RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: UTILIZADO COMO BASE …

Anderson Fabiano De Sousa Brito

RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO CIVIL: UTILIZADO COMO BASE E SUB-BASE NA

PAVIMENTAÇÃO DE VIAS

Palmas – TO

2020




Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) II elaborado e

apresentado como requisito parcial para obtenção do

título de bacharel em Engenharia Civil pelo Centro

Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA).

Orientador: Prof. Denis Parente

Palmas – TO

2020




Trabalho de Conclusão de Curso (TCC) II elaborado e

apresentado como requisito parcial para obtenção do

título de bacharel em Engenharia Civil pelo Centro

Universitário Luterano de Palmas (CEULP/ULBRA).

Orientador: Prof. Denis Parente

Aprovado em: _____/_____/_______

BANCA EXAMINADORA

____________________________________________________________

Prof. Denis Parente

Orientador

Centro Universitário Luterano de Palmas – CEULP

____________________________________________________________

Prof. xxxxxxx

Avaliador


____________________________________________________________

Prof. xxxxxxx

Avaliador


Palmas – TO

2020

Dedico este trabalho aos meus familiares, a minha esposa

Deise Viviane Nascimento Silva Brito, que nunca mediu

esforços para me apoiar; aos amigos, meus professores e

todos que contribuíram para que isso acontecesse.

AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar quero agradecer a Deus por estar sempre ao meu lado e me guiando

até esse presente momento, por ter me dado força, paciência e muita fé, principalmente nos

momentos que pensei em desistir, Agradeço a minha família, pois através deles tive força para

realizar esse sonho, a minha esposa Deise Viviane Nascimento Silva Brito, por estar sempre ali

dando apoio, carinho e amor.

A todos os professores que contribuíram ao colegiado de engenharia Civil, que durante

a graduação em todo esse período para minha formação acadêmica e aos meus colegas e amigos.

Quero agradecer ao meu amigo Neton, por ter disponibilizado seu laboratório e por

compartilhar seu conhecimento atribuindo para meu aprendizado.

Agradeço a banca examinadora que com competência, ética e criticidade, contribuíram

para esse estudo.

Agradeço imensamente a meu orientador Professor Dênis pela competência, paciência,

pela sua atenção, disponibilidade, orientações e sugestões que foram essenciais para a

realização deste trabalho. Afirmo ainda, que sem a sua orientação, seria impossível a conclusão

desta pesquisa.

Meu muito obrigado a todos os envolvidos, essa vitória é nossa!

RESUMO

O agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil (RCD) é uma alternativa

aos materiais convencionais de pavimentação, esses resíduos de construção e

demolição (RCD) são gerados em quantidades expressivas nas cidades de grande e

médio portes no Brasil e são comumente descartados de forma irregular.

Esse trabalho analisa o comportamento mecânico do agregado reciclado de resíduo

sólido da construção civil para emprego em camadas de base e sub-base, teve como

pesquisa ensaios laboratoriais. O material avaliado de agregado reciclado foi

determinado em laboratório por meios de ensaios: determinação da composição do

agregado reciclado, determinação da massa específica dos grãos, análise

granulométrica, determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco

máximo, compactação e índice de suporte Califórnia.

Os resultados mostraram que o comportamento mecânico do agregado reciclado

apresenta uma forte dependência da eficiência da compactação. Quando submetido a

uma compactação adequada, o material reciclado comporta-se tal qual uma brita

graduada simples.

ABSTRACT

The recycled aggregate of solid construction waste (RCD) is an alternative to conventional

paving materials, these construction and demolition residues (RCD) are generated in

significant quantities in large and medium-sized cities in Brazil and are commonly discarded

irregular.

This work analyzes the mechanical behavior of the recycled aggregate of solid construction

waste for use in base and sub-base layers, with laboratory tests as research. The evaluated

material of recycled aggregate was determined in the laboratory by means of tests:

determination of the composition of the recycled aggregate, determination of the specific

gravity of the grains, granulometric analysis, determination of the optimum moisture and

maximum dry specific weight, compaction and California support index.

The results showed that the mechanical behavior of the recycled aggregate is strongly

dependent on the efficiency of compaction. When subjected to an adequate compaction, the

recycled material behaves just like a simple graded gravel.

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à

granulometria. ........................................................................................................................... 44

Tabela 2: Classificação T.R.B. – Transportation Research Board (antiga H.R.B.) com as

divisões. .................................................................................................................................... 44

Tabela 3: Valores mínimos de ISC e máximos de expansão recomendados para emprego de

agregado reciclado em camadas de pavimentos. ...................................................................... 49

Tabela 4: Massa específica do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental. .......... 52

Tabela 5: Porcentagens passantes verificadas para o agregado reciclado da empresa Ambiental.

.................................................................................................................................................. 53


granulometria. ........................................................................................................................... 54

Tabela 7: Valores de peso específico seco máximo e umidade de compactação encontrados para

agregados reciclados. ................................................................................................................ 57

Tabela 8: Aberturas das peneiras e respectivas porcentagens passantes verificadas para o

agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental antes e depois da compactação. ......... 58


granulometria. ........................................................................................................................... 60

Tabela 10: Variações de índice de degradação de Ruiz para o agregado reciclado da empresa

recicladora Ambiental de acordo com a energia de compactação. ........................................... 61

Tabela 11: Valores de índice de suporte Califórnia obtidos para o agregado reciclado

compactado na energia intermediária e modificada. ................................................................ 62

Tabela 12: Valores índice de suporte Califórnia para diferentes tipos de agregados reciclados.

.................................................................................................................................................. 63

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Disposição inadequada de resíduos sólidos da construção civil. .............................. 18

Figura 2: Captação realizada na Usina de Reciclagem do RCC da Prefeitura de Ribeirão Preto.

.................................................................................................................................................. 20

Figura 3: Estimativa de RCC coletada nas diferentes regiões do Brasil (t/dia) ....................... 23

Figura 4: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC. ..................... 27

Figura 5: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC ...................... 28

Figura 6: Agregados reciclados de concreto............................................................................. 28

Figura 7: Agregados reciclados de concreto............................................................................. 30

Figura 8: Resposta mecânica do pavimento flexível. ............................................................... 30

Figura 9: Mapa de localização/Empresa Ambiental Usina de Reciclagem. ............................. 36

Figura 10: Empresa Ambiental. ................................................................................................ 39

Figura 11: Coleta do agregado reciclado. ................................................................................. 39

Figura 12: Material reciclado transportado. ............................................................................. 40

Figura 13: Material retirado. ..................................................................................................... 40

Figura 14: Material secando ao ar. ........................................................................................... 40

Figura 15: Peneira 4``. .............................................................................................................. 41

Figura 16: Peneira ¾. ................................................................................................................ 41

Figura 17: Material retido na peneira ¾/material retido na peneira 4. ..................................... 42

Figura 18: Material retido na peneira 4”. ................................................................................. 42

Figura 19: Material: grosso, médio e fino ................................................................................ 45

Figura 20: Material pesado e separado para compactação. ...................................................... 45

Figura 21: Soquete e cilindro metálico grande. ........................................................................ 46

Figura 22: Detalhe do cilindro e compactação ......................................................................... 46

Figura 23: Corpos-de-prova em imersão para determinar expansão. ....................................... 50

Figura 24: Corpo-de-prova submetido à prensa. ...................................................................... 50

Figura 25: Granulometria inicial do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental. . 54

Figura 26: Composição granulométrica para ensaios com substituição de material. ............... 55

Figura 27: Curvas de compactação para energias intermediária e modificada. ....................... 56

Figura 28: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental

antes e depois da compactação, em relação à porcentagem passante. ...................................... 59

Figura 29: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa Ambiental antes e depois

da compactação, em relação à porcentagem retida. .................................................................. 59

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CEULP Centro Universitário Luterano de Palmas

TCC Trabalho de Conclusão de Curso

ULBRA Universidade Luterana do Brasil

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ISO Organização Internacional de Normalização

NBR Norma Brasileira Regulamentadora

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

CEULP Centro Universitário Luterano de Palmas

TCC Trabalho de Conclusão de Curso

ULBRA Universidade Luterana do Brasil

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas

ISO Organização Internacional de Normalização

NBR Norma Brasileira Regulamentadora

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 15

1.1 JUSTIFICATIVA ............................................................................................................ 15

1.2 PROBLEMÁTICA .......................................................................................................... 16

1.3 OBJETIVOS ................................................................................................................... 16

1.3.1 Objetivo geral ................................................................................................................ 16

1.3.2 Objetivos específicos ..................................................................................................... 17

2. REFERENCIAL TEÓRICO ........................................................................................ 18

2.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC) ........................................................... 18

2.2 RECLICAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL ................... 20

2.2.1 Aspectos históricos ........................................................................................................ 20

2.2.2 Plano Nacional de Resíduos Sólidos ............................................................................ 21

2.2.3 Norma ABNT NBR 15115 traz o processo de controle tecnológico dos materiais .. 24

2.2.4 Impacto Ambiental ....................................................................................................... 25

2.2.5 Utilização dos resíduos .................................................................................................. 26

2.2.6 Camadas do Pavimento ................................................................................................ 29

2.2.7 Pavimentos Flexíveis ..................................................................................................... 29

2.3 PAVIMENTACAO COM AGREGADO RECICLADO ............................................... 31

2.3.1 Pavimentação com agregado reciclado ....................................................................... 31

3. METODOLOGIA CIENTIFICA ................................................................................ 32

3.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA ................................................................................ 32

3.2 ENSAIO DO ÍNDICE DE SUPORTE DE CALIFÓRNIA (CBR) ................................ 33

3.3 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO .................................................................................... 33

3.4 ENSAIO DETERMINAÇÃO LIMITE DE LIQUIDEZ ................................................ 34

3.5 LIMITE DE PLASTICIDADE ....................................................................................... 34

3.6 APLICAÇÃO DO AGREGADO RECICLADO ............................................................ 35

3.7 FLUXOGRAMA ............................................................................................................ 35

3.8 CAPTAÇÃO DO AGREGADO ..................................................................................... 36

4. CRONOGRAMA .......................................................................................................... 37

5. ORÇAMENTO .............................................................................................................. 38

6. ENSAIO EXPERIMENTAL EM LABORATÓRIO ................................................. 39

6.1 MATERIAL ANALISADO EM LABORATÓRIO ....................................................... 39

6.1.1 Ensaios de Caracterização física em laboratório ....................................................... 40

6.1.2 Determinação da composição do agregado reciclado ................................................ 41

6.1.3 Determinação da massa específica dos grãos ............................................................. 41

6.1.4 Análise granulométrica ................................................................................................. 42

6.1.5 Ensaios de compactação ............................................................................................... 45

6.1.6 Determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco máximo ............. 46

6.1.7 Granulometria ............................................................................................................... 47

6.1.8 Índice de suporte Califórnia ......................................................................................... 49

7. RESULTADOS .............................................................................................................. 52

7.1 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS .................................... 52

7.1.1 Grãos passantes na peneira 4,8mm ............................................................................. 52

7.1.2 Análise granulométrica ................................................................................................. 52

7.2 GRANULOMETRIA ...................................................................................................... 58

7.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA ......................................................................... 61

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 65

15

1. INTRODUÇÃO

Com aumento intenso de geração de resíduos sólidos da construção civil nas cidades e

cada vez mais vem preocupando os estados, a reciclagem dos resíduos gerados vem sendo cada

vez mais importante para o desenvolvimento sustentável do setor, tanto nas questões ambientais

quanto econômicas. O seu reaproveitamento está relacionado diretamente à redução dos

impactos ambientais ocasionado pelo descarte inadequado, e também, à minimização do

consumo das matérias-primas de origem natural. Temos como exemplo a reciclagem dos

resíduos da construção e demolição, comumente chamados RCC, tem-se utilizado em camadas

de base e sub-base na pavimentação de estradas.

Segundo dados do IBGE (2013) sobre o número de estabelecimento na construção civil,

o Tocantins ocupa a terceira posição dos estados da região norte, ficando atrás somente dos

estados do Pará e Amazonas, e conta com um total 1.468 estabelecimentos no estado, dos quais

674 ficam localizadas apenas no município de Palmas.

No estudo realizado por D’Oliveira (2014), a geração dos RCC no município de Palmas,

no período de janeiro a março do ano de 2014, obteve um volume globalizado de 17500 metros

cúbicos de entulhos. Estes resíduos foram recolhidos por sete empresas do ramo de coleta e

transporte através de caçambas e despejados um uma área particular licenciada pela prefeitura

sem nenhum processo de triagem ou plano de reciclagem.

Com base nessa contextualização, o objetivo do presente trabalho é a verificação do

comportamento de resíduos na base e sub-base da pavimentação. Para tanto, será realizada a

substituição do volume de brita graduada das camadas de base e sub-base do pavimento das

vias por resíduos recicláveis de Classe A. Conforme a resolução do Conselho Nacional do Meio

Ambiente ( Conama ) n.307, de 5 de julho de 2002, que estabelece diretrizes e critérios para a

gestão de resíduos da construção civil, são exemplos de resíduos classe A: os tijolos, blocos

estruturais e componentes cerâmicos.

1.1 JUSTIFICATIVA

É de grande importância caracterizar os resíduos gerados e diagnosticar quais os tipos

mais gerados no canteiro da obra e também colabora nas tomadas de decisão referente aos

métodos e equipamentos que se pode utilizar para reciclagem do RCC.

16

Segundo Lima (2009), a caracterização deve ocorrer durante a fases da obra para

relacionar os tipos de RCC gerados de acordo com o cronograma, assim facilitando os

planejamentos nas decisões a serem tomadas.





Em virtude aos problemas encontrados pelas grandes gerações de RCC, tem-se várias

soluções viáveis para minimizar o impacto ambiental causado. Existem atualmente muitas

tecnologias para reciclagem total ou parcial dos resíduos da construção civil com boa

viabilidade econômica, redução nos custos na compra de matéria prima e na extração de nova

matéria prima (ZORDAN, 1997; PINTO, 1999).

Devido à falta de consciência e negligência da população, muitos resíduos são

depositados em locais inapropriados, causam vários impactos e riscos socioambientais como

por exemplo, assoreamento de córregos e rios, poluição visual, ocasiona transtornos e prejuízos

à cidade e aos cidadãos.

O remanejamento dos resíduos gerados RCC despejados em locais impróprios, sem

nenhuma forma de reutilização, poderia melhorar a economia local quando bem manejado.

1.2 PROBLEMÁTICA

A excessiva geração de resíduos e seu descarte irregular, em grande parte da cidade,

causa poluição visual, obstrução e degradação da paisagem do meio ambiente.

Portanto, queremos entender e responder, qual é a extensão do problema? Quais as

medidas que pode ser tomada para diminuir esse impacto?

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo geral

Levantar dados e analisar laboratorialmente aspectos físicos e de comportamento

mecânico de agregados reciclados de resíduos da construção civil para uso de camadas de base,

sub-base, em substituição aos materiais convencionais utilizados

17

1.3.2 Objetivos específicos

• Realizar os ensaios de caracterização de solos, para avaliar a utilização do agregado

reciclado como base e sub-base de pavimentação;

• Identificar os processos essenciais para separação e beneficiamento, moagem

(trituração) e peneiramento do resíduo de construção civil, doado por uma empresa de

reciclagem de Palmas - TO.

18

2. REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL (RCC)

De acordo com Resolução CONAMA (2002), resíduos sólidos da construção civil que

é também conhecidos pela sigla RCD (resíduos de construção e demolição), todo material

provenientes de obras da construção civil, reformas, reparos de demolições, e os resultantes da

preparação e da escavação de terrenos, tais como: tijolos, blocos cerâmicos, concreto em geral,

solos, rochas, metais, resinas, colas, tintas, madeiras e compensados, forros, argamassa, gesso,

telhas, pavimento asfáltico, vidros, plásticos, tubulações, fiação elétrica , etc., todos são

chamados de entulhos de obras.

Tem sido motivo de preocupação em diversos lugares do Brasil a quantidade expressiva

produzida da geração destes materiais.

Com os grandes montantes de resíduos de construção gerados porque é um agravante

que e a disposição irregular, ocorre principalmente em locais como vias, rios, córregos, terrenos

baldios e áreas de mananciais, o que contribui para a degradação urbana.

Figura 1: Disposição inadequada de resíduos sólidos da construção civil.

Fonte: MOTTA (2005).

Em São Paulo, por exemplo, cuja produção diária de resíduos de construção ficou em

torno de 16.000 toneladas no ano de 2003, estima-se que somente cerca de um terço do total

gerado (em torno de 5.300 toneladas por dia) chegou aos aterros públicos (SCHNEIDER,

2003). Isto significa que aproximadamente 70% do montante produzido na cidade acabou sendo

descartado ilegalmente.

Schneider (2003) menciona que os números referentes às quantidades geradas não

correspondem ao total de resíduos produzidos, uma vez que nem todas as áreas públicas são

limpas diariamente e os aterros ilegais recebem uma quantidade ignorada destes materiais.



19



Os resíduos sólidos da construção civil dispostos irregularmente podem trazer riscos a

população, já que podem se tornar foco de proliferação de transmissores de doenças

(SCHNEIDER, 2003), provocar o assoreamento dos recursos hídricos e obstruir os sistemas de

drenagem (DETR, 2000) com consequentes aumento das enchentes nas estações chuvosas.

No Brasil, quando temos a coleta para disposição final adequada, esses resíduos da

construção são encaminhados para unidades de aterro. Segundo Ângulo et al., (2003), estes

materiais são os grandes responsáveis pelo esgotamento destes locais de destinação em cidades

de médio e grande portes, uma vez que correspondem a mais de 50% dos resíduos sólidos

urbanos. Pinto (1999) mostrou em sua pesquisa que esta porcentagem pode chegar a 70% da

massa de resíduos sólidos.

Quando o esgotamento dos aterros pode implicar em dois tipos de problemas: um

relacionado a gastos adicionais dos recursos públicos com desapropriações que visam a criação

de novas áreas de destinação de resíduos, e outro a dificuldade de se encontrar locais adequados

nas grandes cidades para a implementação destes novos aterros de resíduos, uma vez que áreas

livres estão localizadas em distâncias remotas e, muitas vezes, pertencem a locais

ambientalmente protegidos (BODI et al., 1995). Em São Paulo, uma parte significativa dos

resíduos de construção chega a ser “exportada” e depositada irregularmente em outras

municipalidades da área metropolitana, e esta distância adicional e somada aos custos de

transporte e disposição (ANGULO et al., 2002).

Os gastos envolvidos com o sistema de coleta, transporte e destinação final dos resíduos

de construção civil, Schneider (2003) relata que, entre os anos de 1993 e 2002, os mesmos

chegaram a mais de R$ 263 milhões (vigentes no ano de 2002).

20

Figura 2: Captação realizada na Usina de Reciclagem do RCC da Prefeitura de Ribeirão Preto.

Fonte: Foto de divulgação da empresa SBR.

2.2 RECLICAGEM DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL

2.2.1 Aspectos históricos

No período do império romano empregavam tijolos, telhas e louça cerâmica moída, já

se reaproveitava resíduos de construção civil (SANTOS, 1975).

A reciclagem de resíduos de construção no Brasil iniciou nos anos 80, com utilização

de moinhos instalados durante a construção de edifícios, onde os resíduos de alvenaria foram

reaproveitados para produção de argamassas. (LIMA, 1999).

A primeira usina recicladora do Brasil, foi instalada em São Paulo, em 1991, na zona

sul da cidade, teve como finalidade produzir agregados reciclados para sub-base de pavimentos

(SCHINEIDER, 2003).

Algumas usinas recicladoras foram implementadas nos municípios brasileiros, sendo

gerenciadas pelas prefeituras ou particular.

Embora um certo número de usinas recicladoras tenha sido instalado no Brasil dos anos

90 ate os dias de hoje, a publicação das primeiras normas nacionais relacionadas aos agregados

reciclados de resíduos de construção só ocorreu em 2004, quando a ABNT lançou 4

especificações que tratam desde a instalação de recebimento do material ate a sua aplicação em

pavimentação ou em concreto sem função estrutural. São estas normas:

A NBR 15113 trata resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes, aterros,

diretrizes para projeto, e implantação e operação.

A NBR 15114 trata resíduos sólidos da construção civil e resíduos inertes, área de

reciclagem, diretrizes para projeto, implantação e operação.

21

A NBR 15115 trata agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil,

execução de camadas de pavimentação e Procedimentos.

A NBR 15116, trata agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil,

utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural.

2.2.2 Plano Nacional de Resíduos Sólidos

Este plano visa subsidiar o planejamento de ações que possam promover o

desenvolvimento socioeconômico e preservar a qualidade ambiental, fornecendo o diagnóstico

da situação atual dos Resíduos da Construção Civil (RCC). Estes são definidos no Artigo 13 da

PNRS como sendo os gerados nas construções, reformas, reparos e demolições de obras de

construção civil, incluídos os resultantes da preparação e escavação de terrenos para obras civis.

O gerenciamento adequado dos RCC ainda encontra obstáculos pelo desconhecimento

da natureza dos resíduos e pela ausência de cultura de separação, entre outros. Dessa forma,

conhecer e diagnosticar os resíduos gerenciamento dos RCC.

Os objetivos do diagnóstico de RCC foram levantar a geração e identificar as formas de

gerenciamento desses resíduos praticadas atualmente no país. Ainda, inclui a delimitação dos

principais instrumentos legais que se destacam nas diferentes esferas de governo.

O diagnóstico nacional dos RCC foi elaborado por meio de pesquisas de dados

disponíveis em diversas fontes em meio digital, impresso e na rede mundial de computadores.

As principais fontes de informações foram: Sistema Nacional de Informações em Saneamento

(SNIS), Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), Pesquisa Nacional de

Saneamento Básico (PNSB), Secretarias Estaduais de Meio Ambiente, Ministério do Meio

Ambiente - MMA e Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA.

Além desses, foram incluídos dados da Associação Brasileira de Empresas de Limpeza

Pública e Resíduos Especiais (ABRELPE), Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT)

e também publicações como artigos científicos, livros, teses, dissertações, outros.

Quanto à abrangência e detalhamento das informações levantadas, o diagnóstico

pretendeu sistematizar dados e informações e desenvolveu a análise crítica para o âmbito

nacional. Conforme a disponibilidade das informações, também buscou organizá-las em nível

estadual e/ou regional. Para o nível municipal, foram destacadas as capitais e cidades de grande

porte, mediante a existência das informações.

Na escala temporal, consideraram-se as informações mais recentes, sendo inseridos

dados a partir do ano 2000 até os dados mais atuais.

22

A construção civil é um importante segmento da indústria brasileira, tida com um

indicativo do crescimento econômico e social. Contudo, também constitui uma atividade

geradora de impactos ambientais, e seus resíduos têm representado um grande problema para

ser administrado, podendo em muitos casos gerar impactos ambientais. Além do intenso

consumo de recursos naturais, os grandes empreendimentos colaboram com a alteração da

paisagem e, como todas as demais atividades da sociedade, geram resíduos. Os RCC

devem ter um gerenciamento adequado para evitar que sejam abandonados e se acumulem em

margens de rios, terrenos baldios ou outros locais inapropriados. Normalmente os RCC

representam um grave problema em muitas cidades brasileiras. Por um lado, a disposição

irregular desses resíduos pode gerar problemas de ordem estética, ambiental e de saúde pública.

De outro lado, constitui um problema que se apresenta as municipalidades, sobrecarregando os

sistemas de limpeza pública.

A questão se intensifica pela grande quantidade e volume dos RCC gerados, pois podem

representar de 50 a 70 % da massa de resíduos sólidos urbanos. Na sua maior parte, são

materiais semelhantes aos agregados naturais e solos.

De forma geral, os RCC são vistos como resíduos de baixa periculosidade, sendo o

impacto causado pelo grande volume gerado. Contudo, nesses resíduos também há presença de

material orgânico, produtos químicos, tóxicos e de embalagens diversas que podem acumular

água e favorecer a proliferação de insetos e de outros vetores de doenças

Em 2002, a Resolução CONAMA 30716, alterada pela Resolução 348/2004/17,

determinou que o gerador deve ser o responsável pelo gerenciamento desses resíduos. Essa

determinação representou um importante marco legal, determinando responsabilidades e

estipulando a segregação dos resíduos em diferentes classes e encaminhamento para reciclagem

e disposição final adequada. Além disso, as áreas destinadas para essas finalidades deverão

passar pelo processo de licenciamento ambiental e serão fiscalizadas pelos órgãos ambientais

competentes.

Diante da relevância desse problema, os RCC estão sujeitos a legislação referente aos

resíduos sólidos, bem como à legislação específica de âmbito federal, estadual e municipal.

Em termos de coleta, um estudo da ABRELPE18;19 apresenta a quantidade coletada de

RCC em 2010, sendo estimada para o país cerca de 99.354 t/dia. Para as diferentes regiões a

quantidade coletada está apresentada na Figura 3.

23

Figura 3: Estimativa de RCC coletada nas diferentes regiões do Brasil (t/dia)

Fonte: ABRELPE.

No Brasil, do total de 5.564 municípios, 72,44% dos municípios avaliados pela PNSB20

possuem serviço de manejo de resíduos de construção civil, sendo que, 2.937 (52,79%) exercem

o controle sobre os serviços de terceiros para os resíduos especiais. A maioria dos municípios

(55,26%) exerce o controle sobre o manejo de resíduos especiais executados por terceiros para

manejo de RCC.

A pesquisa do SNIS21, com base nos dados de 2008, identificou os municípios

brasileiros que coletam RCC, por meios próprios ou contratação de terceiros, e os municípios

que cobram por esses serviços. A soma das quantidades coletadas nos municípios participantes

da pesquisa pode representar uma estimativa nacional, sendo esta cerca de 7.192.372,71 t/ano

de quantidade coletada de RCC de origem pública e 7.365.566,51 t/ano de quantidade coletada

de RCC de origem privada. É interessante esclarecer que essas quantidades não correspondem

ao total de RCC gerados.

De acordo com IBGE, 7,04% dos municípios considerados, possuem alguma forma de

processamento dos RCC. Segundo a pesquisa, no Brasil 124 municípios adotam a triagem

simples dos RCC reaproveitáveis (classes A e B); 14 realizam a triagem e trituração simples

dos resíduos classe A; 20 realizam a triagem e trituração dos resíduos classe A, com

classificação granulométrica dos agregados reciclados; 79 fazem o reaproveitamento dos

agregados produzidos na fabricação de componentes construtivos e 204 adotam outras formas.

Estima-se um valor médio de 0,50 tonelada anual por habitante na geração de RCC em algumas

cidades brasileiras. Contudo, para maior representatividade serão necessárias mais

caracterizações para verificar essa estimativa, para municípios de pequeno porte.

De maneira geral, existe a dificuldade em estabelecer estimativas de geração, tratamento

e disposição final para as regiões e também em nível nacional. Parte da dificuldade se justifica

24

pelas ressalvas feitas para as pesquisas referenciadas, no tocante à disponibilidade de dados.

Estas também destacam a diferente participação dos municípios nas diferentes regiões do país,

no sentido do número de municípios que respondem à pesquisa não é proporcional ao total de

municípios de cada região.

O cenário nacional aponta que existe o conhecimento por parte do gerador e municípios

a respeito da existência da Resolução CONAMA 307/2002, quanto à responsabilidade do

gerador sobre o gerenciamento dos RCC, cabendo ao Plano Municipal de Resíduos da

Construção Civil estabelecer metas relativas à coleta, tratamento e disposição final adequada,

e principalmente, uma forte campanha para minimizar o desperdício e intensificar as ações

sobre os aspectos preventivos na gestão dos RCC.

Ainda, salienta-se o papel estratégico que o Plano Nacional de Resíduos Sólidos deverá

assumir no sentido de estipular metas para o gerenciamento de RCC e no estabelecimento das

formas de recebimento e monitoramento dos dados das diferentes localidades.

2.2.3 Norma ABNT NBR 15115 traz o processo de controle tecnológico dos materiais

De acordo com a norma NBR 15115, as características exigidas para o agregado

reciclado para fins de execução de revestimento primário, devem ser observadas as seguintes

características.

A camada de reforço do subleito, sub-base e base de agregado reciclado deve ser

executada com materiais que atendam aos seguintes requisitos:

a) deve ser evitada a presença de madeiras, vidros, plásticos, gessos, forros,

tubulações, fiações elétricas e papéis ou quaisquer materiais orgânicos ou não inertes,

classificados como classe “B”, “C” e “D” pela Resolução CONAMA nº 307;

b) o agregado reciclado deve apresentar curva granulométrica, obtida por meio do

ensaio da ABNT NBR 7181, bem graduada, não uniforme, com coeficiente de

uniformidade Cu ≥ 10 (Cu = D60 / D10);

c) a porcentagem que passa na peneira 0,42 mm (nº 40) deve ficar entre 10% e 40%;

d) os agregados reciclados devem ser classificados quanto ao tipo de emprego possível

na execução de camadas de pavimentos, segundo parâmetros de Índice de Suporte

Califórnia (CBR), obtidos por meio do ensaio da ABNT NBR 9895, conforme abaixo

discriminado:

― material para execução de reforço de subleito: CBR ≥ 12%, expansão ≤ 1,0%

(energia de compactação normal, conforme ABNT NBR 7182 e ABNT NBR 6457);

― material para execução de sub-base: CBR ≥ 20%, expansão ≤ 1,0% (energia de

compactação intermediária, conforme ABNT NBR 7182 e ABNT NBR 6457); ―

material para execução de base de pavimento: CBR ≥ 60%, expansão ≤ 0,5% (energia

25

de compactação intermediária, conforme ABNT NBR 7182 e ABNT NBR 6457); é

permitido o uso como material de base somente para vias de tráfego com N ≤ 106

repetições do eixo-padrão de 80 KN no período de projeto;

e) no caso de materiais que não atendam às exigências da alínea anterior, estes podem

ser estabilizados granulometricamente, conforme a ABNT NBR 11804, ou com

adição de cimento e/ou cal hidratada, e neste caso ser submetidos ao ensaio de

resistência à compressão simples, após 7 dias de cura, devendo apresentar resistência

de no mínimo 2,1 MPa, em corpos-de-prova moldados na energia de compactação

especificada; ABNT NBR 15115:2004 © ABNT 2004

─ Todos os direitos reservados 3

f) a porcentagem máxima admissível, em massa, para grãos de forma lamelar, obtida

conforme a ABNT NBR 7809, é de 30%;

g) dimensão característica máxima dos grãos: 63,5 mm (tolerância de 5% da

porcentagem retida, em massa, na peneira de 63,5 mm), limitada a 2/3 da espessura

da camada compactada;

h) materiais indesejáveis de grupos distintos: máximo de 3% em massa;

i) materiais indesejáveis de mesmo grupo: máximo de 2% em massa;

j) não são permitidos materiais nocivos ao meio ambiente ou à saúde do trabalhador.

O conjunto de equipamentos básicos indicados para execução da camada de

agregados reciclados compreende:

a) pá carregadeira;

b) caminhão basculante;

c) caminhão-tanque irrigador;

d) motoniveladora;

e) distribuidor de agregados autopropulsionado ou rebocável;

f) rolo compactador do tipo liso vibratório;

g) rolo compactador pé-de-carneiro vibratório;

h) compactador portátil, manual ou mecânico;

i) grade de discos;

j) ferramentas manuais diversas;

k) equipamentos de laboratório para o controle tecnológico de recebimento de

camada.

2.2.4 Impacto Ambiental

O impacto ambiental é definido, segundo Resolução do Conama n. 001 (BRASIL,

1986), leva em consideração qualquer tipo de mudanças das propriedades físicas, químicas e

biológicas do meio ambiente, ocasionada pela atividade humana e, de alguma forma, possa

afetar:

• a saúde e a segurança da população;

26

• as atividades sociais e econômicas;

• a biota, é o conjunto de seres vivos, flora e fauna, que habitam ou habitavam um

determinado ambiente geológico.

• a qualidade do meio ambiente do ponto de vista estético e sanitário;

• as características dos recursos ambientais.

O elevado número de resíduos da construção civil vem preocupando cada vez mais as

autoridades e a população, desta forma o setor público tem buscado novos métodos de utilização

para estes resíduos, como o reaproveitamento dos materiais e a reciclagem trazendo com isso

redução nos impactos provocados no meio ambiente.

A criação de aterros clandestinos devido a falta de consciência ambiental tem feito com

que os resíduos sejam utilizados de maneira incorreta, na elevação de cotas de terreno e para

diminuir custos pela aquisição de materiais adequados para este fim, devido a contaminação

irregular pode atingir o lençol d agua, e com isso inutilizar a fonte de abastecimento. A indústria

da construção civil aparece como principal fonte de contaminação de áreas, trazendo

principalmente nos processos em que empregam substâncias perigosas que geram

consequentemente resíduos perigosos.

Segundo Santos (2007), a existência de políticas públicas é fundamental para o controle

da geração de resíduos e para a avaliação dos impactos gerados.

2.2.5 Utilização dos resíduos

A utilização dos resíduos cresce cada vez mais devido ao consumo desenfreado de

materiais de origem natural, e para minimizar o perigo da poluição do espaço urbano por meio

irregular de resíduos, vem sendo discutidas ao longo dos anos com a preocupação a respeita da

quantidade e destinação adequada que esses resíduos devem receber. Tornou se indispensável,

e necessário a conscientização da população a respeito da destinação final correta que deve

receber os resíduos provenientes da construção civil.

O tratamento dos resíduos, que pode culminar até no reaproveitamento como agregados,

depende inicialmente da triagem e separação do RCC que deve acontecer ainda dentro do

canteiro de obras. A garantia de que a parte de resíduos classe A não seja contamina por gesso,

solo, matéria orgânica ou outros é fundamental, pois, assim, é possível a reciclagem desta

parcela no próprio canteiro de obras. Outro benefício desta triagem é a redução do volume da

massa de resíduos, graças à diminuição do empolamento, que é o aumento no volume de RCC

devido à desorganização deste em caçambas, formando grandes vazios. O que acaba gerando

27

um maior custo de remoção e transporte dos resíduos. Por fim, esta triagem e manejo do RCC,

em cumprimento das determinações legais, eliminam o risco de atuações, proporcionam uma

maior organização do canteiro, redução no risco de acidentes (segurança operacional), maior

conscientização ambiental dos funcionários quanto ao desperdício de materiais e pode

representar um diferencial atrelado à imagem institucional da empresa. Após a triagem, faz-se

necessária a adoção de procedimentos de registro e a identificação diferenciada dos resíduos

gerados para permitir às construtoras avaliarem os resultados da implantação de um sistema de

gestão. O aumento significativo no número de construtoras que implantam a gestão de RCD

em canteiro dependerá da implantação dos planos integrados de gerenciamento municipais. Os

órgãos da 32 administração pública devem cobrar dos grandes geradores a elaboração dos

projetos de gerenciamento de resíduos, como condição para licenciamento das obras, e os

comprovantes de destinação para a concessão do habite-se.

Figura 4: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC.

Fonte: Balbo (2007).

28

Os materiais mais comuns descartados, adequada e inadequadamente, são os entulhos

de construção civil e demolição, provenientes de obras de edificações e estruturas de concreto.

(BALBO, 2007)

Como uma solução de destinação final, estes materiais descartados podem ser utilizados

em camadas de base e sub-base na pavimentação de estradas, tendo obrigatoriamente passar

por seleção previa, evitando haver mistura de materiais considerados de qualidade inferior que

possa interferir na vida útil e no perfeito funcionamento do pavimento. A base é a camada de

pavimento destinada a resistir aos esforços verticais dos veículos, que são distribuídos

adequadamente a camada subjacente, e sub-base camada de pavimentação subjacente a esta,

também destinada a absorver esforços verticais dos veículos, sustentadas pela camada de

subleito, que funciona como fundação para a estrutura do pavimento.

Figura 5: Sequência de operações de um processo de beneficiamento de RCC

Fonte: Abrecon (2017).

Figura 6: Agregados reciclados de concreto.


29

2.2.6 Camadas do Pavimento

O pavimento de uma rodovia consiste em uma superestrutura formada por um sistema

de camadas de espessura finita, construída após a terraplanagem, destinada a resistir e distribuir

esforços verticais oriundos dos veículos, a condição melhor de rolamento quanto a segurança,

conforto, e resistir os esforços horizontais, tornando a superfície mais durável.

As camadas são divididas em revestimento, base, sub-base, reforço de subleito e

subleito.

Subleito: camada de terra maciça que serve de fundação para o pavimento ou

revestimento.

O Reforço de Subleito: tem como objetivo melhorar a capacidade de suporte de carga

do subleito e de reduzir espessura da sub-base;

Sub-base: complementa à base com as mesmas funções, e executada por razões de

ordem econômica a reduzir a espessura da base;

Base: camada que resisti os esforços verticais oriundos dos veículos, e distribui ao

subleito, onde sobre a qual se constrói o revestimento.

Revestimento: camada que fica acima do pavimento, diretamente recebe ações verticais

e horizontais dos veículos, proporciona melhores condições de rolamento de conforto e

segurança.

Em geral, o pavimento se classifica em rígido e flexível, segundo Balbo (1997), a

diferença é notável entre o pavimento rígido e o pavimento flexível, esse último apresenta um

maior e mais expressivo deslocamento vertical elástico (deflexão, conforme utiliza-se no

mundo rodoviário), quando se tem solicitação de cargas parecidas.

2.2.7 Pavimentos Flexíveis

De acordo com o DNIT (2009), o pavimento flexível é um elemento de revestimento

asfáltico sobre camada de base granular ou sobre camada de base de solo estabilizado

granulometricamente. Os esforços gerados através de tráfego são absorvidos pelas diversas

camadas constituídas da estrutura do pavimento flexível. A Figura 4 tem como ilustração a

estrutura do pavimento.

30

Figura 7: Agregados reciclados de concreto.


De acordo com DNIT ( 2006), pavimentos flexíveis são aqueles compostos por uma

camada superficial asfáltica, revestimento, apoiadas em camadas de base, sub-base e de reforço

do subleito, constitui com materiais granulares, solos e misturas de solos, sem nenhuma adição

de agentes cimentantes, e que sob carregamento sofrem deformação elástica em todas as

camadas, a carga distribui em parcelas aproximadamente equivalentes e com pressões

concentradas. A Figura 5 ilustra a resposta mecânica do pavimento flexível.

Figura 8: Resposta mecânica do pavimento flexível.

Fonte: Balbo (2007).

31

2.3 PAVIMENTACAO COM AGREGADO RECICLADO

2.3.1 Pavimentação com agregado reciclado

Depois do RCC passar pelo processo de reciclagem pode ser utilizado em diversas áreas,

uma delas é na execução de camadas em estruturas de pavimentos (LIMA 2208).

Com a utilização de RCC em pavimentos reduzem-se os gastos públicos com aterros e

materiais de construção, e aumenta a vida útil dos aterros em funcionamento, visto que os atuais

aterros teriam aumentado sua capacidade pela inibição das descargas clandestinas aos longo

das vias públicas, o aspecto visual das cidades melhorou e inibindo gastos adicionais para a

remoção do RCC (TRICHÊ e KRYCKYJ, 1999).

Utilizar entulho como agregado reciclado, em camadas de pavimentos urbanos, e dos

melhores métodos para se aproveitar e traz excelentes vantagens, são elas; utilização de

quantidade significativa de material reciclado tanto na fração miúda, quanto a graúda,

possibilita a utilização de diversos materiais componentes do entulho ( concreto, argamassas,

materiais cerâmicos, areia, pedras).

32

3. METODOLOGIA CIENTIFICA

O estudo dessa pesquisa tem como objetivo analisar laboratorialmente aspectos físicos

e de comportamento mecânico de agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil

para uso em camadas de base, sub-base, em substituição aos materiais convencionais utilizados,

com enfoque em vias de baixo volume de tráfego.

Foram realizadas pesquisas bibliográficas sobre o uso de agregados reciclados de

resíduos da construção civil (RCC), o uso desse material é uma alternativa para reduzir a

disposição inadequada no meio ambiente, e também reduzir o custo de construção desse tipo

de obra.

De acordo com o Fluxograma, será realizado ensaios para determinar as características

dos materiais envolvidos no estudo, os ensaios, equipamentos e procedimentos que será

necessário para o estudo do solo.

A. Etapa I – Realizar os ensaios geotécnicos necessários para definir a compactação do

solo que será coletado e verificar se esse solo atende as especificações técnicas para o emprego

de estabilização de solo para pavimentação.

Etapa II – Realizar os ensaios geotécnicos para definir o Índice de Suporte Califórnia

(CBR) de acordo com a norma vigente e analisar de acordo com sua característica qual camada

pode ser empregada.

Etapa III - Realizar os ensaios de caracterização da composição granulométrica de

acordo com norma vigente.

Etapa IV – Determinar a característica do solo de acordo as normas de Massa Unitária

e Massa Específica.

Etapa V – Determinar a dosagem adequada para atender de maneira mais eficiente os

ensaios que serão realizados, a fim de atingir o melhor resultado.

3.1 ENSAIO DE GRANULOMETRIA

O ensaio determinação da composição granulométrica dos agregados miúdos e graúdos,

será realizado segundo a DNER-ME 080/94. Após colocar a amostra em um recipiente com

água esfregando-a com as mãos a fim de desagregar dos torrões de solo existente. Verte-se a

amostra com a água de lavagem através das peneiras 2,0mm e de 0,075 mm, colocadas uma

sobre a outra tomando-se a precaução de remover para as peneiras, com auxílio de jato de água,

o material que ainda permanecer no recipiente. A peneira de 2,0mm é usada somente com o

objetivo de evitar que o material de diâmetro maior venha sobrecarregar a de 0,075mm

33

danificando sua malha. Transfere-se novamente as frações da amostra nas peneiras

mencionadas, sempre com auxílio do jato de água, para o recipiente e repetem-se as operações

de lavagem e nas peneiras, como antes descritas, até que água de lavagem se apresente limpa.

As frações das amostras retidas nas peneiras de 2,0mm e de 0,075mm, após lavadas,

com água corrente, diretamente nestas peneiras, serão transferidas, com auxílio de jato de água,

para cápsula de porcelana de 500ml, secas em estufa a 105 ºC – 110 ºC até constância de peso.

3.2 ENSAIO DO ÍNDICE DE SUPORTE DE CALIFÓRNIA (CBR)

Índice de Suporte Califórnia (CBR) Segundo a Norma DNER 049/94 – ME, será

realizado os procedimentos para determinar o Índice de Suporte de Califórnia (CBR) de solos

em laboratório, utilizando amostras deformadas e não trabalhadas de material que passa na

peneira de 19 mm. Este ensaio irá determinar o cálculo de expansão, as condições para obter

resultados e a curva de compactação. Este ensaio consiste em determinar a relação entre a

pressão necessária para produzir a penetração do pistão no solo e a mesma pressão para produzir

a mesma penetração em uma brita padronizada. O valor é expresso em percentual e por meio

de equação empírica a determinação da espessura do pavimento flexível que será necessário em

função do tráfego.

3.3 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO

O ensaio de compactação de solos será realizado de acordo com a Norma DNER-ME

129/94. Este método de determinação da correlação entre o teor de umidade de solo e sua massa

específica aparente seca, quando a fração de solo que passa na peneira de 19 mm é compactada

nas energias normal, intermediária e modificada, utilizando amostras não trabalhadas.

Após fixar o molde à base metálica e ajustar o cilindro complementar e apoiar o conjunto

em base plana, resistente e firme, tal como a de um cilindro ou cubo de concreto pesando não

menos que 90 kg. Compactar o material no molde com o disco espaçador, como fundo falso,

me cinco camadas iguais, de forma a se obter uma altura total do corpo-de-prova de cerca de

12,5 cm, após compactação. Aplicar em cada camada golpes com o soquete caindo de 45,72

cm distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada. Por ocasião da compactação deve

ser assente, previamente, sobre o disco espaçador, um papel de filtro circular de 15 cm de

diâmetro. Após a compactação, remover o cilindro complementar, tomando-se o cuidado de

destacar com a espátula o material a ele aderente. Com a régua de aço biselada rasar o excesso

de material na altura exata do molde e determinar com aproximação de 1 g, a massa do material

34

úmido compactado mais a do molde; por dedução da massa do molde, determinar a massa do

material úmido compactado.

Remover, com o extrator de amostra, o corpo-de-prova do molde cilíndrico e retirar de

sua parte central duas amostras representativas de cerca de 250 g cada uma para determinação

da umidade. Pesar estas amostras e secar para teores crescentes de umidade, utilizando amostras

de solo não trabalhadas, tantas vezes quantas necessárias para caracterizar a curva de

compactação do material, no mínimo, cinco vezes, estufa temperaturas de 110ºC ± 5ºC, até

constância de massa. Fazer as pesagens com a aproximação de 0,01 g e tomar a média como

a umidade representativa do corpo-de-prova compactado.

As energias de compactação:

• Método A Normal: Será adicionada cinco camadas iguais, de forma a se obter uma

altura total do corpo-de-prova de cerca de 12,5 cm, após compactação, aplicar 12

golpes por camada.

• Método B – Intermediária: Será adicionada cinco camadas iguais, de forma a se obter

uma altura total do corpo-de-prova de cerca de 12,5 cm, após compactação, aplicar 26

golpes por camada.

• Método C – Modificada: Será adicionada cinco camadas iguais, de forma a se obter

uma altura total do corpo-de-prova de cerca de 12,5 cm, após compactação, aplicar 56

golpes por camada.

3.4 ENSAIO DETERMINAÇÃO LIMITE DE LIQUIDEZ

Limite de Liquidez Através da Norma DNER-ME 122/94, será realizado o ensaio para

determinação do Limite de Liquidez, conforme o método de Casagrande. Este ensaio irá

apresentar o Limite de Liquidez e a Curva de Fluidez. O método de Casagrande consiste em

uma concha metálica que acionada a uma manivela e golpeia a base do aparelho. O ensaio

utiliza uma amostra representativa do solo que passa na peneira de 0,42 mm de abertura de

malha, peneira de n° 40.

3.5 LIMITE DE PLASTICIDADE

Limite de Plasticidade Para determinar o Limite de Plasticidade do solo, será utilizado

a Norma DNER 082/94. O ensaio é realizado com uma amostra do solo que passe na peneira

de 0,42 mm de abertura na malha, é utilizado aproximadamente 50g

35

3.6 APLICAÇÃO DO AGREGADO RECICLADO

As etapas principais para o processo será caracterização do agregado reciclado, os

ensaios em laboratórios, aplicados e ressaltar a importância do agregado reciclado visando

atender as exigências de qualidade e atender as normas técnicas vigentes.

Diante dos estudo, indica que o uso do agregado reciclado pode ser uma alternativa e

tecnicamente mais viável, outro fator, é a economia na utilização em camada de base e sub-

base de pavimentação asfáltica , torna-se uma alternativa sustentável, pois com o uso dos

agregados reciclados se evita a exploração de jazidas naturais e consequentemente dando um

fim apropriado para esse material, pode-se evitar o uso de aterros e a degradação do meio

ambiente.

A importância para o estudo da aplicação deste material em uma estrutura de pavimento,

uma vez que suas propriedades físicas estão relacionadas a resistência que o mesmo apresentará

quando submetido ao tráfego.

3.7 FLUXOGRAMA

RCC

Coleta de amostras do material

Ensaio de granulométria DNER-080/94

Análise granulometria de

solos, realizada por peneiramento

Limite de liquidez

Deteminação do limite de

liquidez

ÍNDICE DE SUPORTE

CALIFÓRNIA (CBR)

DNER 049/94

Determinar o valor de índice

de Suporte Califórnia e da

expansão de solos em

laboratório

NBR 7182/1986 ENSAIO DE

COMPACTAÇÃO

Obter a densidade máxima do

maciço terroso

NBR 7180-84 -ENSAIO DE INDICE DE

PLASTICIDADE

Estudo e controle de

qualidade de aterros de solo

compactado

36

3.8 CAPTAÇÃO DO AGREGADO

O trabalho analisará algumas características físicas e propriedades mecânicas do

agregado reciclado de resíduo da construção civil, proveniente da Empresa Ambiental, usina

de reciclagem, por meio de ensaios de Índice de Suporte Califórnia (ISC) em

laboratório empregados nas pesquisas relacionadas aos materiais convencionais de

pavimentação.

O estudo terá como objetivo, determinar as propriedades de um tipo de agregado

reciclado, compreendendo a variabilidade de suas características físicas mecânicas, além disso,

com estes dados, pode ser ter uma primeira avaliação que permita sua utilização em obras de

pavimentação.

Figura 9: Mapa de localização/Empresa Ambiental Usina de Reciclagem.

Fonte: Google Earth.

37

4. CRONOGRAMA

38

5. ORÇAMENTO

39

6. ENSAIO EXPERIMENTAL EM LABORATÓRIO

Aqui será apresentado o agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil

estudado em laboratório. Onde serão expostos os procedimentos empregados no controle

tecnológico.

Os ensaios realizados para determinar as propriedades e avaliar as características desse

material será realizado no Laboratório de solos Delton Geotécnica e Locação.

Normas Referentes aos ensaios:

DNER-ME129/94 – solo- compactação utilizando amostra trabalhada;

DNER-ME 122/94 – solo- determinação do limite de liquidez – método de referência e método

expedito;

DNER-ME 082/94 – solo determinação do limite de plasticidade;

DNER – ME 080/94 – solo análise granulométrica por peneiramento;

DNER-ME 049/94 – solos – determinação do índice de suporte Califórnia utilizando amostra

não trabalhada.

6.1 MATERIAL ANALISADO EM LABORATÓRIO

O material analisado neste trabalho é o agregado reciclado de resíduo sólido da

construção civil para ser empregado na utilização de base e sub-base. Na realização do estudo

laboratorial foram coletados material proveniente de agregado reciclado na usina de reciclagem

de entulhos – RCC empresa Ambiental Comércio Industria de Produtos Recicláveis Ltda,

localizada no Loteamento de Chácara de Recreio, nº 50 Palmas - TO. O agregado reciclado foi

coletado aleatoriamente de uma pilha do estoque com pá e colocado em saco plástico, o material

foi transportado até o laboratório.

Figura 10: Empresa Ambiental.

Fonte: Autor.

Figura 11: Coleta do agregado reciclado.

Fonte: Autor.

40

Figura 12: Material reciclado transportado.

Fonte. Autor.

Figura 13: Material retirado.

Fonte: Autor.

Após o descarregamento do material no laboratório, ele foi seco ao ar antes do seu

armazenamento, realizada essa secagem, espalhou-se este material de forma que ficasse

homogenia.

Figura 14: Material secando ao ar.

Fonte: Autor.

6.1.1 Ensaios de Caracterização física em laboratório

O processo de grande importância é caracterização física de um material, uma vez que

seu comportamento mecânico está relacionado com as suas propriedades. Esta etapa, consisti

na determinação em laboratório de aspectos físicos do agregado reciclado coletados na empresa

Ambiental aqui estudado.

a) Massa específica dos grãos;

41

b) Absorção de água;

c) Distribuição granulométrica.

6.1.2 Determinação da composição do agregado reciclado

Uma etapa muito importante na caracterização física do agregado reciclado sólido da

construção civil é determinar sua composição. Os diferentes materiais que o constituem influem

diretamente em muitas de suas propriedades, tais como resistência mecânica, absorção de água

e massa específica. Dessa forma, e possível compreende melhor o comportamento do agregado

reciclado conhecendo-se a natureza dos seus componentes.

Foram utilizadas na separação as peneiras 4” e 3/4", os materiais retidos foram

classificados por classe de acordo com sua natureza: grossa, média e fina, para análise foi

utilizada as frações grossa, média e fina.

Os resultados são apresentados em forma de porcentagem indicando a natureza e a

concentração dos componentes.

Figura 15: Peneira 4``.

Fonte: Autor.

Figura 16: Peneira ¾.

Fonte: Autor.

6.1.3 Determinação da massa específica dos grãos

Para o processo de determinação da massa específica foi dividido em duas etapas,

analisando-se primeiramente os grãos que passam na peneira de ¾” e, em seguida, os retidos

nesta malha.

42

Figura 17: Material retido na peneira ¾/material

retido na peneira 4.

Fonte: Autor.

Figura 18: Material retido na peneira 4”.

Fonte: Autor.

6.1.4 Análise granulométrica

Foi realizado ensaios de granulometria para a caracterização física do agregado

reciclado trazido ao laboratório e para verificar o seu estado de degradação após a compactação.

Todos os ensaios foram executados de acordo com a DNER – ME 080/94 – solo análise

granulométrica por peneiramento.

As análises granulométricas foram realizadas apenas por peneiramento, com lavagem

na peneira 0,075mm. Para a realização dos ensaios, tomou-se sempre aleatoriamente uma

amostra da empresa Ambiental acondicionada no saco plástico com aproximadamente 2,0kg.

O material foi lavado para a remoção das partículas finas aderidas aos grãos, e em seguida seco

em estufa, aproximadamente a 100ºC. A distribuição granulométrica do agregado reciclado foi

determinada utilizando-se as peneiras: 19; 9,5; 4,8; 2,0; 0,42; e 0,075 e fundo.

Com o resultado obtido com o ensaio de granulometria é normalmente expresso por

meio da curva granulométrica. No eixo das abscissas estão em escala logarítmica as dimensões

das partículas, ou as aberturas das peneiras, e no eixo das ordenadas estão as porcentagens

passantes acumuladas em cada peneira analisada. De acordo com a forma da curva obtida é

possível classificar a granulometricamente o material em: uniforme, bem graduado ou mal

graduado (DNIT, 2006). Esta classificação baseia-se no predomínio, ausência e/ou equilíbrio

das frações grossas e finas por cálculo de índices que expressam a forma da curva.

Normalmente são determinados os coeficientes de uniformidade (Cu) e de curvatura

(Cc). A relação de Cu representa a falta de uniformidade granulométrica, pois o seu valor

diminui quando o material é mais uniforme. Valores baixos de Cu, menores que 15, indicam

43

materiais de uniformidade média ou muito uniforme. Não é desejável que os agregados

apresentem uniformidade, pois dessa forma o material é mal- graduado, ocasionando muitos

vazios e maiores quebras durante o processo de compactação ou pelo tráfego usuário após

conclusão da obra. O coeficiente de curvatura Cc deve se situar entre 1 e 3 para indicar que o

material é bem-graduado. Estes coeficientes são calculados pelas expressões.

A distribuição granulométrica pode ser caracterizada pela sua curvatura, ou mais

especificamente, pelo coeficiente de curvatura Cc.

Onde:

D30 - diâmetro do grão correspondente a 30 % mais fino.

Onde:

D60 - diâmetro do grão correspondente a 60 % mais fino

D10 - diâmetro do grão correspondente a 10 % mais fino. Esse valor é denominado

diâmetro efetivo.

Cu representa a inclinação média da curva entre 10 e 60%, e o valor máximo que pode

assumir é igual a 1, correspondente a um solo perfeitamente uniforme, com todas as

partículas iguais.

As normas existentes referentes ao uso do agregado reciclado em pavimentação não

estabelecem uma faixa granulométrica para o emprego do mesmo. No entanto, são fixados

alguns pontos que devem ser atendidos, como dimensão característica máxima dos grãos,

porcentagem de material passante na peneira 0,42mm, Cu e Cc.

44


granulometria.

Norma /

Especificação

Dimensão

característica

máxima dos grãos

[mm]

Porcentagem que

passa na peneira

0,42 mm [%]

Cu

Cc

NBR 15115

(ABNT, 2004) 63,5 10 ≤ a ≤ 40 ≥ 10

não

consta

PMSP/SP

ETS-001

(PMSP, 2003)

50,0

10 ≤ a ≤ 30

≥ 10

1 ≤ a ≤ 3

Fonte: Autor.

Os resultados obtidos com o ensaio de granulometria são apresentados por meio de

curvas granulométricas com porcentagens passantes e porcentagens acumuladas e tabelas com

frações e porcentagens. Também foram calculados e analisados os coeficientes das curvas.

Tabela 2: Classificação T.R.B. – Transportation Research Board (antiga H.R.B.) com as divisões.

Fonte: (DNER – 2006).

45

6.1.5 Ensaios de compactação

A compactação de um material para ser utilizado como camada constituinte de um

pavimento permite aumentar a sua densificação e assim reduzir o índice de vazios. Este

processo implica na melhoria de diversas propriedades, como aumento da resistência ao

cisalhamento e diminuição da deformabilidade. Além disso, o aumento do contato entre os

grãos torna o conjunto mais estável (DNIT, 2006).

O ensaio de compactação pode ser realizado utilizando-se diferentes energias: normal,

intermediária e modificada. Quanto maior a energia de compactação empregada, menor será o

valor do teor de umidade ótima, e maior será o valor do peso específico aparente seco máximo.

A escolha da energia é feita em função do uso que será dado ao material analisado.

Neste trabalho, foram realizados dois ensaios de compactação com o agregado reciclado

da empresa Ambiental de Palmas / TO. A umidade ótima foi determinada para as energias

intermediária e modificada.

Figura 19: Material: grosso, médio e fino

Fonte: Autor.

Figura 20: Material pesado e separado para

compactação.

Fonte: Autor.

46

6.1.6 Determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco máximo

O agregado reciclado analisado em laboratório foi submetido ao ensaio de compactação

conforme prescreve a DNER-ME 129/94, utilizada normalmente para solos. Como a NBR

15115 (ABNT, 2004) recomenda que para emprego em camadas de base o agregado reciclado

seja compactado no mínimo na energia intermediária, foram realizados em laboratório ensaios

de compactação empregando- se a energia intermediária e a energia modificada.

Os ensaios foram realizados utilizando-se o soquete grande com aproximadamente

4,5kg e o cilindro metálico grande (cilindro de CBR – California Bearing Ratio) com disco

espaçador. Este molde produz corpos de prova de 150mm de diâmetro por 125mm de altura.

Para a execução do experimento, o cilindro foi preenchido com o agregado reciclado em cinco

camadas. No ensaio com energia intermediária foram utilizados 26 golpes por camada e com

energia modificada, 56 golpes por camada.

Figura 21: Soquete e cilindro metálico grande.

Fonte: Autor.

Figura 22: Detalhe do cilindro e compactação

Fonte: Autor.

Para a realização de cada ensaio de compactação foram moldados cinco corpos-de-

prova, sem reuso do material. A DNER -ME 129/94 indica que a curva de compactação deve

ser obtida com cinco pontos, sendo dois no ramo seco, um próximo à umidade ótima e dois no

ramo úmido da curva.

No caso aqui estudado a quantidade de material retido na peneira 19 mm ficou entre

10% e 30 %. Desse modo, de acordo com a NBR 6457 (ABNT, 1986), que indica os

procedimentos para ensaios de compactação, foi necessário substituir o material retido na

peneira 19mm por igual quantidade em peso de material passante na peneira 19mm e retido na

peneira 4,8mm. Para isto foram selecionadas e peneiradas várias amostras de agregado

reciclado acondicionadas em sacos plásticos, obtendo-se assim estas frações desejadas. Cada

47

corpo-de-prova moldado para o ensaio de compactação teve sua granulometria composta com

substituição de material.

O resultado deste ensaio é expresso através das curvas de compactação, que possuem

formato de sino, tendo no eixo das abscissas os teores de umidade utilizados e no eixo das

ordenadas os respectivos valores de pesos específicos aparentes secos obtidos. Apresentam-se

curvas de diferentes graus de saturação do agregado reciclado da empresa recicladora

Ambiental juntamente com as curvas de compactação. No caso de saturação igual a 100%, o

volume de vazios do material seria igual ao volume de água. O grau de saturação é determinado

pela expressão (6):

Onde:

γs: massa específica aparente seca, em [g/cm3];

S: grau de saturação, em [%];

h: teor de umidade, arbitrado na faixa de interesse, em [%];

δa: massa específica da água, em [g/cm3];

δ: massa específica dos grãos, em [g/cm3].

A massa específica dos grãos utilizada nos cálculos foi uma média ponderada das massas

específicas entre a fração retida e passante na peneira 4,8mm.

6.1.7 Granulometria

Para a utilização de agregados reciclados em pavimentação, DNER -ME 080/94

recomendam alguns aspectos em relação à granulometria do material. De acordo com Valle

(1994) é importante conhecer o potencial de degradação de agregados, para que se possa avaliar

o comportamento do pavimento e interpretar seu funcionamento estrutural.

Para análise da modificação granulométrica, foram utilizados corpos-de-prova

cilíndricos, com 150mm de diâmetro e 300mm de altura. Primeiramente foram separadas as

amostras de agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental acondicionadas em sacos

plásticos e, por peneiramento, dividiu-se o material em cinco frações. A granulometria foi

composta de acordo com a curva original do material, obtida na etapa de caracterização.

O material foi compactado em dois corpos-de-prova nas energias intermediária e

modificada, com os respectivos teores de umidade ótima obtidos previamente. Após a

48

moldagem, estes corpos-de-prova foram destorroados com a mão com leves esforços e secos

ao ar, até atingir a umidade higroscópica. Em seguida, o material foi lavado na peneira 0,075mm

e levado à estufa para secagem, com temperatura aproximada de 100ºC.

Com o material seco, foi realizado o peneiramento, de acordo com a DNER – ME

080/94 – solo análise granulométrica por peneiramento.

utilizando-se as peneiras 19; 9,5; 4,8; 2,0; 0,42; e 0,075 e fundo do ensaio de

granulometria na etapa de caracterização. Desta forma foram obtidas duas curvas

granulométricas, uma para o corpo-de-prova compactado na energia intermediária e outra para

o corpo-de-prova compactado na energia modificada.

Para avaliar as alterações ocorridas na curva granulométrica, foram verificados os

aspectos contemplados pela NBR 15115 (ABNT, 2004) e pela a PMSP/SP ETS-001 (PMSP,

2003) quanto à dimensão máxima característica dos grãos, porcentagem passante na peneira

0,42mm, Cu e Cc.

Foi calculado o índice de degradação de Ruiz após a compactação para os materiais

ensaiados. A energia do ensaio de compactação produz uma variação na distribuição

granulométrica do material, caracterizada por um deslocamento Di em cada peneira. O índice

de degradação de Ruiz é obtido a partir do somatório dos deslocamentos Di da curva

granulométrica em cada peneira, dividido pelo número de peneiras usadas no ensaio (VALLE,

1994 apud BUZATTI, 19872). Este índice é obtido pela expressão

Onde:

ID: índice de degradação de Ruiz;

n: número de peneiras utilizadas no ensaio;

i: deslocamentos da curva granulométrica.

Assim, um valor de ID igual a zero define um agregado ideal, resistente a degradação.

O valor máximo de ID será 100, definindo um agregado de péssima qualidade (VALLE, 1994

apud BUZATTI, 1987).

49

6.1.8 Índice de suporte Califórnia

O índice de suporte Califórnia (ISC), em inglês California Bearing Ratio (CBR), é

bastante difundido no meio rodoviário. Através deste índice, expresso em porcentagem, é

possível fazer o dimensionamento de pavimentos por métodos empíricos.

O ISC define o valor da capacidade de suporte de solos e materiais granulares

empregados em pavimentação. O ensaio consiste na determinação da relação entre a pressão

necessária para produzir uma penetração de um pistão em um corpo-de- prova de solo, e a

pressão necessária para produzir a mesma penetração num material granular padrão de

referência (DNIT, 2006).

A NBR 15115 (ABNT, 2004) e a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) utilizam o valor do

ISC como parâmetro para emprego do agregado reciclado em pavimentação. São fixados

valores mínimos de acordo com a função estrutural do material no pavimento: base, sub-base

ou reforço de subleito. Além disso, considera-se também a expansão do agregado reciclado. A

Tabela 4.3 apresenta os valores mínimos e máximos recomendados.

Tabela 3: Valores mínimos de ISC e máximos de expansão recomendados para emprego de

agregado reciclado em camadas de pavimentos.

Norma /

Especificação

Parâmetro

Base

Sub-

base

Reforç

o de subleito

NBR

15115

(ABNT,

2004)

ISC [%] ≥ 60 (c) ≥ 20 ≥ 12

Expansão

[%]

≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 1,0

PMSP/SP

ETS-001 (PMSP,

2003)

ISC [%] ≥ 60 (d) ≥ 20 ≥ 12

Expansão

[%]

≤ 0,5 ≤ 1,0 ≤ 1,0

(c) É permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de tráfego com N ≤ 106

repetições do eixo-padrão de 80 kN no período do projeto. (d) É permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de tráfego com N ≤ 105

repetições do eixo-padrão de 80 kN no período do projeto.

Para a determinação do ISC do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental

foram conduzidos ensaios conforme o método DNER-ME 049/94 (DNER, 1994), utilizado para

solos. Os corpos-de-prova foram moldados no cilindro metálico de CBR, empregando-se

apenas o material passante na peneira 19,0mm. Foi necessário substituir o material.

50

Foram compactados, nas respectivas umidades ótimas, cinco corpos-de-prova na

energia intermediária e cinco na energia modificada. Depois de compactados, cada corpo-de-

prova recebeu uma sobrecarga de discos anulares de aproximadamente 4,5kg e foram levados

à imersão em água por quatro dias. Este procedimento é utilizado para verificar a expansão do

material e para simular durante o ensaio de penetração uma condição desfavorável em campo.

A expansão axial foi medida por extensômetros montados em tripés colocados sobre

cada corpo-de-prova. A cada 24 horas durante o período de imersão foram feitas leituras,

observando-se assim as variações de altura dos corpos-de-prova.

Passados os quatro dias de imersão, os corpos-de-prova foram submetidos a uma prensa

com um pistão de aproximadamente 50mm de diâmetro, a uma velocidade de penetração de

1,27 milímetros por minuto. Controlou-se a deformação por meio de um extensômetro fixo no

pistão e apoiado no cilindro metálico. As cargas de reação foram registradas por meio de um

anel dinamométrico acoplado à prensa. As leituras das cargas foram feitas de acordo com os

tempos estabelecidos no método DNER-ME 049/94 (DNER, 1994).

Figura 23: Corpos-de-prova em imersão para

determinar expansão.

Fonte: Autor.

Figura 24: Corpo-de-prova submetido à prensa.

Fonte: Autor.

O ISC é obtido através de uma curva onde no eixo das abscissas está a penetração e no

eixo das ordenadas a respectiva pressão. Caso exista um ponto de inflexão, a curva deve ser

corrigida com uma tangente até o eixo das abscissas. O valor de penetração neste ponto deve

ser utilizado para a correção das medidas correspondentes às penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas.

Assim, as pressões correspondentes às penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas devem ser

expressas em porcentagem em relação às pressões padrões da brita padronizada, apresentadas

no método de ensaio. O ISC empregado é o maior valor obtido em porcentagem para estas duas

leituras.

51

Os resultados de ISC e expansão são apresentados em forma gráfica, comparando os

valores obtidos dos corpos-de-prova compactados na energia intermediária com os

compactados na modificada. Também foi verificado se os ISC estão de acordo com a NBR

15115 (ABNT, 2004) e com a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) para emprego em camadas de

base e sub-base.

52

7. RESULTADOS

As análises da caracterização física, da compactação e do comportamento mecânico

compreendem os ensaios laboratoriais realizados com a amostra de agregado reciclado da

empresa recicladora Ambiental coletada. Em relação ao controle tecnológico, são apresentados

os resultados de acompanhamento de campo previsto na NBR 15115 (ABNT, 2004).

7.1 DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS GRÃOS

Os resultados obtidos de massa específica para a amostra de agregado reciclado da

empresa recicladora Ambiental coletada são apresentados separadamente, para os grãos

passantes e os grãos retidos na peneira 4,8mm.

7.1.1 Grãos passantes na peneira 4,8mm

As massas específicas dos grãos de agregado reciclado passantes na peneira 4,8mm são

apresentadas na Tabela 4. A umidade do material verificada antes do ensaio era de 8,4%.

Tabela 4: Massa específica do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental.

Número do ensaio Massa específica dos grãos δ

[g/cm3]

1 2,74

2 2,75

Fonte: Autor.

Segundo a NBR 6508 (ABNT, 1984), a diferença da massa específica dos grãos obtida

para as duas partes analisadas não pode ser maior que 0,02g/cm3. Desse modo, conclui-se que

o desvio dos resultados é aceitável.

De acordo com Pinto (2000), os valores de massa específica dos grãos para solo situam-

se em torno de 2,70g/cm3. Sendo este valor adotado sempre quando não se dispõe do valor

específico para um determinado solo em estudo. Dessa forma, apesar do material não ser um

solo, o resultado obtido com o experimento mostra valores semelhantes aos de solo.

7.1.2 Análise granulométrica

Para determinar a granulometria original da amostra de agregado reciclado da empresa

recicladora Ambiental estudada em laboratório, realizou-se um ensaio de acordo com a NBR

53

7181 (ABNT, 1984). Selecionou-se uma amostra acondicionada em saco plástico e lavou- se o

material na peneira 0,075mm. A Tabela 5 apresenta as peneiras utilizadas e as frações retidas.

Tabela 5: Porcentagens passantes verificadas para o agregado reciclado

da empresa Ambiental.

Abertura da peneira [mm] Porcentagem passante

50,0 100,0

38,0 89,9

25,0 79,4

19,0 72,9

9,50 60,4

4,80 53,2

2,00 44,5

1,20 39,3

0,60 28,3

0,42 21,2

0,25 14,4

0,15 8,9

0,075 5,0

Fonte: Autor.

Pela Tabela 5 apresentada, é possível verificar que o agregado reciclado da empresa

recicladora Ambiental aqui analisado passa totalmente pela peneira de 50,0mm. A NBR 15115

(ABNT, 2004) prescreve que o agregado reciclado deve ter uma dimensão característica

máxima de 63,5mm.

A Figura 25 apresenta a curva granulométrica inicial do agregado reciclado da empresa

recicladora Ambiental estudado em laboratório e a Faixa B do DNIT.

54

Figura 25: Granulometria inicial do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental.

Fonte: Autor.

Complementando a análise granulométrica, foram determinados os coeficientes de

uniformidade (Cu) e de curvatura (Cc). Além disso, verificou-se a porcentagem passante na

peneira 0,42mm. A Tabela 6 apresenta estes valores obtidos para o agregado reciclado da

empresa recicladora Ambiental e os limites fixados pela NBR 15115 (ABNT, 2004) e pela

PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003).

Tabela 6: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à granulometria.

Autor

Dimensão característica

máxima dos grãos [mm]

Porcentagem que passa

na peneira 0,42 mm

[%]

Cu

Cc

Esta pesquisa 50,0 21,2 53 0,30

NBR 15115

(ABNT, 2004)

63,5 10 ≤ a ≤ 40 ≥ 10 não

consta

PMSP/SP ETS-

001

(PMSP, 2003)

50,0

10 ≤ a ≤ 30

≥ 10

1 ≤ a ≤ 3

Fonte: Autor.

Assim, com relação à dimensão característica máxima, à porcentagem passante na

peneira 0,42mm e Cu, o agregado reciclado atende tanto a NBR 15115 (ABNT, 2004), como a

PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003). Quanto ao Cc, que não é contemplado na NBR 15115

(ABNT, 2004), a amostra estudada não atende a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003). Desse

modo, o agregado reciclado encontra-se desuniforme, mas não bem graduado.

55

Para a moldagem de corpos-de-prova cilíndricos com 150mm de diâmetro e 300mm de

altura foi utilizada esta distribuição granulométrica apresentada na Figura 25. Foram separadas

várias amostras de agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental acondicionadas em

sacos plásticos e, por peneiramento, dividiu-se o material em cinco frações. A granulometria

foi composta de acordo com esta curva original do material.

Determinação da umidade ótima e peso específico aparente seco máximo foram

realizados dois ensaios de compactação, em duas energias diferentes: intermediária e

modificada.

De acordo com a NBR 6457 (ABNT, 1986), que prescreve a preparação de amostras de

solo para ensaios de compactação, um material pode ter sua fração retida na peneira 19,0mm

substituída desde que esta porcentagem não seja superior a 30%. No caso do agregado reciclado

da empresa recicladora Ambiental aqui analisado, a porcentagem retida nesta peneira é de

aproximadamente 28%, o que permitiu a sua substituição.

Para criar uma composição granulométrica, esta quantidade de 28% retida na peneira

19,0mm foi substituída em peso por materiais pertencentes à fração compreendida entre 19,0 e

4,8mm. A Figura 26 apresenta a curva granulométrica original e a composição granulométrica

com a substituição de material.

Figura 26: Composição granulométrica para ensaios com substituição de material.

Fonte: Autor.

Cada corpo-de-prova moldado para o ensaio de compactação teve sua granulometria

composta conforme a curva granulométrica apresentada na Figura 26, ou seja, com substituição

de material.

56

Durante a realização de cada ensaio de compactação foram moldados cinco corpos- de-

prova, sem reuso do material. A NBR 7182 (ABNT, 1986) diz que para obter a curva de

compactação são necessários cinco pontos, sendo dois no ramo seco, um próximo à umidade

ótima e dois no ramo úmido da curva.

Por meio dos ensaios de compactação foram obtidas duas curvas com o formato típico

de sino. Este fato deve ser destacado, pois de acordo com a literatura revisada, é muito difícil

determinar a umidade ótima de agregados reciclados (MOLENAAR e NIEKERK, 2002;

O’MAHONY e MILLIGAN, 1991). Em função da grande variabilidade das amostras, os

resultados com agregados reciclados são em geral muito dispersos, dificultando a obtenção de

uma curva de compactação.

As curvas de compactação obtidas e as curvas de saturação correspondentes a 100% e

90% são apresentadas na Figura 27.

Figura 27: Curvas de compactação para energias intermediária e modificada.

Fonte: Autor.

Pela Figura 27 é possível verificar que a curva de compactação para energia modificada

apresenta uma umidade ótima menor e um peso específico aparente seco maior em relação à

curva para energia intermediária. Foram obtidas umidades ótimas de 13,5% e 14,6% e pesos

específicos aparentes secos máximos de 18,2kN/m3 e 17,6kN/m3 para energia modificada e

intermediária, respectivamente.

A Tabela 7 apresenta valores encontrados na bibliografia para agregados reciclados de

diferentes composições e origens.

Tabela 7: Valores de peso específico seco máximo e umidade de compactação encontrados para

agregados reciclados.

Composição

do agregado

reciclado

Procedência

Energia de

compactação

Peso

específico

aparente

seco

máximo

[kN/m3]

Umidade

obtida [%]

Autor

Misto

Empresa

Ambiental

Intermediária 17,6 14,6 Esta pesquisa

Modificada 18,2 13,5

Misto

Rio de Janeiro

Brasil

Intermediária 18,3 13,8 Fernandes

(2004) Modificada 18,5 12,5

Misto São Paulo

Brasil

Intermediária(h) 18,3 11,0 Motta

(2005)

Misto

Uberlândia

Brasil

Intermediária 19,8 9,3 Moreira et al.

(2006) Modificada 20,5 9,1

Concreto Estados

Unidos

Normal 18,7 5,0 Bennert et

al. (2000)

Concreto

Austrália

Modificada

19,6

9,5

Nataatmadja e

Tan

(2001)

Branco(i) Goiânia Brasil

Intermediária

17,6 18,2 Ribeiro et al.

(2002) Vermelho(j) 14,2 26,0

(h) Utilizou-se cilindro tripartido 150mm x 300mm, compactando em 5 camadas com 56 golpes/camada

(i) Resíduos brancos com predominância de concreto e argamassa

(j) Resíduos vermelhos com predominância de materiais cerâmicos

De acordo com os dados apresentados na Tabela 7, é possível verificar que os valores

de umidade ótima e peso específico aparente seco máximo obtidos com o ensaio são similares

às médias que vêm sendo encontradas por outros pesquisadores.

7.2 GRANULOMETRIA

Para avaliar as modificações na granulometria do material, foram realizados dois

ensaios de granulometria após a compactação. Foram moldados dois corpos-de-prova com

150mm de diâmetro e 300mm de altura: um na energia intermediária e outro na energia

modificada.

O ensaio de granulometria foi feito como o de caracterização. Após a compactação o

material foi desmoldado, levemente destorroado e submetido à lavagem na peneira 0,075mm.

A Tabela 8 apresenta as peneiras utilizadas e as frações retidas para o material no estado inicial

e após a compactação nas energias intermediária e modificada.

Tabela 8: Aberturas das peneiras e respectivas porcentagens passantes verificadas para o agregado

reciclado da empresa recicladora Ambiental antes e depois da compactação.

Abertura da peneira

[mm]

Porcentagem passante

Original Intermediária Modificada

50,0 100,0 100,0 100,0

38,0 89,9 92,2 95,7

25,0 79,4 83,5 87,5

19,0 72,9 77,3 80,8

9,50 60,4 64,5 66,0

4,80 53,2 57,4 58,5

2,00 44,5 49,5 50,4

1,20 39,3 44,3 46,0

0,60 28,3 33,4 35,0

0,42 21,2 24,6 28,1

0,25 14,4 17,6 20,0

0,15 8,9 10,9 14,6

0,075 5,0 6,5 10,0

Fonte: Autor.

Analisando-se a Tabela 8, é possível verificar que ocorreram a compactação influência

na granulometria do agregado reciclado. Ocorreram alterações na porcentagem passante em

todas as peneiras utilizadas. A quantidade de material fino, passante na peneira 0,075mm,

dobrou após a compactação na energia modificada. Este fato reforça a importância da energia

de compactação elevada, obtendo-se a maior quebra dos grãos possível durante a execução.

Assim, durante a vida útil do pavimento o problema de degradação se minimiza, evitando

possíveis afundamentos ou mesmo rupturas indesejadas.

A Figura 28 apresenta a curva granulométrica original do agregado reciclado da empresa

recicladora Ambiental e depois da compactação nas energias intermediária e modificada.

Figura 28: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental

antes e depois da compactação, em relação à porcentagem passante.

Fonte: Autor.

Para melhor visualizar as modificações granulométricas, é apresentada na Figura 29

uma curva granulométrica considerando a porcentagem retida em cada peneira do agregado

reciclado da empresa recicladora Ambiental antes e depois da sua compactação.

Figura 29: Curvas granulométricas do agregado reciclado da empresa Ambiental antes e depois

da compactação, em relação à porcentagem retida.

Fonte: Autor.

Por meio da Figura 28 e da Figura 29 é possível observar que ocorreram modificações

granulométricas após a compactação. Após o emprego da energia intermediária, o agregado

reciclado da empresa recicladora Ambiental sofre quebras e com a aplicação da energia

modificada, estas quebras continuam ocorrendo.

A análise desta degradação do agregado é muito importante, pois apesar da NBR 15115

(ABNT, 2004) e da PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) prescreverem alguns aspectos referentes

à granulometria, durante a aplicação e compactação ocorrem alterações. Assim, um material

que não atendesse inicialmente o projeto, poderia após a sua quebra tornar-se de acordo com o

especificado.

Apesar da mudança granulométrica após a compactação, o agregado reciclado da

empresa recicladora Ambiental continua dentro dos limites da NBR 15115 (ABNT, 2004) e da

PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003), em relação à porcentagem passante na peneira 0,42mm e ao

coeficiente de uniformidade (Cu). A Tabela 9 apresenta os resultados obtidos.

Tabela 9: Aspectos e limites fixados pela norma e especificação brasileiras com relação à granulometria.

Autor

Dimensão

característica

máxima dos grãos

[mm]

Porcentagem que

passa na peneira

0,42mm [%]

Cu

Cc

Esta pesquisa

(condição inicial)

50,0 21,2 53 0,30

Esta pesquisa

(após intermediária)

50,0 25 43 0,30

Esta pesquisa

(após modificada)

50,0 28 74 0,50

NBR 15115

(ABNT, 2004)

63,5 10 ≤ a ≤ 40 ≥ 10 não

consta

PMSP/SP ETS-001

(PMSP, 2003)

50,0

10 ≤ a ≤ 30

≥ 10

1 ≤ a ≤ 3

Fonte: Autor.

Observa-se que houve uma significativa alteração nos valores de porcentagem passante

na peneira 0,42mm e Cu. O aumento dos valores de Cu depois da compactação nas energias

intermediária e modificada, deve-se a maior quantidade de finos passantes nas peneiras de

diâmetro equivalente a 10%. Apesar da modificação granulométrica com a compactação, o

agregado reciclado continua não atendendo a PMSP/SP ETS-001 (PMSP, 2003) em relação ao

Cc.

Para complementar o estudo das alterações na granulometria, foi determinado o índice

de degradação de Ruiz. A Tabela 10 apresenta os resultados de ID obtidos após o emprego da

energia intermediária e modificada.

Tabela 10: Variações de índice de degradação de Ruiz para o agregado reciclado da empresa recicladora

Ambiental de acordo com a energia de compactação.

Parâmetros

Energia empregada

Intermediária Modificada

Índice de degradação de Ruiz (ID) 3,7 6,3

Deslocamento máximo 5,1 (# 0,60mm) 8,1 (# 25,0mm)

Deslocamento mínimo 1,5 (# 0,075mm) 5,1 (# 0,075mm)

Desvio padrão 1,3 1,0

Fonte: Autor.

Pelos resultados apresentados é possível concluir que o ID cresce com o aumento da

energia de compactação. As menores modificações ocorreram na peneira 0,075mm, tanto para

a energia intermediária como para a modificada. Já o deslocamento máximo ocorreu em

peneiras diferentes para os dois casos analisados: 0,60mm na intermediária e 25,0mm na

modificada. Além disso, pode-se observar que o deslocamento máximo da curva para a energia

intermediária corresponde ao deslocamento mínimo da modificada.

7.3 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA

Para determinar o índice de suporte Califórnia foram preparados 10 corpos-de- prova:

cinco na energia intermediária, com umidade de 14,6%, e cinco na energia modificada, com

umidade de 13,5%.

A Tabela 11 apresenta os resultados de índice de suporte Califórnia obtidos para o

agregado reciclado da empresa recicladora Ambiental compactado na energia intermediária e

modificada após quatro dias de imersão.

Tabela 11: Valores de índice de suporte Califórnia obtidos para o agregado reciclado compactado na

energia intermediária e modificada.

Energia

empregada

ISC [%] ISC médio

[%]

Desvio

padrão [%]

Coeficiente

de variação

[%]

Intermediária

63

73

14

19 64

72

94

Modificada

81

117

26

22 121

124

143

Fonte: Autor.

As médias dos índices de suporte Califórnia para a energia intermediária e modificada

foram 73% e 117%, respectivamente. No entanto, os dados apresentam- se muito dispersivos,

em função da heterogeneidade do agregado reciclado e também dos erros inerentes ao ensaio.

Além disso, a granulometria do agregado reciclado aqui estudado possui uma quantidade

considerável da fração pedregulho, o que influencia na repetibilidade do ensaio. Caso um

agregado grande fique embaixo do pistão, a penetração será dificultada, implicando em valores

altos de ISC.

Pinto desenvolveu um estudo em 1964 sobre a difícil repetibilidade do experimento de

ISC. Neste trabalho foram analisados diferentes tipos de solo brasileiros, envolvendo cálculos

de ISC médio, desvio padrão e coeficiente de variação. Em praticamente todos os casos

observou-se variações significativas em torno do valor de ISC.

Escolheu-se um dos solos apresentados no estudo de Pinto (1964) para traçar um

comparativo com o agregado reciclado da presente pesquisa. Optou-se por um solo cuja

classificação HRB (Highway Research Board) corresponde a A 1-b, que atingiu

ISC médio de 124% ao ser compactado na energia modificada. Os resultados apontaram que

seu desvio padrão foi de 19% e que seu coeficiente de variação foi de 15%. Pinto constatou

dentre outros materiais estudados e pesquisas bibliográficas valores de coeficiente de variação

entre 6,0% e 33,9%. Assim, os resultados obtidos para o agregado reciclados da empresa

recicladora Ambiental se enquadram nesta faixa de possível variação.

Confrontando os resultados de ISC obtidos nesta pesquisa para o agregado reciclado

com os limites preconizados pela NBR 15115 (ABNT, 2004), tem-se que os mesmos satisfazem

plenamente a norma. Os valores médios de 73% e 117% para as energias intermediária e

modificada, respectivamente, atendem o mínimo exigido para emprego em reforço do subleito,

sub-base e base (neste último caso, pavimento de baixo volume de tráfego).

A Tabela 12 apresenta valores de ISC encontrados na bibliografia consultada, para

diferentes tipos de agregados reciclados.

Tabela 12: Valores índice de suporte Califórnia para diferentes tipos de agregados reciclados.

Composição

do agregado

reciclado

Procedência

Energia de

compactação

Umidade

ótima [%]

ISC [%]

Autor

Misto

Empresa

Recicladora

Ambiental

Intermediária 14,6 73(k) Esta pesquisa

Modificada 13,5 117(k)

Misto Goiânia

Brasil

Intermediária 14,5 88 Mendes et

al. (2004)

Misto São Paulo

Brasil

Intermediária 11,0 75(k) Motta

(2005)

Concreto Estados

Unidos

- - 94 até

148

FHWA

(1997)

Concreto China Normal 11,8 66 Poon e

Chan (2006)

Branco(l) Florianópolis

Brasil

Normal

12(n) 26(n) Trichês e

Kryckyj

(1999)

Vermelho(m) 13(n) 24(n)

(k) Valores médios

(l) Resíduos brancos com predominância de concreto e argamassa

(m) Resíduos vermelhos com predominância de materiais cerâmicos

(n) Valores aproximados

Analisando a tabela apresentada pode-se concluir que os ISC obtidos para o agregado

reciclado da empresa Ambiental são próximos aos valores verificados para agregados do tipo

misto em outros trabalhos. Segundo a FHWA (1997), os valores de ISC para agregado reciclado

de concreto apresentam-se entre 94% e 148%, enquanto para uma brita graduada o ISC típico

é de 100%.

Em função desta variação nos ensaios de índice de suporte Califórnia, recomenda-se

que o comportamento mecânico do agregado reciclado seja também avaliado através de outros

experimentos.

Com relação à expansão do agregado reciclado em presença de água, durante os ensaios

de índice de suporte Califórnia não foi observada nenhuma alteração do material. De acordo

com Trichês e Kryckyj (1999), a expansibilidade baixa ou nula dos resíduos de construção civil

é um dos grandes atrativos para a utilização deste material em pavimentação.

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