidráulicos (CASANOVA, 2004b) apud
LIMA (2006).
Conforme SEGANTINI (2000) a cura, na execução de paredes monolíticas de
SCC, é um cuidado fundamental para se garantir a qualidade prevista na dosagem. A
prática de executar, no mínimo, duas a quatro molhagens diárias durante 15 dias, tem
sido uma providência eficiente nos canteiros de obra.
Em investigações realizadas, considerando-se cura em câmara úmida, cura à
sombra com umedecimento, cura ao ar livre e cura à sombra sem umedecimento, ficou
comprovada uma redução da resistência à compressão simples da ordem de 40% quando
não se utiliza qualquer processo que evite a secagem rápida do material SEGATINI
(2000).
O conjunto estabilizado de solo mais cimento tende a tornar-se impermeável,
impedindo a entrada de água no interior destas células, o que poderia provocar a
sensibilização e conseqüentemente a expansão volumétrica das partículas finas não
estabilizadas que se encontram, em maior ou menor quantidade, envoltas pelos elos
cimentados. Isto poderia provocar a explosão da estrutura, além do aparecimento de
eflorescências devido a lixiviação LIMA (2006).
3.4.6 Resistência e Qualidade
SENÇO (2001) apud LIMA (2006), num exame genérico, diz que solos de boa
qualidade podem adquirir uma resistência elevada, com baixos teores de cimento, mas,
na verdade, qualquer material que apresente bons resultados nos ensaios específicos
para as misturas pode ser utilizado para fazer o solo-cimento.
Conforme LOPES (2002) a resistência à compressão tem sido usada como um
índice tecnológico, sendo esta a propriedade mais comumente empregada para
descrever misturas de solo-cimento; esta serve para indicar o grau de reação da mistura
de solo - cimento – água, bem como a pega relativa e a velocidade de hidratação do
cimento. E ainda segundo FERREIRA (2003), da mesma forma, as condições de
34 saturação em água durante o ensaio de compressão simples podem reduzir os valores da
resistência.
O principal fator que influencia na resistência à compressão da parede é a
resistência à compressão do bloco ou do tijolo. A influência da resistência da argamassa
de assentamento é pouca significativa THOMAZ e HELENE (2000).
Em termos de absorção de água (total), o solo arenoso mostra-se com qualidade
superior ao argiloso, proporcionando melhor comportamento do solo arenoso frente à
ação da água LIMA (2006).
3.5 Incorporação de resíduos ao solo-cimento
Atualmente há inúmeros estudos realizados com incorporação de resíduos na
fabricação de blocos de solo-cimento.
Cordeiro et al. (2004) afirma que uma das principais vantagens do solo-cimento
é a possibilidade de incorporar a ele outros materiais como por exemplo, agregados
produzidos com entulho reciclado e rejeitos industriais (sílica ativa, cinzas volantes,
escórias de alto forno e outros). Assim, diversos tipos de resíduos agroindustriais, de
mineração, de construção e demolição (RCD) têm sido estudados em conjunto com os
tijolos ecológicos e paredes monolíticas de solo-cimento.
Souza (2006) estudou o aproveitamento de resíduos de construção e demolição
na fabricação de tijolos de solo-cimento, a adição do resíduo de concreto ao solo
melhorou as propriedades mecânicas do tijolo solo-cimento, possibilitando redução
de custos e produção de tijolos prensados de melhor qualidade, constituindo-se,
portanto, numa excelente alternativa para o aproveitamento desse material.
Ensaios realizados por Silva (2009) objetivando avaliar a viabilidade de
incorporação de lodo de Estações de Tratamento de Água em tijolos de solo-cimento
como forma de minimizar os impactos causados por esses resíduos ao meio ambiente.
Silva et al. (2008) estudou a incorporação de resíduo de EVA (Etilene Vinil
Acetate), oriundo da fabricação de calçados, em tijolos de solo-cimento. Os resultados
obtidos foram que quanto maior fosse o teor de EVA menor era à resistência à
compressão dos tijolos. A mistura de solo, 10% de cimento em massa e 10% de resíduo
de EVA em volume atenderam os critérios da norma de alvenaria de vedação sem fim
estrutural.
35
Ferraz (2004) realizou pesquisas com adicionando material granular oriundo de
resíduos da construção civil em misturas de solo-cimento, os resultados obtidos
mostraram que a adição do resíduo de argamassa de cimento ao solo melhorou as
propriedades mecânicas do solo-cimento, possibilitando redução de custos e produção
de tijolos prensados de melhor qualidade, constituindo-se, portanto, numa excelente
alternativa para o aproveitamento desse material.
Milani & Freire (2008) estudaram os efeitos da adição da casca de arroz nas
propriedades físico-mecânicas da mistura de solo-cimento, visando à obtenção de
composições de solo-cimento-casca de arroz com potencialidade para fabricação de
materiais alternativos de construção. Após análise dos resultados concluíram que as
misturas de solo + teor de 12% de combinações de cimento e casca de arroz como
fontes de materiais promissores para a fabricação de elementos construtivos, a serem
utilizados em construções e instalações rurais.
Calmon et al. (1997) e Silva (1998) verificaram o potencial de aproveitamento
do resíduo de serragem de granito para a produção de argamassa de assentamento
destinado a alvenarias. Também estudaram e comprovaram o potencial desse resíduo na
produção de tijolos de solo-cimento.
36
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 MATERIAIS:
4.1.1 Resíduos de Borracha
Os resíduos de borracha procedem da recauchutadora PAES PNEUS, da cidade
de Muriaé – MG. Obtidos através de processo mecânico, por raspagem, com dois
cilindros ranhurados, oriundos do processo de recauchutagem de pneus. Pode-se
observar na figura 13 a borracha utilizada no trabalho.
Figura 13: Resíduo de Borracha (Próprio autor).
4.1.2 Argila
O solo foi coletado abaixo da camada contendo matéria orgânica, isto é,
eliminava-se a camada escura marrom ou cinza que continha a presença de raízes,
folhas e demais materiais em decomposição, como mostra a figura 14.
Figura 14: Exemplo de um perfil de solo mostrando o horizonte orgânico (O), rico em húmus
(cor escura), do qual não se deve retirar amostras e os horizontes inorgânicos B1 e B2, nos quais
devem ser coletados. Fonte: LIMA (2006).
37
O Solo coletado foi retirado de um talude na chácara chael no município de
Pedra Dourada – MG (Figura 15).
Figura 15: Local da retirada da amostra (Próprio autor).
4.1.3 Cimento
O cimento utilizado foi da marca Holcim, denominado CPV – ARI – FÁCIL. O
cimento ARI (Alta Resistência Inicial) é caracterizado pelas suas altas resistências nas
primeiras idades, a norma brasileira que trata desse tipo de cimento quanto as suas
características é a NBR – 5733 (1991).
4.1.4 Equipamentos de Laboratório
Os seguintes equipamentos de laboratório foram empregados para a realização
dos ensaios:
peneiras de 9,5; 6,3; 4,75; 2,36; 1,18; 0,6; 0,3; 0,15 e 0,075 mm de abertura de
malhas, para as análises granulométricas;
balança com sensibilidade de 0,01 g;
estufa de temperatura regulável;
molde cilíndrico metálico de 62,3 mm de diâmetro e 100 mm de altura, soquete
para a moldagem de corpos-de-prova;
caixa d’água, para a cura de corpos-de-prova;
máquina para fabricar tijolos de solo-cimento;
prensa mecânica para moldar os corpos-de-prova;
outros ( pá de pedreiro, espátulas, etc.).
38 4.2 MÉTODOS
4.2.1 Procedimento Aplicado ao resíduo de Borracha
4.2.1.1 Analise Granulométrica – NBR NM 248:2003
Foram utilizados 2 kg de resíduo de borracha na análise granulométrica, a
amostra seca ao ar foi peneirada através da série normal de peneiras padronizadas pela
ABNT, de modo que seus grânulos foram separados e classificados em diferentes
tamanhos.
4.2.1.2 Determinação do Teor de Umidade Resíduo de Borracha - NBR NM
30: 2001
A determinação do teor de umidade foi feita pesando-se amostras de resíduos de
borracha seca ao ar, as quais, depois de levadas à estufa a 110°C por 24h, tiveram seus
pesos secos anotados. O teor de umidade foi calculado utilizando-se a equação 1:
h = (Mh-Ms)/Ms x 100
onde: h = teor de umidade, em porcentagem; Mh = peso úmido da amostra, em g; Ms =
peso seco da amostra, em g.
4.2.1.3 Determinação da Massa Unitária Seca dos Resíduos de Borracha
A massa específica dos resíduos de borracha foi determinada de acordo com a
norma brasileira NBR 7251 (Agregado em estado solto. Determinação da massa
específica unitária). Preenchendo-se com o resíduo de borracha um recipiente com
dimensões conhecidas até a borda. A massa específica aparente foi calculada através da
Equação 2.
MEA=(M2 –M1) /Vr
Onde: M.E.A. é a massa específica aparente do resíduo de borracha, M1 é a massa do
recipiente vazio, em g; M2 é a massa do recipiente + agregado, em kg, Vr é o volume
do recipiente, em dm³.
4.2.1.4 Análise Química da Borracha:
A determinação da composição química semiquantitativa do resíduo de
borracha, foram obtidas por meio da técnica de análise química por eflorescência de
raios X, de energia dispersiva (EDX), em um equipamento Shimadzu EDX-700 do
Laboratório de Engenharia Civil (LECIV/UENF).
4.2.2 Procedimento Aplicado aos Solos:
4.2.2.1 Análise Granulométrica – NBR NM 248:2003
39
Foram utilizados 2 kg de solo na análise granulométrica, a amostra seca ao ar foi
peneirada através da série normal de peneiras padronizadas pela ABNT, de modo que
seus grânulos foram separados e classificados em diferentes tamanhos.
4.2.2.2 Determinação do Teor de Umidade do Solo- NBR NM 30: 2001
A determinação do teor de umidade foi feita pesando-se amostras de solo seca ao
ar, as quais, depois de levadas à estufa a 110°C por 24h, tiveram seus pesos secos
anotados. O teor de umidade foi calculado utilizando-se a equação 1:
h = (Mh-Ms)/Ms x 100
onde: h = teor de umidade, em porcentagem; Mh = peso úmido da amostra, em g; Ms =
peso seco da amostra, em g.
4.2.2.3 Determinação da Massa Unitária Seca do Solo
A massa específica do solo foi determinada de acordo com a norma brasileira
NBR 7251 (Agregado em estado solto. Determinação da massa específica unitária).
Preenchendo-se com o solo um recipiente com dimensões conhecidas até a borda. A
massa específica aparente foi calculada através da Equação 2.
MEA=(M2 –M1) /Vr
Onde: M.E.A. é a massa específica aparente do solo, M1 é a massa do recipiente vazio,
em g; M2 é a massa do recipiente + agregado, em kg, Vr é o volume do recipiente, em
dm³.
4.2.2.4 Determinação da Massa Específica – NBR 9776
4.2.2.5 Determinação dos Limites de Liquidez e de Plasticidade dos Solos
Os limites de liquidez e de plasticidade do solo foram determinados de acordo
com as normas NBR 06459 (Solo. Determinação do limite de liquidez) e NBR 07180
(Solo. Determinação do limite de plasticidade), respectivamente.
4.2.3 Procedimento Aplicado ás Misturas
4.2.3.1 Composição das Misturas de Solo-Cimento-Borracha
O solo possui as seguintes características: um total de material passante na
peneira ABNT 0,075 mm (nº 200) igual a 56,72 % que é superior ao limite (50%), um
limite de liquidez de 32,00% que esta abaixo do máximo (45%) e o índice de
plasticidade de 17,60% que é menor que o máximo (18%).
Para a confecção dos corpos-de-prova de solo-cimento-borracha escolheu-se a
fração dos resíduos que passaram na peneira n° 20 (abertura da malha 0,8 mm). Foram
confeccionados corpos-de- prova com fração maior que a escolhida e não estávamos
40 conseguindo alcançar o grau de compactação necessário para moldagem, pois a
porosidade dos corpos-de-prova estava muito alta, fato ocasionado devido ao tamanho
das partículas dos resíduos de borracha e de sua propriedade elástica.
E o solo utilizado foi passado na peneira com abertura de malha 2,38 mm
(Figura 16), conhecida usualmente como “peneira de arroz”.
Figura 16: Peneiramento do solo (Próprio Autor)
Depois de peneirado o solo, o resíduo de borracha foi pesado, assim como o
cimento, para se realizarem as misturas em massa.
Tabela 2: Traços utilizados em massa
Traço (Cimento: Solo: Borracha)
T8.0 1: 11,00: 0,00
T8.5 1: 10,80: 0,20
T8.10 1: 10,58: 0,41
T10.0 1: 8,80: 0,00
T10.5 1: 8,64: 0,16
T10.10 1: 8,47: 0,33
T12.0 1: 7,33: 0,00
T12.5 1: 7,20: 0,13
T12.10 1: 7,05: 0,28
4.2.3.2.Moldagem dos Corpos-de-prova
41
A moldagem dos corpos-de-prova cilíndricos de 6,23 cm de diâmetro e 6,23 cm
de altura como mostra a (Figura 17), o molde de corpo-de-prova, seguiu os
procedimentos indicados pela norma NBR 12024 (Solo-cimento. Moldagem e cura de
corpos-de-prova cilíndricos).
Figura 17: Molde de Corpo-de-prova
A mistura dos compostos foi feita manualmente. Para o traço sem resíduo de
borracha, misturou-se o solo, o cimento e a água até obter uma perfeita
homogeneização. Para os traços com resíduo de borracha foram misturados o cimento e
o solo para, logo após, serem adicionados aos poucos os resíduos de borracha e,
posteriormente, a água, até se conseguir também uma perfeita homogeneização. A
umidade da mistura foi observada através do tato, onde uma pequena porção da mistura
colocada na palma da mão foi prensada com o fechamento da mão. A mistura não podia
deixar a água sair com o simples aperto da mão e deveria formar um bolo firme com o
formato da mão fechada e quando solta de uma altura aproximada de 1m o bolo, deveria
desfazer-se facilmente ao tocar o chão. Caso a mistura estivesse seca e o bolo
esfarelando com facilidade acrescentava-se mais água.
A cura foi feita em caixa d’água com umidade controlada por 3 dias e
posteriormente imerso em água até a completar 28 dias de cura. Foram feitos 7 corpos-
de-prova de cada traço como mostra (Figura 18), 4 para o ensaio de resistência à
compressão e 3 para o ensaio de absorção de água.
42
Figura 18: Corpos-de-prova cilíndrico de 6,23cm x 6,23cm (próprio autor).
A força de compactação dos corpos-de-prova foi definida de acordo com os
equipamentos existentes no mercado para confecção de blocos prensados. As misturas
foram submetidas à compactação por prensagem uniaxial com ação única do pistão
superior. Há no mercado atual alguns modelos com capacidade de compactação em
média de 15 toneladas.
Foi convertida a força de compactação dos equipamentos (F) para a carga de
compactação (T), pois:
T=F/A
Onde A= área;
As cargas aplicadas nos corpos de prova cilíndricos foram convertidas para as
forças, de acordo com a área do molde. A prensa usada para moldar os corpos de prova
foi a P30000 de fabricação da empresa Bovenau Macacos e Equipamentos Hidráulicos.
4.2.3.3 Ensaio de Compressão Simples dos Corpos-de-prova
A determinação da resistência à compressão simples foi feita de acordo com a
norma NBR 12025 (Solo-cimento. Ensaio de compressão simples de corpos-de-prova
cilíndricos).
Os corpos-de-prova foram rompidos aos 28 dias de idade, em máquina de
ensaio. A resistência à compressão simples foi calculada individualmente para cada
corpo-de-prova, dividindo-se a carga de ruptura pela área da seção transversal do
mesmo. A resistência média foi determinada pela média aritmética de quatro repetições.
4.2.3.4 Ensaio de Absorção de Água dos Corpos-de-prova
43
O ensaio foi feito da forma descrita pela norma NBR 10836 (Bloco vazado de
solo-cimento. Determinação da resistência à compressão e da absorção de água).
4.2.3.5 Massa específica Aparente dos corpos-de-prova
A massa específica aparente foi determinada segundo a ASTM (1977a). A massa
específica aparente foi calculada através da Equação.
MEA=M/V
Onde M.E.A. é a massa específica aparente da peça, M é a massa da peça seca, V é o
volume da peça.
4.2.4 Procedimento Aplicado aos Tijolos de Solo-Cimento-Borracha
4.2.4.1 Confecção dos Tijolos de Solo-cimento
Os tijolos confeccionados foram referentes aos traços que apresentaram
melhores desempenhos ao ensaio de compressão simples, e foram confeccionados numa
prensa industrial a P6 de fabricação da empresa Máquinas Man, gentilmente cedida pela
empresa Decolores Granitos (Cachoeiro de Itapemirim- ES). Foram moldados de acordo
com a norma NBR 10834 (Bloco vazado de solo-cimento sem função estrutural). Os
tijolos confeccionados com resíduo de borracha foram preparados misturando-se o
cimento ao solo e, depois, acrescentando-se aos poucos as quantidades de resíduos de
borracha pré-definidas. A mistura dos três componentes foi feita com auxilio de uma
enxada como mostra a (figura 19) até se obter coloração uniforme e completa
distribuição dos resíduos de borracha. O teor de umidade da mistura foi feito como
descrito na moldagem dos corpos-de-prova, para a diminuição de torrões foi utilizado
um triturador como pode ser observado na (figura 20).
Figura 19: Misturas dos componentes com auxilio de uma enxada (próprio autor)
44
Figura 20: Triturando a mistura já úmida a fim de diminuir os torrões e homogeneizá-la (próprio autor)
4.2.4.2 Prensagem dos Tijolos
Conforme o disposto na norma NBR 10833 (Fabricação de tijolo maciço e
Bloco vazado de solo-cimento com a utilização de prensa hidráulica), o material já
misturado foi colocado, com o auxílio de uma pá e um balde, numa correia
transportadora que transportava o material até o molde da máquina. Após prensagem, os
tijolos foram extraídos com muito cuidado na máquina (Figura 21).
Foram feitos 7 tijolos de cada traço , 5 para o ensaio de resistência à compressão
e 2 para o ensaio de absorção de água.
Figura 21 : Tijolo sendo retirado da máquina(Próprio Autor)
4.2.4.3 Ensaio de compressão e absorção de água dos Tijolos
O ensaio foi feito da forma descrita pela norma NBR 10836 (Bloco vazado de
solo-cimento. Determinação da resistência à compressão e da absorção de água).
4.2.4.4 Massa específica Aparente dos tijolos
A massa específica aparente foi determinada segundo a ASTM (1977a). A massa
específica aparente foi calculada através da Equação.
MEA=M/V
Onde M.E.A. é a massa específica aparente da peça cerâmica, M é a massa da peça
seca, V é o volume da peça.
45
5 RESULTADOS
5.1 ENSAIO NOS CORPOS-DE-PROVA CILÍNDRICO DE SOLO-CIMENTO
5.1.1 Análise Granulométrica e Massa Específica dos Materiais
Nas figuras 22 e 23, encontram-se as curvas granulométricas do solo, bem como
dos resíduos de borracha empregados no estudo, calculadas segundo a NBR NM 248
(2003). Logo depois, se encontra as tabelas 3, 4 e 5, onde estão dispostos os resultados
referentes aos ensaios de granulometria e massa específica dos materiais.
Figura 22: Curva Granulométrica Resíduo de Borracha
Como mostra o gráfico acima é possível observar que apenas 5,98% do resíduo possui diâmetro
superior a 4,75mm.
Figura 23: Curva Granulométrica Argila
De acordo com a Figura 23, observa-se a distribuição das partículas, entre 0,0007 mm – 0,49 mm, com D10 de 0,0007 mm, D50 de 0,0316 mm e D85 de 0,4937 mm.
46 Tabela 3: Composição granulométrica do resíduo de borracha a partir de uma quantidade inicial
de 1000g.
Peneiras Gramas ou percentual retida % acumulada mm 1 2 Média Média
9,5 0,17 15,9 8,035 8,035
6,3 0 0 0 8,035
4,75 35,81 67,8 51,805 59,84
2,36 280,75 236,2 258,475 318,315
1,18 323,68 289,1 306,39 624,705
0,6 257,66 241,8 249,73 874,435
0,3 69,37 133,7 101,535 975,97 0,15 28,58 12,4 20,49 996,46
Fundo 3,98 3,1 3,54 1000
Tabela 4: Frações Granulométricas do solo
Areia Silte
(0,002 - 0,075 mm)
Argila
(< 0,002 mm) Grossa
(> 2,00 mm)
Média
(0,42 - 2,00 mm)
Fina (0,075 - 0,42
mm)
11,7 % 20,0 % 13,6% 34,8% 19,9%
Tabela 5: Ensaios de granulometria e massa específica dos materiais.
Material Diâmetro
Máximo
(mm)
Módulo
de
Finura
Massa Esp.Real
g/cm³
Massa Unitária seca
g/cm³
Resíduo 9,5 3,86 - 0,367
Solo 2,00 2,40 2,41 1,04
Tabela 6: Valores do limite de liquidez, limite de plasticidade, índice de plasticidade e material
passante na peneira n° 200.
Limite de Liquidez (%) 32,0
Limite de Plasticidade (%) 14,4
Índice de Plasticidade (%) 17,6
Material passante na peneira n°
200 (%)
56,72
O solo estudado apresenta uma característica fora dos parâmetros empregados
pela ABCP (1985), para fins de fabricação de tijolos de solo-cimento podem ser
empregados os solos com as seguintes características: porcentagem passando na peneira
ABNT 0,075 mm (nº 200) 56,72 que é superior ao limite de 50%; limite de liquidez de
32,00% que é inferior ao limite de 45%; índice de plasticidade de 17,6% que é inferior
47 ao limite de 18%. Porém, segundo (LOPES, 2002) os solos siltosos e argilosos prestam-
se satisfatoriamente à execução do solo-cimento, necessitando, entretanto, de teores
elevados de cimento para se estabilizarem.
5.1.2 Ensaio Químico
A composição química semiquantitativa dos Resíduos de Borracha em forma de
óxidos, foi determinada pelo aparelho de fluorescência de raios-X de energia dispersiva
(EDX).
Tabela 7: Resultados do EDX para o Resíduo de Borracha Composição Química Borracha
Composição
em Óxidos
Amostra em Pó
(%)
SO3 28,425
SiO2 23,102
ZnO 17,096
Fe2O3 15,115
Al2O3 8,973
CaO 4,526
K2O 1,493
TiO2 1,080
Sc2O3 0,189
De acordo com a tabela 7 da composição química do resíduo de borracha, apresenta teor
de SO3(ENXOFRE) de 28,425%.
5.1.3 Ensaio compressão simples
Os resultados do ensaio de resistência à compressão simples, aos 28 dias, de
corpos-de-prova confeccionados com diferentes misturas de solo-cimento-borracha
estão mostrados na tabela 8 e a figura 24.
Tabela 8: Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de corpos-de-prova
confeccionados com diferentes misturas de solo-cimento-borracha.
Resistência à
compressão simples
aos
28 dias
Traço CP T8.0 T8.5 T8.10 T10.0 T10.5 T10.10 T12.0 T12.5 T12.10
1 7,02 4,79 2,13 9,22 3,58 2,82 13,33 4,50 4,40
2 6,66 5,25 3,74 9,62 3,61 2,26 13,03 4,17 4,46
3 5,81 5,55 2,30 7,91 3,41 2,66 10,54 3,81 4,14
4 7,52 3,71 3,74 8,93 3,84 2,40 10,01 4,59 4,86
48
(MPa) Média 6,75 4,82 2,98 8,92 3,61 2,54 11,73 4,27 4,46
Desvio 0,72 0,81 0,88 0,73 0,18 0,25 1,69 0,36 0,30
Legenda:
CP - Corpo-de-prova
T8.0 - Solo + 8% de cimento Portland
T8.5 - Solo + 8% de cimento Portland + 5% de resíduo de borracha
T8.10 - Solo + 8% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
T10.0 - Solo + 10% de cimento Portland
T10.5 - Solo + 10% de cimento Portland + 5% de resíduo de borracha
T10.10- Solo + 10% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
T12.0 - Solo + 12% de cimento Portland
T12.5 - Solo + 12% de cimento Portland + 5% de resíduo de borracha
T12.10- Solo + 12% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
Figura 24: Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de corpos-de-prova
confeccionados com diferentes misturas de solo-cimento-borracha.
Resistência à compressão simples de corpos-de-prova de solo-cimento, aos 28
dias de idade, observa-se que todos os traços obtiveram ganhos superiores a resistência
mínima estabelecida pela (NBR 10834). Os maiores valores foram apresentados pelos
traços T12.0 (solo + 12% de cimento) e T10.0 (solo + 10% de cimento). Por outro lado,
os menores valores foram alcançados pelos traços T8.10 (solo + 8% de cimento + 10%
de borracha), T10.10 (solo + 10% de cimento + 10% de borracha). Os traços que
tiveram adição de resíduo de borracha em sua composição tiveram decréscimos
49 significativos na resistência à compressão simples, isso se deve à propriedade elástica
da borracha.
5.1.4 Ensaio Absorção de água
Os resultados do ensaio de absorção de água aplicado aos traços em estudo
estão mostrados no (Tabela 9) e na (Figura 25).
Tabela 9: Absorção água, em porcentagem, dos corpos-de-prova solo-cimento-borracha.
Absorção
de
água
(%)
Traço
CP T8.0 T8.5 T8.10 T10.0 T10.5 T10.10 T12.0 T12.5 T12.10
1 18,02 13,57 17,87 17,92 12,73 15,55 17,34 11,87 12,15
2 18,20 13,34 17,45 17,05 12,53 17,46 17,82 13,31 11,11 3 17,06 12,87 16,84 18,23 13,96 16,88 16,59 13,95 10,44
Média 17,76 13,26 17,39 17,73 13,07 16,63 17,25 13,04 11,24
Desvio 0,61 0,35 0,51 0,61 0,77 0,97 0,61 1,06 0,86
Legenda:
CP - Corpo-de-prova
T8.0 - Solo + 8% de cimento Portland
T8.5 - Solo + 8% de cimento Portland + 5% de resíduo de borracha
T8.10 - Solo + 8% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
T10.0 - Solo + 10% de cimento Portland
T10.5 - Solo + 10% de cimento Portland + 5% de resíduo de borracha
T10.10- Solo + 10% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
T12.0 - Solo + 12% de cimento Portland
T12.5 - Solo + 12% de cimento Portland + 5% de resíduo de borracha
T12.10- Solo + 12% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
Figura 25: Absorção água, em porcentagem, dos corpos-de-prova solo-cimento-borracha.
50
Como pode se observar a partir dos resultados deste ensaio, os traços T10.12
(solo + 12% de cimento Portland + 10% de borracha), T10.5 (solo + 10% de cimento
Portland + 5% de borracha) T12.5 (solo + 12% de cimento Portland + 5% de borracha),
foram os que tiveram menores valores de absorção de água. Por outro lado, os traços
T8.0 (solo + 8% de cimento) e T10.0 (solo + 10% de cimento Portland), apresentaram
os maiores valores de absorção de água, ambos estaticamente iguais entre si.
Independente do tratamento, corpos-de-prova com adição de resíduo de borracha
absorveram menos água. E ainda, os corpos-de-prova com adição de 5% de resíduo de
borracha, em média, absorveram menos água que os demais traços. Todos os traços
obtiveram resultados positivos com absorção de água inferior, a máxima absorção
estabelecida pela NBR 10836.
5.1.5 Massa específica Aparente dos corpos-de-prova
Resultado das massas especifica aparente (MEA) dos corpos-de-prova estão
mostrados na (Tabela 10) e na figura 26.
Tabela 10: Massa especifica aparente, em g/cm³, dos corpos-de-prova solo-cimento-
borracha.
MEA
(g/cm³)
Traço
CP T8.0 T8.5 T8.10 T10.0 T10.5 T10.10 T12.0 T12.5 T12.10
1 1,73 1,64 1,61 1,73 1,68 1,66 1,74 1,66 1,63
2 1,72 1,65 1,61 1,73 1,70 1,59 1,74 1,68 1,64
3 1,72 1,64 1,62 1,76 1,68 1,60 1,75 1,68 1,64
Média 1,73 1,64 1,62 1,74 1,69 1,62 1,74 1,68 1,64
Desvio 0,02 0,005 0,004 0,015 0,012 0,036 0,002 0,011 0,005
Figura 26. Massa especifica aparente, em g/cm³, dos corpos-de-prova solo-cimento-borracha.
Os maiores valores de massa específica aparente seca máxima (MEA) foram
apresentados pelos tratamentos T8.0 (Solo + 8% de cimento Portland), T10.0 (Solo +
51 10% de cimento Portland) e T12.0 (Solo + 12% de cimento Portland). O menor valor,
por outro lado, foi apresentado pelo tratamento T8.10 (solo + 8% de cimento + 10% de
borracha) e T10.10 (solo + 10% de cimento + 10% de borracha).
Observa-se que tratamentos com massa especifica aparente maior apresentou
melhores ganhos a resistência à compressão simples. O que se pode depreender dessa
análise é que a incorporação de resíduo de borracha ao solo-cimento reduziu os valores
da massa específica aparente seca a níveis estatisticamente significativos.
5.2 ENSAIO NOS TIJOLOS
Após a realização dos ensaios preliminares, mediante os quais foram estudados
os diferentes traços e caracterizados os materiais utilizados procederam-se à confecção
dos tijolos. Foram escolhidos os traços T12.0 e T12.10, estes apresentaram um bom
desempenho nos ensaios realizados.
5.2.1 Ensaio compressão simples
Os resultados do ensaio de resistência à compressão simples, aos 28 dias, de
tijolos confeccionados estão mostrados na tabela 11 e a figura 27.
Tabela 11: Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de tijolos
confeccionados de solo-cimento-borracha.
Resistência
à
compressão
simples
aos
28 dias
(MPa)
Traço
Peça T12.0 T12.10
1 2,34 1,63
2 2,16 1,56
3 2,04 1,65
4 2,14 1,72
5 2,00 2,17
Média 2,17 1,64 Desvio 0,13 0,25
Legenda:
T12.0 - Solo + 12% de cimento Portland
T12.10 - Solo + 12% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
52
Figura 27: Resistência à compressão simples (MPa) aos 28 dias, de tijolos confeccionados sem
resíduo e com 10% de resíduo.
Resistência à compressão simples dos tijolos de solo-cimento, aos 28 dias de
idade, observa-se que apenas traço T12.0 (Solo + 12% de cimento Portland) obteve
ganhos que atendesse a resistência mínima estabelecida pela (NBR 10834). Por outro
lado T12.10 (Solo + 12% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha) não
conseguiu alcançar valores mínimos estabelecidos pela (NBR 10834).
5.2.2 Ensaio Absorção de água
Os resultados do ensaio de absorção de água aplicado aos traços em estudo
estão mostrados no (Tabela 12) e na (Figura 28).
Tabela 12: Absorção água nos tijolos de solo-cimento.
Absorção
de
água
(%)
Traço
Peça T12.0 T12.10
1 17,30 20,16
2 17,45 19,13
Média 17,37 19,64
Desvio 0,11 0,72
Figura 28: Absorção água, em porcentagem, dos tijolos.
53 Legenda:
T12.0 - Solo + 12% de cimento Portland
T12.10 - Solo + 12% de cimento Portland + 10% de resíduo de borracha
Resultados alcançados neste ensaio, o traço T12.0 (solo + 12% de cimento
Portland), T12.10 (solo + 12% de cimento Portland + 10% de borracha) teve menor
valor de absorção de água. Por outro lado, o traço T12.10 (solo + 12% de cimento
Portland + 10% de borracha), apresentou maior valor de absorção de água, ambos
atenderam a máxima absorção de água estabelecida pela NBR 10836. Os tijolos com
adição de 10% de resíduo de borracha absorveram mais água que o traço sem resíduo.
5.2.3 Massa específica Aparente dos tijolos
Resultado das massas especifica aparente (MEA) dos tijolos estão mostrados na
(Tabela 13) e figura 29.
Tabela 13: Massa especifica aparente, em g/cm³, dos tijolos solo-cimento-borracha.
MEA
(g/cm³)
Traço
Peça T12.0 T12.10
1 1,88 1,79
2 1,88 1,80
Média 1,88 1,80
Desvio 0,004 0,005
Figura 29. Massa especifica aparente, em g/cm³, dos tijolos solo-cimento-borracha.
O maior valor de massa específica aparente seca máxima (MEA) foram
apresentados pelos tratamentos T12.0 (Solo + 12% de cimento Portland). O menor
valor, por outro lado, foi apresentado pelo tratamento T12.10 (solo + 12% de cimento +
10% de borracha).
Observa-se que tratamentos com massa especifica aparente maior apresentou
melhores ganhos a resistência à compressão simples.
54
O que se pode depreender dessa análise é que a incorporação de resíduo de
borracha ao solo-cimento reduziu os valores da massa específica aparente seca a níveis
estatisticamente significativos.
Como pode observar há diferença entre os valores dos tijolos e os valores dos
corpos-de-prova. Isso pode explicado, pois a cura dos tijolos foi feita à sombra sem
umedecimento, de acordo com a literatura esse tipo de cura provoca redução de
resistência mecânica dos tijolos.
Segundo CEBRACE (1981) e o CEPED (1984), apud LIMA (2006, p.29):
[...] considerando-se a cura em câmara úmida, cura a sombra
com umedecimento, cura ao ar livre e cura à sombra sem
umedecimento, ficou comprovada uma redução da resistência à
compressão simples da ordem de 40%, quando não se utiliza qualquer
processo que evite a secagem rápida do material.
55
6 CONCLUSÕES
Os resultados alcançados neste trabalho estão baseados em estudos
experimentais que avaliou o comportamento dos tijolos solo-cimento-borracha,
fabricados com diferentes teores de incorporação de resíduos de pneus.
Ensaios de resistência à compressão dos tijolos, apenas a dosagem sem resíduo
atingiu o valor mínimo de 2 MPa prescrito na NBR-10834, tijolos confeccionados com
incorporação de resíduos teve desempenho inferior à aqueles que (não utilizaram
resíduos), que obtiveram resistência a compressão de 2,17 (Mpa). Para os tijolos com
10% de resíduos, sua resistência compressão em média foi de 1,64 (Mpa), o maior valor
alcançado foi de 2,17 (Mpa).
Com base nos resultados observados, pode-se concluir que: ainda não é possível
a introdução do resíduo de borracha de pneus em blocos de solo-cimento pois não
atendem características da NBR-10834.
corpos-de-prova moldados tratados com resíduo de borracha apresentaram
valores satisfatórios de resistência à compressão simples, o maior valor (4,6
MPa) sendo alcançado pela adição de 10% de resíduo de borracha à mistura de
solo-cimento, para corpos-de-prova rompidos aos 28 dias de idade.
ensaios realizados de absorção de água nos corpos-de-prova mostra que
incorporação de resíduos de borracha promoveu uma melhora nessa
característica, menor valor foi (11,24%) sendo alcançado pela adição de 10% de
resíduos a mistura.
a incorporação de resíduo de borracha ao solo-cimento resultou em diminuição
da massa específica aparente seca.
A cura dos tijolos desempenha um papel fundamental na qualidade final dos
produtos.
A utilização deste resíduo como agregado na confecção de tijolos solo-cimento
precisa ser melhor estudado, tais como, o controle da umidade da massa, teores de
resíduo de borracha, granulometria e principalmente o grau de compactação dos
equipamentos industriais disponíveis no mercado. A utilização do resíduo de borracha
nos tijolos solo-cimento poderia contribuir ambientalmente de maneira positiva na sua
redução, no qual são gerados em grande proporção atualmente, poupando e preservando
recursos naturais.
56
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