UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AMBIENTAIS E TECNOLÓGICAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

ANA CRISTINA FERNANDES ABREU

ANÁLISE COMPARATIVA DOS AGREGADOS GRAÚDOS, BRITAS CALCÁRIA E

GRANÍTICA, E DOS AGREGADOS MIÚDOS, RESÍDUOS DE BORRACHA DE

PNEU E AREIA, PARA UTILIZAÇÃO EM CONCRETO

MOSSORÓ - RN

2014

1

ANA CRISTINA FERNANDES ABREU

ANÁLISE COMPARATIVA DOS AGREGADOS GRAÚDOS, BRITAS CALCÁRIA E

GRANÍTICA, E DOS AGREGADOS MIÚDOS, RESÍDUOS DE BORRACHA DE

PNEU E AREIA, PARA UTILIZAÇÃO EM CONCRETO

Monografia apresentada a Universidade

Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,

Departamento de Ciências Ambientais e

Tecnológicas para a obtenção do título de

Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. Me. Raimundo Gomes de

Amorim Neto – UFERSA.

Co - Orientador: Prof. Me. Francisco Alves da

Silva Júnior – UFERSA.

MOSSORÓ - RN

2014

2

O Conteúdo desta obra é de inteira responsabilidade de seus autores

Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Biblioteca Central Orlando Teixeira (BCOT)

Setor de Informação e Referência

A162a Abreu, Ana Cristina Fernandes.

Análise comparativa dos agregados graúdos, britas calcária e

granítica, e dos agregados miúdos, resíduos de borracha de pneu e

areia, para utilização em concreto./ Ana Cristina Fernandes Abreu --

Mossoró, 2014.

67f.: il.

Orientador: Prof. Me. Raimundo Gomes de Amorim Neto

Monografia (Graduação em Engenharia Civil) –

Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Pró-Reitoria de

Graduação.

1. Concreto - Agregados. 2. Areia. 3. Brita granítica. 4.

Borracha de pneu - Resíduo. I. Título.

RN/UFERSA/BCOT /100-14 CDD: 624.1834 Bibliotecária: Vanessa Christiane Alves de Souza Borba

CRB-15/452

3

4

AGRADECIMENTOS

À Deus;

À minha família, em especial aos meus pais, José Abreu Filho e Ilana Maria Fernandes Abreu, e a

minha irmã Josilana Patrícia Fernandes Abreu por todo amor, incentivo, confiança, apoio, e todo o

auxilio durante esse trabalho, sem vocês eu não teria conseguido;

Agradeço ao coordenador de curso, Professor Raimundo Amorim, por toda a paciência, apoio,

conhecimento, dedicação e por ser um exemplo de profissional e pessoa, sendo uma expiração

para mim.

Ao co-orientador, Professor Francisco Alves da Silva Júnior, pelo apoio, disponibilidade,

dedicação e todos os ensinamentos durante a realização desse trabalho;

Agradeço a Professora Marília Pereira de Oliveira por disponibilizar o Laboratório de Materiais

da UFERSA;

Aos Técnicos dos Laboratórios da UFERSA, Allyson Silva e Marcello Azevedo;

À todos os meus Professores do curso de Engenharia Civil da UFERSA, pela dedicação em passar

o conhecimento;

Aos meus amigos por estarem sempre ao meu lado;

Por fim, a todos os que, direta ou indiretamente, colaboraram para a realização desse trabalho.

5

RESUMO

Diversos experimentos visam aproveitar os resíduos de borracha de pneu proveniente

da recauchutagem como agregado miúdo para a composição do concreto. Os resíduos de

borracha de pneu têm sido empregados como substituição parcial ou total do agregado miúdo

em materiais compósitos de cimento devido as suas características. Além dos resíduos de

borracha, o presente trabalho aborda a utilização da brita calcária como agregado graúdo,

diante do fato que o Rio Grande do Norte possui a maior reserva de calcário do Brasil. O

objetivo fundamental desse trabalho é estudar as características de resíduos de borracha de

pneu, com e sem tratamento prévio com NaOH 1Mol, e da rocha calcária para a utilização em

concretos, através da comparação das características entre a areia e os resíduos de borracha de

pneu, assim como, também, entre a rocha granítica e a calcária, por meio de ensaios definidos

de acordo com ABNT NBR 7211/2005. Neste trabalho, realizaram-se ensaios de análise

granulométrica, massa específica, massa unitária, material pulverulento, absorção de água e

desgaste abrasão “Los Angeles”. De acordo com os ensaios realizados no presente trabalho, a

borracha de pneu mais adequada, para a possível substituição da areia na fabricação do

concreto, é a borracha com tratamento de NaOH 1Mol, enquanto que para as britas, a mais

adequada para o uso em concretos é a brita granítica, já que a brita calcária não atendeu ao

limite máximo de material pulverulento presente.

Palavras-chave: Agregados para concreto. Areia. Resíduos de borracha de pneu. Brita

calcária. Brita granítica.

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 2-1 – Amostra de Areia Fina, Média e Grossa. ............................................................. 16

Figura 2-2 - Amostras de britas. ............................................................................................... 17

Figura 2-3 – Partes do pneu. ..................................................................................................... 20

Figura 2-4 – Recauchutagem. ................................................................................................... 22

Figura 3-1 – Borracha de pneu tratada. .................................................................................... 28

Figura 3-2 - Borracha sem tratamento. ..................................................................................... 28

Figura 3-3 - Brita Granítica. ..................................................................................................... 28

Figura 3-4 - Brita Calcária. ....................................................................................................... 28

Figura 3-5 – Areia. ................................................................................................................... 29

Figura 3-6 - Agitador de peneira .............................................................................................. 29

Figura 3-7 - Massa específica da areia. .................................................................................... 29

Figura 3-8 - Massa específica da borracha com tratamento. .................................................... 30

Figura 3-9 - Brita Granítica para o ensaio de material pulverulento. ....................................... 31

Figura 3-10 - Brita Calcária para o ensaio de material pulverulento........................................ 31

Figura 3-11 - Baldes com água de lavagem da brita calcária. .................................................. 32

Figura 3-12 - Material retido nas peneiras................................................................................ 33

Figura 3-13 - Determinação do comprimento e espessura da brita calcária. ............................ 33

Figura 3-14 - Determinação do comprimento e espessura da brita granítica. .......................... 33

Figura 3-15 - Brita granítica para ensaio de absorção de água. ................................................ 34

Figura 3-16 - Balde com água e brita calcária para ensaio de absorção de água. .................... 35

Figura 3-17 - Baldes com água e brita granítica para ensaio de absorção de água. ................. 35

Figura 3-18 - Brita calcária enxuta. .......................................................................................... 35

7

LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 4-1 – Curva granulométrica da borracha sem tratamento referente aos limites da zona

ótima. ........................................................................................................................................ 38

Gráfico 4-2 - Curva granulométrica da borracha sem tratamento referente aos limites da zona

utilizável. .................................................................................................................................. 39

Gráfico 4-3 – Curva granulométrica da borracha com tratamento referente aos limites da zona

ótima. ........................................................................................................................................ 42

Gráfico 4-4 - Curva granulométrica da borracha com tratamento referente aos limites da zona

utilizável. .................................................................................................................................. 42

Gráfico 4-5 – Curva granulométrica da areia referente aos limites da zona ótima. ................. 45

Gráfico 4-6 - Curva granulométrica da areia referente aos limites da zona utilizável. ............ 45

Gráfico 4-7 - Curva granulométrica da brita calcária referente aos limites da zona utilizável.48

Gráfico 4-8 - Curva granulométrica da brita granítica referente aos limites da zona utilizável.

.................................................................................................................................................. 52

8

LISTA DE TABELAS

Tabela 2-1 − Classificação do agregado miúdo quanto à dimensão......................................... 16

Tabela 2-2 - Classificação do agregado graúdo quanto à dimensão......................................... 18

Tabela 4-1 – Resultado da análise granulométrica da borracha sem tratamento. ..................... 37

Tabela 4-2 – Percentagem retida das amostras da borracha sem tratamento. .......................... 37

Tabela 4-3 - Percentagem retida e acumulada da borracha sem tratamento. ........................... 38

Tabela 4-4 – Resultado da análise granulométrica da borracha com tratamento. .................... 40

Tabela 4-5 – Percentagem retida das amostras da borracha com tratamento. .......................... 41

Tabela 4-6 - Percentagem retida e acumulada da borracha com tratamento. ........................... 41

Tabela 4-7 – Resultado da análise granulométrica da areia. .................................................... 44

Tabela 4-8 – Percentagem retida das amostras da areia. .......................................................... 44

Tabela 4-9 - Percentagem retida e acumulada da areia. ........................................................... 44

Tabela 4-10 – Resultado da análise granulométrica da brita calcária. ..................................... 47

Tabela 4-11 – Percentagem retida das amostras da brita calcária. ........................................... 47

Tabela 4-12 - Percentagem retida e acumulada da brita calcária. ............................................ 47

Tabela 4-13 – Resultado da análise granulométrica da brita granítica. .................................... 50

Tabela 4-14 – Percentagem retida das amostras da brita granítica........................................... 51

Tabela 4-15 - Percentagem retida e acumulada da brita granítica. ........................................... 51

9

LISTA DE SIGLAS E SÍMBOLOS

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS

CONAMA – CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE

IBAMA – INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS

NATURAIS RENOVÁVEIS

NaOH – HIDRÓXIDO DE SÓDIO

NBR – NORMA BRASILEIRA

UFERSA – UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO

10

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 12

1.1 OBJETIVO GERAL .................................................................................................. 13

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................... 13

2 REFERENCIAL TEÓRICO ..................................................................................... 14

2.1 CONCRETO .............................................................................................................. 14

2.1.1 Agregados ........................................................................................................... 14

2.1.1.1 Agregados miúdos .......................................................................................... 15

2.1.1.2 Agregados graúdos ......................................................................................... 17

2.2 BORRACHA DE PNEU ........................................................................................... 18

2.2.1 Recauchutagem ................................................................................................... 19

2.2.2 Propriedades da borracha de pneu em matriz de cimento .................................. 23

2.2.3 Resultados de pesquisas de borracha de pneu como substituição parcial ou total

do agregado miúdo ............................................................................................................ 24

3 MATERIAIS E MÉTODOS ...................................................................................... 27

3.1 PREPARAÇÃO DA BORRACHA DE PNEU ......................................................... 27

3.2 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA ............................................................................ 28

3.3 MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO MIÚDO ................................................. 29

3.4 MASSA UNITÁRIA ................................................................................................. 30

3.5 MATERIAL PULVERULENTO PARA O AGREGADO GRAÚDO ..................... 31

3.6 ÍNDICE DE FORMA DE AGREGADO GRAÚDO PELO MÉTODO DO

PAQUÍMETRO .................................................................................................................... 32

3.7 ENSAIOS DE MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA PARA

AGREGADO GRAÚDO ...................................................................................................... 34

3.8 DESGASTE POR ABRASÃO PARA AGREGADO GRAÚDO ............................. 35

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................................. 37

4.1 BORRACHA SEM TRATAMENTO ....................................................................... 37

4.1.1 Análise granulométrica da borracha sem tratamento ......................................... 37

4.1.2 Massa específica da borracha sem tratamento .................................................... 39

11

4.1.3 Massa unitária da borracha sem tratamento ....................................................... 39

4.2 BORRACHA COM TRATAMENTO ....................................................................... 40

4.2.1 Análise granulométrica da borracha pós-tratamento .......................................... 40

4.2.2 Massa específica da borracha pós-tratamento .................................................... 42

4.2.3 Massa unitária da borracha com tratamento ....................................................... 43

4.3 AREIA ....................................................................................................................... 43

4.3.1 Análise granulométrica da areia ......................................................................... 43

4.3.2 Massa específica da areia ................................................................................... 46

4.3.3 Massa unitária da areia ....................................................................................... 46

4.4 BRITA CALCÁRIA .................................................................................................. 46

4.4.1 Análise granulométrica da brita calcária ............................................................ 46

4.4.2 Massa unitária da brita calcária .......................................................................... 48

4.4.3 Material pulverulento da brita calcária ............................................................... 49

4.4.4 Índice de forma da brita calcária ........................................................................ 49

4.4.5 Massa específica e absorção de água da brita calcária ....................................... 49

4.4.6 Desgaste abrasão da brita calcária ...................................................................... 50

4.5 BRITA GRANÍTICA ................................................................................................ 50

4.5.1 Análise granulométrica da brita granítica ........................................................... 50

4.5.2 Massa unitária da brita granítica ......................................................................... 52

4.5.3 Material pulverulento da brita granítica ............................................................. 52

4.5.4 Índice de forma da brita granítica ....................................................................... 53

4.5.5 Massa específica e absorção de água da brita granítica ...................................... 53

4.5.6 Desgaste abrasão da brita granítica .................................................................... 54

4.6 ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE BORRACHA COM E SEM TRATAMENTO

E A AREIA ........................................................................................................................... 54

4.7 ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE BRITA CALCÁRIA E BRITA GRANÍTICA

....................................................................................................................................55

5 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 57

5.1 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS .......................................................... 58

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 59

APÊNDICE ............................................................................................................................. 63

12

1 INTRODUÇÃO

Diversos estudos têm sido realizados para a diminuição da poluição ambiental, com a

reutilização de materiais que em algum momento, se transformará em um resíduo

potencialmente danoso à saúde pública e a natureza, os quais agridem o meio ambiente, entre

outros, sendo os pneus, parte deste grupo indesejável (Gomes Filho, 2007).

A proteção do meio ambiente pela diminuição da poluição ambiental tem sido objeto

de grande preocupação entre as entidades governamentais. O Conselho Nacional do Meio

Ambiente (CONAMA) elaborou a resolução 258 em 1999, em que estabelece desde 2005 que

para cada quatro pneumáticos novos colocados no mercado brasileiro, as empresas

fabricantes e importadoras devem dar destinação final comprovada a cinco pneus inservíveis

(Freitas, 2007).

O aumento de veículos acarreta em maior consumo de energia necessária para a

fabricação de pneus. Uma técnica utilizada para aumentar a vida útil do pneu, e

consequentemente, diminuir o número deste no ambiente de forma inservível e danosa, é a

recauchutagem.

A recauchutagem e a remoldagem são processos conhecidos de reciclagem de pneus,

os quais aumenta a vida útil do pneu em 40%, mas geram resíduos, já que a banda de

rodagem é descartada para aplicação de uma nova camada (Freitas, 2007). Na atualidade

existem experimentos em alguns centros de pesquisas do país e do mundo visando aproveitar

a forma fibrilar das fibras curtas proveniente da recauchutagem como fibra para a

composição do concreto (Granzotto, 2010). A cidade de Mossoró, Rio Grande do Norte,

possui empresas de recauchutagem de pneus o que gera resíduos de borracha.

O concreto constitui o segundo insumo mais utilizado no planeta, ficando atrás apenas

da água (Mehta e Monteiro, 2008). Tecnologias que possibilitem a introdução de resíduos de

qualquer que seja o processo de manufatura de produtos, como agregado no concreto,

possibilitará um ganho ambiental. Neste contexto, verifica a disponibilidade do resíduo

gerado no processo de recauchutagem como agregado ao concreto seria uma justificativa

deste trabalho. Somado a isto, tem-se que um dos componentes deste insumo é a brita. Nossa

cidade possui uma grande disponibilidade de brita calcária diante do fato que o Rio Grande

do Norte, especificamente nas regiões de Mato Grande, Vale do Açu, Mossoró, Chapada do

13

Apodi e parte do Vale do Jaguaribe, no Ceará têm aflorando mais de 20 mil quilômetros

quadrados de rocha calcária, com espessura que varia de 50 a 400 metros, sendo esta a

matéria-prima para inúmeros produtos da construção civil, inclusive a brita. Com este

afloramento o Rio Grande do Norte possui a maior reserva de calcário do Brasil, segundo o

Instituto Brasileiro de Mineração (2011). No entanto, na região da cidade de Mossoró ocorre

uma rejeição para utilização da brita calcária em concretos, ocorrendo a preferência pela brita

granítica, mesmo essa possuindo o custo na região de aproximadamente o dobro em relação a

brita calcária.

Diante da questão ambiental da borracha de pneu e da rejeição do uso da brita calcária

na cidade de Mossoró, sugere-se o aproveitamento dos resíduos de borracha de pneu

proveniente da recauchutagem como agregado miúdo e a análise das características da brita

calcária em comparação com a brita granítica.

1.1 OBJETIVO GERAL

O trabalho tem como objetivo geral analisar de forma comparativa as características

entre as britas calcária e granítica, assim como, também, entre a areia e os resíduos de

borracha de pneu para utilização em concreto, conforme ABNT NBR 7211/2005.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Para atingir o objetivo geral do trabalho, tem-se como objetivos específicos realizar

ensaios de caracterização dos agregados miúdos, a areia e os resíduos de borracha de pneu,

como o ensaio de análise granulométrica dos agregados, massa específica, massa unitária, de

acordo com as normas vigentes de cada ensaio. Assim como, os ensaios de caracterização dos

agregados graúdos, britas calcária e a granítica, como o ensaio de análise granulométrica dos

agregados, massa unitária, determinação do material fino que passa através da peneira 75 um,

por lavagem (material pulverulento), índice de forma de agregado graúdo pelo método do

paquímetro, massas específicas e absorção de água, desgaste por abrasão. Além de efetuar a

análise comparativa entre os resultados dos ensaios para brita calcária e brita granítica, assim

como entre a areia e os resíduos de borracha de pneu.

14

2 REFERENCIAL TEÓRICO

A questão da preocupação ecológica atual desperta para o estudo e o uso de materiais

de construção não convencionais oferecendo um destino a resíduos, como por exemplo, os

materiais compósitos com borracha. O material compósito é um produto em que dois ou mais

elementos são combinados em uma estrutura para obter vantagens e melhorias que nenhum

dos componentes poderia fornecer isoladamente (Cardoso et al, 2010). Os compósitos de

cimento são compostos por aglomerantes minerais, podendo conter agregados, que dão

origem a concretos, argamassas ou pastas (Escariz, 2008).

2.1 CONCRETO

O concreto é o material mais largamente utilizado em construção, normalmente feito

com a mistura de cimento Portland, areia, pedra e água (Mehta e Monteiro, 1994). O concreto

possui uma estrutura heterogênea e altamente complexa, macroscopicamente pode-se

sintetizar seu estudo em um material constituído de partículas de agregados englobados por

uma matriz porosa de pasta de cimento, com uma zona de transição entre as duas regiões. O

concreto é um material que consiste necessariamente de um meio contínuo aglomerante, no

qual estão mergulhados partículas ou fragmentos de agregados. (Mehta e Monteiro, 1994).

2.1.1 Agregados

Os agregados são matérias granulares, sem formas e volume definidos, de dimensões

e propriedades adequadas para uso em obras de engenharia civil. Para a indústria da

construção civil, os agregados são os insumos mais consumidos no mundo. Os agregados

podem ser classificados levando-se em conta a origem, a densidade e o tamanho dos

fragmentos (Iervolino, 2012).

Os agregados são classificados quanto à origem como natural ou artificial. O natural é

encontrado na natureza em estado de ser utilizado ou que necessita de pequeno

processamento. Como exemplos, pode-se citar a areia lavada e o seixo rolado extraído de

rios, etc. O agregado que após sua extração da natureza sofre um processo de industrialização

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com objetivo de atingir propriedade específica são classificados como artificial. Pode-se citar

como agregados artificiais a pedra britada, pó de pedra (areia artificial), vermiculita, etc.

(Rodrigues, 2012).

Considerando a densidade, existem agregados pesados (barita, magnetita); agregados

normais (brita, areia, cascalho); agregados leves (pedra-pomes, vermiculita). Quanto ao

tamanho dos fragmentos têm-se os agregados miúdos, como por exemplo, as areias de origem

natural encontradas como fragmentos, ou resultante de britagem; e agregados graúdos, como

por exemplo, os cascalhos e as britas (Iervolino, 2012).

2.1.1.1 Agregados miúdos

Os agregados para serem classificados como miúdos devem possuir diâmetro máximo

de 4,75 mm até diâmetro mínimo de 150 μm, sendo assim, devem passar pela peneira número

4, de malha 4,75 milímetros e ficarem retidas na peneira de malha 150 μm, conforme a NBR-

7211 (ABNT, 1982).

2.1.1.1.1 Areia

Areia é uma substância natural, derivada da desagregação de rochas. Todas as rochas,

praticamente, são passiveis de resultar em areias pela desagregação mecânica, sendo que são

mais favoráveis as rochas com altos teores de quartzo, uma vez que esse mineral restará como

resíduo, após a decomposição física e/ou química. As areias são constituídas principalmente

por quartzo, mineral de fórmula geral SiO2, amplamente distribuído na crosta terrestre,

constituindo aproximadamente 12% dela. Dependendo da granulometria e grau de pureza, as

areias têm empregos específicos, como exemplo as areias mais grosseiras e com maior

impureza se utilizam na construção civil (Iervolino, 2012). Na figura 2-1 ilustra amostras de

areias com granulometria fina, média e grossa.

16

Figura 2-1 – Amostra de Areia Fina, Média e Grossa.

(Fonte: http://www.jfpremoldados.com.br. Acesso em 8 de abril, 2012)

A areia, usada como agregado miúdo na confecção de argamassas e concretos é um

material de baixo custo, existente em grande quantidade na natureza. A Tabela 2-1 mostra a

classificação dos agregados miúdos conforme apresentado na NBR-7211 (ABNT, 1982).

Tabela 2-1 − Classificação do agregado miúdo quanto à dimensão.

Tipo de areia

Tamanho Nominal (mm)

Mínima Máxima

Muito Fina 0,15 0,6

Fina 0,6 1,2

Média 1,2 2,4

Grossa 2,4 4,8

(Fonte: Rodrigues, 2012)

http://www.jfpremoldados.com.br/

17

2.1.1.2 Agregados graúdos

O agregado para ser considerado graúdo 95% da sua massa deve ser retido na peneira

de 4,8 mm e passar na peneira de 152 mm, de acordo com a NBR-7211 (ABNT, 1982).

2.1.1.2.1 Brita

A pedra britada é classificada como agregado de origem artificial, de tamanho graúdo.

Tendo como área fonte as pedreiras, que exploram rochas cristalinas com solos pouco

espessos de cobertura, no estado físico sem muita alteração, de preferência aquela contendo

rochas quartzo – feldspáticas como os granitos, gnaisses. Porém, às vezes, rochas como o

basalto e calcários microcristalinos, também são explorados para essa finalidade. A textura da

rocha fonte deve ser coesa e não muito grossa, com baixa porosidade, ausência de plano de

fraqueza ou estrutura isotrópica. Não é recomendável utilizar rochas xistosas, com

acamamento, foliações finas, micro fraturas (Iervolino, 2012).

Figura 2-2 - Amostras de britas.

(Fonte: Rodrigues, 2012).

Para a classificação de acordo com a granulometria, a pedra britada passa por

peneiras, sendo classificadas em brita 0, 1, 2, 3, e etc. A Figura 2-2 representa amostras de

britas variando a granulometria entre 0 e 3. A Tabela 2-2 apresenta a classificação dos

agregados graúdos conforme apresentado na NBR-7211 e na NBR-7225 (ABNT, 1982) e a

classificação comercial utilizada pelas pedreiras.

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Tabela 2-2 - Classificação do agregado graúdo quanto à dimensão.

Pedra britada

numerada

NBR-7211/NBR-7225 Comercial

Tamanho Nominal

Malha da peneira (mm)

Número Mínima Máxima Mínima Máxima

Brita 0 - - 4,8 9,5

Brita 1 4,8 12,5 9,5 19,0

Brita 2 12,5 25,0 19,0 38,0

Brita 3 25,0 50,0 38,0 50,0

Brita 4 50,0 76,0 50,0 76,0

Brita 5 76,0 100,0

Obs.: Para efeito de dosagem pode-se utilizar o dmáx=

25 mm para uma mistura de brita 1 + brita 2.

>76 mm considera pedra de mão

(Fonte: Rodrigues, 2012)

A pedra britada possui uso mais difundido para a confecção do concreto. A escolha da

dimensão do agregado graúdo ocorre em função da dimensão da peça a ser concretada

(geometria da estrutura), bem como da densidade de armadura da seção transversal

(Rodrigues, 2012).

2.2 BORRACHA DE PNEU

Na Alemanha criou-se a tecnologia para fabricar borracha sintética a partir do

petróleo. A borracha sintética, apesar de ser muito parecida com a borracha natural, não é tão

19

resistente ao calor e fragiliza-se com a rápida mudança de temperatura. Diante desse motivo,

os elementos de borracha sintética são sempre constituídos de uma parcela da borracha

natural (Bruxel, 2009).

Segundo a Recicloteca apud Bruxel (2009), no Brasil, a maior parte da borracha

produzida industrialmente é usada na fabricação de pneus, correspondendo a 70% da

produção. O Brasil produz cerca de 45 milhões de pneus por ano, sendo que quase um terço

da produção é exportado para 85 países e o restante utilizado nos veículos nacionais

(Rodrigues et al, 2006).

A regulamentação no Brasil, para a destinação final dos pneus inservíveis, foi

publicada em Diário Oficial da República Federativa do Brasil em 2 de dezembro de 1999

(Resolução 258, de 26 de agosto de 1999, do Conselho Nacional do Meio Ambiente -

CONAMA, 1999). O CONAMA elaborou a resolução 258 em 1999 com o objetivo de

minimizar os danos ao meio ambiente causados pela disposição inadequada dos pneus

inservíveis. Tal resolução trata da destinação final aos pneumáticos inservíveis, de forma

ambientalmente adequada e segura, dispondo sobre a responsabilidade, tempo e quantidade

para a coleta e reciclagem de pneus. Segundo esta resolução, desde 2005 para cada quatro

pneumáticos novos colocados no mercado brasileiro, as empresas fabricantes e importadoras

devem dar destinação final comprovada, diante do Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e

dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA), a cinco pneus inservíveis (Freitas, 2007).

Os pneus de automóveis são, geralmente, compostos por cerca de 16% a 20% de

borracha natural e de 26% a 31% de borracha sintética, enquanto pneus de caminhões são

compostos por cerca de 31 a 33% de borracha natural e de 16 a 21% de borracha sintética. O

pneu de automóvel, com peso aproximado de 10,5 kg, possui 27% de borracha sintética, 20%

de borracha natural, 25% de negro-de-fumo, 14% de produtos químicos, 10% de aço e 4% de

poliéster e náilon em relação ao peso total do pneu (Goodyear, 1999 apud Oda e Fernandes

Júnior, 2001).

2.2.1 Recauchutagem

Há muito tempo se desenvolveu o processo de reforma de pneus usados com o

objetivo de aumentar o tempo de vida dos pneus automotivos, colaborando para a

20

minimização dos impactos associados ao descarte do pneu automotivo. A reforma consiste

em substituir a banda de rodagem velha e desgastada por uma banda de rodagem nova através

de processos industriais, como:

a) Recapagem, processo de reconstrução do pneu através da substituição da

banda de rodagem;

b) Recauchutagem, processo de reconstrução do pneu através da substituição

da banda de rodagem e dos ombros;

c) Remoldagem, processo de reconstrução do pneu através da substituição da

banda de rodagem, dos ombros e de toda a superfície de seus flancos

(Kamimura, 2002).

A figura 2-3 ilustra as partes constituintes do pneu.

Figura 2-3 – Partes do pneu.

(Fonte: www.pneusost.com. Acesso em 19 de Agosto de 2013.)

De acordo com o Grupo Ivo (2014), o processo de recauchutagem é composto por

várias etapas, como a limpeza geral, inspeção inicial, raspagem, preparação da carcaça,

aplicação da banda de rodagem e inspeção final.

http://www.pneusost.com/

21

A limpeza geral dos pneus é efetuada com escovas de aço rotativas para diminuir os

resíduos, facilitando a inspeção inicial e preparando a carcaça para pintura final, dando um

melhor aspecto no acabamento final do pneu após recapado. A inspeção inicial é uma etapa

importantíssima para o processo, é a mesma que determina se a carcaça usada apresenta

condições de ser recauchutada, sendo o corpo do pneu isento de defeitos de fabricação, danos

irreparáveis ou uso excessivo.

A banda de rodagem gasta é removida da carcaça do pneu por meio do processo de

raspagem. A carcaça é montada sobre um polidor e é inflada. Essa máquina através de uma

raspadeira retira a banda de rodagem gasta e processa o polimento da superfície do corpo do

pneu conforme as especificações corretas de formato, tamanho e textura. Cada modelo de

pneu apresenta um acabamento pré-determinado em termos de largura, contorno e raio. A

carcaça do pneu recebe um polimento de acordo com seu formato particular, o que permitira

um melhor contato da banda de rodagem com o solo.

Os danos que permanecem na carcaça, mesmo depois de sofrer a raspagem, são

eliminados através da preparação da carcaça. Depois que os reparos foram feitos, a carcaça

polida esta pronta para receber uma nova banda de rodagem. Existem dois tipos de processos

de vulcanização usados para fixar a nova banda à carcaça do pneu: o processo a frio sendo o

método mais eficiente, e a quente, que demanda menos espaço e oferece um ganho de

produtividade (Lagarinhos e Tenório, 2008).

Na recauchutagem a frio, após os reparos das carcaças, são utilizadas bandas pré-

curadas que são coladas nas mesmas, na qual são utilizados outros componentes para o reparo

e união entre a carcaça e a banda de rodagem, que são: o coxim, que é uma lâmina fina de

borracha que vai entre a carcaça e a banda pré-curada; e o cordão de borracha utilizado para

preencher furos e danos estruturais do pneu. No processo a frio os pneus são vulcanizados em

autoclaves, não necessitando de moldes para a formação do desenho no pneu, o desenho já

está prévulcanizado nas bandas de rodagem a serem aplicadas nas carcaças dos pneus já

reparadas. A recauchutagem a quente utiliza uma manta de borracha, sendo necessária a

utilização de moldes para a vulcanização e a formação do desenho na banda de rodagem

(Lagarinhos e Tenório, 2008). A figura 2-4 ilustra a aplicação da nova camada de borracha no

processo de recauchutagem.

22

Figura 2-4 – Recauchutagem.

(Fonte: www.minassemlixoes.org.br. Acesso em 22 de agosto de 2013.)

A última etapa no processo de recauchutagem é a inspeção final. Nesse estágio de

fabricação, todos os pneus recauchutados são inspecionados para assegurar que o produto

está qualificado e seguro. Após aprovação, o pneu recebe a pintura para ganhar melhor

aparência.

A reciclagem, através de processos de recauchutagem e a remoldagem, pode devolver

ao processo produtivo um insumo regenerado por menos da metade do custo da borracha

natural ou sintética. Além da diminuição do custo, a reciclagem economiza energia e petróleo

usado como matéria-prima virgem para obtenção da borracha (Rodrigues et al, 2006).

Segundo dados do CEMPRE (2003) apud Freitas (2007), 70% dos pneus que formam a frota

de carga e de passageiros do Brasil são recauchutados. A recauchutagem aumenta a vida útil

do pneu em até 40%, entretanto origina resíduos poluentes e de difícil degradação, uma vez

que ocorre a aplicação de uma nova camada e a banda de rodagem, já desgastada pelo uso, é

descartada, a qual acaba parando nos lixões, na beira de rios e estradas, e até no quintal das

casas, onde acumulam água que atrai insetos transmissores de doenças, além da geração de

resíduos de borracha de pneu através da raspagem (Freitas, 2007).

As raspas de pneu dispensam a fase de trituração do pneu, o que a torna

economicamente mais viáveis para reciclagem. A borracha oriunda da raspagem apresenta

poucas impurezas, como óleos, fibras de náilon e aço ou devidas ao uso do pneu (Freitas,

2007).

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23

2.2.2 Propriedades da borracha de pneu em matriz de cimento

Pesquisas demonstraram que a adição de borracha moída ao concreto provoca a perda

da resistência à compressão, no entanto produz vários benefícios que compensariam,

especialmente em projetos que não se destinam à cargas pesadas, como a inclusão de

reduções em expansões térmicas, assim como encolhimento durante a secagem e fragilidade,

proporcionando mais resistência aos danos causados pelo congelamento e descongelamento,

assim como, a obtenção de um material de construção mais flexível. O concreto flexível é

mais resistente ao impacto, isolante térmico e acústico que o concreto convencional, o que

viabiliza a aplicação de concreto flexível em pisos e fundações, para instalação de máquinas-

ferramentas, absorvedores de choque quando de terremotos, isolantes térmicos e acústicos. A

mistura de borracha de pneu moída tratada com hidróxido de sódio (NaOH), para melhorar a

aderência à matriz de cimento, e pasta de cimento resulta num composto resistente à abrasão

e à flexão, propriedades consideradas importantes do ponto de vista mecânico (Kamimura,

2002).

O resíduo granular gerado na recauchutagem e os restos de pneus moídos podem ser

aplicados na composição de asfalto de maior elasticidade e durabilidade (CEMPRE, 2000

apud Kamimura, 2002). Muitas são as vantagens previstas em função da incorporação de

borracha de pneus usados a um cimento asfáltico, como: a redução do envelhecimento, já que

a presença de antioxidantes e carbono na borracha dos pneus que é incorporada ao cimento

asfáltico proporciona uma redução do envelhecimento por oxidação; o aumento da

flexibilidade, em que misturas asfálticas com o ligante asfalto-borracha são mais flexíveis

que as misturas asfálticas convencionais, em virtude da maior concentração de elastômeros

na borracha de pneus; o aumento do ponto de amolecimento, no qual a adição de borracha faz

com que o ponto de amolecimento do ligante asfalto-borracha aumente em relação ao do

ligante convencional, o que significa um aumento da resistência ao acúmulo de deformação

permanente nas trilhas de rodas; a redução da susceptibilidade térmica, já que o uso de um

ligante asfalto-borracha proporciona misturas asfálticas mais resistentes às variações de

temperatura, em que resulta em um desempenho tanto a baixas quanto a altas temperaturas

melhores do que quando comparados com pavimentos construídos com ligante asfáltico

convencional (Oda e Fernandes Júnior, 2001).

24

2.2.3 Resultados de pesquisas de borracha de pneu como substituição parcial ou

total do agregado miúdo

A borracha de pneu pode ser empregada como isolante estrutural na construção civil,

podendo impedir a propagação de tensões, por exemplo, em regiões sujeitas a abalos

sísmicos, já que apresenta a capacidade de absorver energia 8.000 vezes maior que os metais

(Segre, 1999).

Macedo e Tubino (2004) analisaram a substituição em volume de parte do agregado

miúdo por uma porcentagem de borracha de pneu, proveniente do processo de recapagem,

iniciando com o teor de 15% como forma de definição para quatro dosagens. Dentre os

resultados obtidos observaram que as matrizes cimentícias com borracha incorporaram mais

ar que as matrizes de referência. Quanto à massa específica houve diminuição nas misturas

com borracha, em função da mesma apresentar massa específica inferior. No estado

endurecido, o concreto de referência apresentou valor inferior em 45% na resistência à tração

na flexão em relação ao concreto com borracha. Quanto ao módulo de elasticidade, o

concreto com borracha apresentou valores praticamente iguais em relação ao de referência.

Assim sendo, Macedo e Tubino (2004) concluíram que o teor de borracha deverá ser

diminuído em dosagens futuras para que se comprove a sua influência sobre incorporação do

ar e perda de resistências mecânicas.

Rosa et al (2007) avaliaram algumas propriedades de concretos com substituição

parcial de 5 e 10% em volume do agregado miúdo por resíduos de borracha de pneus

inservíveis, triturados em duas granulometrias. A análise do ensaio de índice de consistência

mostrou que a adição da borracha de pneu diminui a trabalhabilidade do concreto. A absorção

de água não traz alterações significativas para a adição em teores de até 10% de borracha. Os

ensaios referentes à resistência mecânica apresentaram valores mais baixos, as perdas na

resistência à compressão foram da ordem de 40% a 55%, com a adição da borracha de pneu

na mistura.

Gomes Filho (2007), verificou a viabilidade técnica e econômica de produtos de

concreto pré-fabricados, utilizando teores de borracha agregada entre 0 e 20% nas

granulometrias compreendidas entre 0,15 e 4,8 mm. O resultado para o concreto com adição

de 5% borracha apresentou resistência à compressão de 27,1 MPa, podendo ser utilizado em

pré-moldados com função estrutural. Os concretos com teores de 10% e 15 % de borracha

25

agregada apresentaram resistências à compressão de 20,3 e 19,0 MPa, respectivamente,

podendo ser empregados em obras não-estruturais. O concreto com o teor de 20% de

borracha agregada apresentou baixa resistência à compressão, sendo rejeitado seu uso em

pré-moldados. A análise econômica indicou para o concreto com teores de borracha ocorreu

uma redução de até 7,6% no custo se comparado com o concreto convencional. O concreto

com borracha apresentou inúmeras outras vantagens, além da viabilidade comercial, tais

como a redução do peso, o que facilita a manipulação e diminui o desgaste de equipamentos.

Kroth (2012) realizou medições, ensaios e testes utilizando-se corpos-de-prova de

concreto com incorporação de resíduo de borracha. O traço em que resultou em uma maior

resistência média à compressão foi o 1:2:0,5:2 (cimento CP-V, areia, borracha e brita nº 1), o

qual atingiu 14,38 MPa. As análises químicas mostraram que não há liberações de metais

pesados para o meio ambiente, conforme a NBR 10006 da ABNT. As propriedades

mecânicas analisadas dos concretos confeccionados com o uso da borracha tratada como

agregado fino não acrescentou nenhuma melhoria significativa. Pela microscopia eletrônica

constatou-se que o compósito com o resíduo de borracha tratada com NaOH 1Mol apresentou

uma maior aderência e melhor interação entre a borracha e a matriz de concreto, devido a

ausência de espaços vazios entre os componentes.

Santos (2005) estudou o comportamento do concreto com adição de fibras de borracha

nos teores de 1%, 2%, 3% produzidas na recauchutagem do pneu. A análise da temperatura

de fulgor revelou que as temperaturas de amolecimento e de combustão ocorrem em uma

faixa de temperatura em que o concreto já tem suas propriedades deficientes. Para pequenos

níveis do teor de borracha, quando se varia a quantidade de borracha, ocorrem altos níveis de

variação nas propriedades mecânicas. Observou-se a ocorrência de perdas percentuais nas

propriedades mecânicas de resistência a compressão, resistência a tração e no módulo de

elasticidade. Contudo, Santos (2005) observou que o concreto ficou com mais ductilidade, o

qual a borracha atribuiu ao concreto a capacidade de romper sem que houvesse movimentos

bruscos no pistão de carregamento. Para Hernadez-Olivares e Barluenga (2003) apud Santos

(2005), a diminuição provocada no módulo de elasticidade pode ser considerada favorável, já

que a diminuição do módulo de elasticidade proporciona uma diminuição da sonoridade e

mais conforto em pavimentos rígidos. Os valores de resistência à tração na flexão,

propriedade preponderante, encontrado por Santos (2005) se encontra entre 3 MPa e 5 MPa,

em que para o boletim técnico IBRACON (2001) apud Santos (2005) os valores dessa

26

resistência precisa estar entre essa faixa de valores. Santos (2005) observou um aumento na

deformação de ruptura de flexão do concreto e uma tendência de estabilização nos danos

causados pelo impacto, contudo em termos de tenacidade o aumento não foi significativo.

27

3 MATERIAIS E MÉTODOS

O presente trabalho estuda a avaliação da substituição da areia por resíduos de

borracha de pneu originados da recauchutagem, de acordo com a NBR 7211/2005, assim

como, a avaliação da brita calcária e brita granítica da região de Mossoró para fabricação de

concretos.

Os materiais utilizados nesta experiência laboratorial foram a areia e os resíduos de

borracha de pneu como agregado miúdo, e a brita calcária 1 e a brita granítica 1 como

agregado graúdo.

3.1 PREPARAÇÃO DA BORRACHA DE PNEU

A borracha de pneu utilizada na confecção dos corpos de provas foi oriunda da

VIPAL, empresa de reforma e reparo de pneus e câmaras de ar, localizada no município de

Mossoró/RN, a qual era resíduo do processo de recauchutagem de pneus. Realizou-se um

tratamento químico nas borrachas de pneu, com Hidróxido de Sódio (NaOH) 1mol baseado

em Segre (1999), Kroth (2012) e Rodriguez et al (2006). O tratamento da borracha consistiu

em imergir os resíduos de borracha de pneu em NaOH 1mol durante 20 minutos, mexendo a

cada 5 minutos. Decorrido o tempo de imersão, realizou a lavagem dos resíduos de borracha

de pneu sobre um coador de pano, em água corrente. A lavagem ocorreu retirando o sifão da

pia, para realizar a destinação correta dos resíduos da lavagem.

Segre (1999) comprovou a aderência química entre a borracha tratada com NaOH e á

matriz de cimento através da perda de massa por abrasão dos corpos de provas com 10% de

borracha de pneu tratada, a qual observou que equivalente ao controle e muito inferior aos

corpos de prova com borracha de pneu sem tratamento. Kroth (2012) verificou a ausência de

espaços vazios nos corpos de provas com borracha tratada com NaOH 1mol, concluindo que

o tratamento aplicado auxilia na aderência entre a borracha de pneu e a matriz de cimento.

Rodriguez et al (2006) observaram que a adição de NaOH 1mol na borracha fez aumentar a

hidrofilicidade da superfície da borracha com a matriz de cimento, além da elevação na

resistência do compósito no teste de compressão axial aos 90 dias, comprovando a eficiência

do tratamento.

28

3.2 ANÁLISE GRANULOMÉTRICA

A análise granulométrica da borracha sem tratamento e pós-tratamento com NaOH

1mol, areia, brita calcária e granítica realizou-se conforme NBR NM 248/2003. O ensaio de

análise granulométrica consistiu em manter 300g para a borracha (Figura 3-1 para a borracha

com tratamento e Figura 3-2 para a borracha sem tratamento), 500g para areia (Figura 3-5), e

5000 g para o agregado graúdo, sendo este a brita granítica (Figura 3-3) e calcária (Figura 3-

4), durante 10 minutos no agitador de peneiras eletromecânico (Figura 3-6) com a frequência

de vibração de 15. As peneiras utilizadas para o agregado miúdo foram as 4,75mm, 2,36mm,

1,18mm, 600µm, 300µm e 150µm. Enquanto para o agregado graúdo utilizou-se a 25mm,

19mm, 11,2mm, 9,5mm, 6,3mm e 4,75mm.

Figura 3-1 – Borracha de pneu tratada. Figura 3-2 - Borracha sem tratamento.

Figura 3-3 - Brita Granítica. Figura 3-4 - Brita Calcária.

29

Figura 3-5 – Areia. Figura 3-6 - Agitador de peneira

Após a agitação, realizou-se a verificação da massa de material retida em cada

peneira, com a ajuda de um pincel para a retirada do material, e em uma balança de precisão

de 0,01g para a borracha, de 0,1g para a areia e de 1g para os agregados graúdos.

3.3 MASSA ESPECÍFICA DO AGREGADO MIÚDO

A determinação da massa específica do agregado miúdo, sendo eles areia e os

resíduos de borracha de pneu com e sem tratamento com NaOH 1mol, ocorreu por meio do

frasco de Chapman, conforme a ABNT NBR 9776/1987. O ensaio da massa específica

consiste em colocar água no frasco (até marca de 200 cm³), em seguida introduz 500g de

agregado seco, com a ajuda do funil, agita-se até eliminar as bolhas de ar, e finalmente,

efetua-se a leitura do nível atingido pela água, conforme Figura 3-7 ilustra para areia.

Figura 3-7 - Massa específica da areia.

30

No entanto, como a borracha de pneu possui uma densidade menor do que a água

utilizou-se 375 ml de querosene como líquido para esse ensaio e a quantia de 50 gramas de

borracha pós-tratamento, conforme ilustra a Figura 3-8, e para a borracha sem tratamento

utilizou-se 350 ml de querosene como líquido para esse ensaio e a quantia de 50 gramas de

borracha.

Figura 3-8 - Massa específica da borracha com tratamento.

3.4 MASSA UNITÁRIA

A determinação da massa unitária dos agregados, sendo eles areia, os resíduos de

borracha de pneu com e sem tratamento com NaOH 1mol, brita granítica e calcária, ocorreu

conforme a ABNT NBR 7251/1982, apesar de a mesma ter sido cancelada e substituída pela

ABNT NBR NM 45/2006, o laboratório utilizado não dispõe de equipamentos necessários

para a realização da mesma. O ensaio da massa unitária consiste em secar previamente o

material ao ar, em seguida lançar o agregado a uma altura de 10 a 12 cm do recipiente,

preenchendo-o totalmente, rasa-se o agregado miúdo com horizontais de haste metálica,

evitando comprimir o agregado, e determina-se sua massa.

31

3.5 MATERIAL PULVERULENTO PARA O AGREGADO GRAÚDO

A determinação do teor de material pulverulento para agregado graúdo, sendo eles

brita calcária e granítica, ocorreu conforme item 8 da ABNT NBR NM 46/2001. O ensaio de

material pulverulento consiste em secar a amostra em estufa (100°C a 110°C) até massa

constante, por aproximadamente 24 horas, e registrar a massa na qual se utilizou 2500g

(conforme Figura 3-9 para brita granítica e Figura 3-10 para brita calcária) de cada tipo de

brita conforme a dimensão máxima característica, em seguida coloca-se a amostra no

recipiente e adicionar água até cobri-la e agita-se a amostra vigorosamente até que o material

pulverulento fique em suspensão. Imediatamente, escoa-se a água de lavagem sobre as

peneiras, colocadas em ordem de diâmetro crescente, de baixo para cima, adiciona-se uma

segunda quantidade de água ao recipiente, agita-se e verte-se a água sobre as peneiras. Deve

repetir a operação até que a água de lavagem fique clara, comparando-se visualmente a sua

limpidez com uma água limpa, usando os dois béqueres. Depois retorna todo o material retido

nas peneiras sobre a amostra lavada, seca o agregado lavado em estufa e determina a massa

restante. A Figura 3-11 ilustra a água de lavagem da brita calcária.

Figura 3-9 - Brita Granítica para o ensaio

de material pulverulento.

Figura 3-10 - Brita Calcária para o ensaio

de material pulverulento.

32

Figura 3-11 - Baldes com água de lavagem da brita calcária.

3.6 ÍNDICE DE FORMA DE AGREGADO GRAÚDO PELO MÉTODO DO

PAQUÍMETRO

A determinação do índice de forma pelo método do paquímetro de agregado graúdo,

sendo eles brita calcária e granítica, ocorreu conforme a ABNT NBR 7809/83. O ensaio de

índice de forma consistiu em secar o material em estufa até constância de peso, depois

determina-se a composição granulométrica do agregado de acordo com o método NBR 7217,

calcula-se, para cada fração, o número de grãos necessários para o ensaio, conforme equação

abaixo:

(1)

Onde:

Ni = número de grãos para medição da fração i;

Fi = porcentagem retida individual da fração i;

F1 +F2 + ... + Fi + ... + Fn = soma das porcentagens retidas individuais das frações que serão

medidas;

200 = número total de grãos necessários para o ensaio.

Em seguida, quarteia-se cada fração até obter a quantidade necessária de material, a

qual para a brita granítica é de 31 unidades para a retida na peneira 9,5mm, 155 para a

11,2mm e 14 para a peneira 19mm. Enquanto que a brita calcária resultou em 35 unidades

para o material retido na peneira 9,5mm, 156 para a peneira 11,2mm e 9 para a peneira 19mm

(Figura 3-12 ilustra a quantidade retida nas peneiras de cada material). E então determinar,

com aproximação de 0,1 mm com um paquímetro, as dimensões do comprimento e espessura

33

de cada grão. A Figura 3-13 ilustra o ensaio para a brita calcária e Figura 3-14 o ensaio para a

brita granítica.

Figura 3-12 - Material retido nas peneiras.

Figura 3-13 - Determinação do comprimento e espessura da brita calcária.

Figura 3-14 - Determinação do comprimento e espessura da brita granítica.

34

3.7 ENSAIOS DE MASSA ESPECÍFICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA PARA

AGREGADO GRAÚDO

A determinação da massa específica e absorção de água para agregado graúdo, sendo

eles, brita calcária e granítica, ocorreu conforme ABNT NBR NM 53/2003. O ensaio

consistiu em submergir 3000g de brita calcária e de brita granítica (Figura 3-15) em água à

temperatura ambiente num período de 20 a 28 horas (Figura 3-16 para a brita calcária e Figura

3-17 para brita granítica), depois retira-se a amostra da água e envolve-a em pano absorvente

até que o brilho da água seja eliminado da superfície, mas evitando que a água dos poros

também evapore, em seguida determina-se, imediatamente, a massa da amostra saturada

superfície seca (sss) com precisão de 1 g (Figura 3-18 para brita calcária) e coloca-se a

amostra no cesto de arame, submerge-se em água a temperatura de (23 +- 2) °C e pesa-se em

água utilizando a balança hidrostática. No entanto, não foi possível a realização da pesagem

em balança hidrostática devido a falta deste equipamento adequado no laboratório, realizando

assim, apenas a absorção de água dos agregados. Contudo, utilizaremos os resultados para a

massa específica cedidos pelo Professor Francisco Alves da Silva Júnior do seu trabalho, em

andamento, para tese de seu doutorado.

Figura 3-15 - Brita granítica para ensaio de absorção de água.

.

35

Figura 3-16 - Balde com água e brita

calcária para ensaio de absorção de água.

Figura 3-17 - Baldes com água e brita

granítica para ensaio de absorção de água.

Figura 3-18 - Brita calcária enxuta.

3.8 DESGASTE POR ABRASÃO PARA AGREGADO GRAÚDO

A determinação do desgaste por abrasão para agregado graúdo, sendo eles brita

calcária e granítica, ocorreu conforme a ABNT NBR NM 51/2001 de ensaio de abrasão "LOS

ANGELES". O ensaio de abrasão consiste em pesar, com precisão de 1 g, a amostra obtida,

secá-la em estufa e colocá-la, juntamente com a carga abrasiva, dentro do tambor. Fazer o

tambor girar a uma velocidade compreendida entre 30 rpm e 33 rpm, até completar 500

rotações, em seguida retira-se o material do tambor e peneira-o na peneira com abertura de

malha de 1,7 mm, lava-se e coloca para secar em estufa a (107,5±2,5)°C a fração retida na

peneira e depois pesa-se em uma balança com precisão de 1 g. No entanto, não foi possível a

realização desse ensaio devido a falta de material. Contudo, utilizaremos os resultados

36

cedidos pelo Professor Francisco Alves da Silva Júnior do seu trabalho, em andamento, para

tese de seu doutorado.

37

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 BORRACHA SEM TRATAMENTO

4.1.1 Análise granulométrica da borracha sem tratamento

Realizou-se um total de 2 ensaios da análise granulométrica da borracha sem

tratamento, em que obteve o resultado de duas amostras os valores de percentagem retida

individualmente não diferente de mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de malha,

conforme determina o item 6.1.1 da NBR NM 248/2003. Os resultados obtidos em cada

ensaio estão presentes na Tabela 4-1.

Tabela 4-1 – Resultado da análise granulométrica da borracha sem tratamento.

PENEIRA Amostra 1 (g) Amostra 2 (g)

4,75 6,06 5,48

2,36 28,58 25,54

1,18 202,43 193,81

600 48,04 57,23

300 10,74 14,55

150 2,93 2,64

FUNDO 0,16 0,14

As porcentagem retida em cada peneira das amostras 1 e 2 estão contidas na Tabela 4-

2.

Tabela 4-2 – Percentagem retida das amostras da borracha sem tratamento.

PENEIRA Percentagem 1 (%) Percentagem 2 (%)

4,75 2,03 1,83

2,36 9,56 8,53

1,18 67,72 64,73

600 16,07 19,12

300 3,59 4,86

150 0,98 0,88

FUNDO 0,05 0,05

38

As percentagens médias das amostras, a retida e a acumulada, estão contidas na Tabela

4-3.

Tabela 4-3 - Percentagem retida e acumulada da borracha sem tratamento.

PENEIRA Percentagem

média retida (%)

Percentagem

média retida

acumulada (%)

4,75 1,93 1,93

2,36 9,05 10,97

1,18 66,23 77,20

600 17,59 94,79

300 4,23 99,02

150 0,93 99,95

FUNDO 0,05 100,00

A partir do ensaio de análise granulométrica da borracha sem tratamento obteve-se, de

acordo com a NBR NM 248/2003, o módulo de finura o resultado de 3,84 e para a dimensão

máxima característica da borracha sem tratamento a dimensão de 4,75 mm.

A curva granulométrica da borracha sem tratamento referente aos limites ótimos está

exposta no Gráfico 4-1. Enquanto que a curva granulométrica referente aos limites utilizáveis

está exposta no Gráfico 4-2.

Gráfico 4-1 – Curva granulométrica da borracha sem tratamento referente aos limites da zona

ótima.

39

Gráfico 4-2 - Curva granulométrica da borracha sem tratamento referente aos limites da zona

utilizável.

4.1.2 Massa específica da borracha sem tratamento

Realizou-se um total de 2 ensaios da massa específica pelo frasco de Chapman da

borracha sem tratamento, o qual realizou-se conforme NBR 9776/1987. As leituras obtidas

através do frasco Chapman foi de 390 cm³ e 390,5 cm³, pelos quais calcula-se a massa

específica da areia conforme item 7.1 da NBR 9776/1987, resultando em 1,250 g/cm³ e

1,235g/cm³, respectivamente, atendendo assim ao item 7.2 da NBR 9776/1987, o qual

restringe que duas determinações não deve diferir entre si de mais de 0,05g/cm³ No entanto, a

média das massas específica da borracha sem tratamento corresponde a 1,243g/cm³.

4.1.3 Massa unitária da borracha sem tratamento

Realizou-se um total de 3 ensaios da massa unitária da borracha sem tratamento, o

qual realizou-se conforme NBR 7251/1982. As massas obtidas com os três ensaios foi de

8,75kg, 8,85kg e 8,85kg, pelos quais calcula-se a massa do agregado, sendo este a diferença

entre o recipiente seco e vazio. O recipiente utilizado possui a massa de 3,3kg e volume de

40

15dm³. A massa unitária é a razão entre a massa de agregado e o volume do mesmo conforme

item 6.1 da NBR 7251/1982, resultando, para as 3 verificações, a massa unitária de

0,36kg/dm³, 0,37kg/dm³ e 0,37kg/dm³, respectivamente, concluindo na massa unitária de

0,37kg/dm³, conforme item 6.1 da NBR 7251/1982 que determina a massa unitária como a

média das três determinações, e atendendo assim ao item 6.2 da NBR 7251/1982, o qual

restringe que duas determinações não deve diferir da média de mais de 1%.

4.2 BORRACHA COM TRATAMENTO

4.2.1 Análise granulométrica da borracha pós-tratamento

Os resultados obtidos para essa análise foi cedido pelo professor Francisco Alves da

Silva Júnior, do seu trabalho, em andamento, para a tese de seu doutorado. Realizou-se um

total de 2 ensaios da análise granulométrica da borracha sem tratamento, em que obteve o

resultado de duas amostras os valores de percentagem retida individualmente não diferente de

mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de malha, conforme determina o item 6.1.1 da

NBR NM 248/2003. Os resultados obtidos em cada ensaio estão presentes na tabela 4-4.

Tabela 4-4 – Resultado da análise granulométrica da borracha com tratamento.

Peneira Amostra

1 (g)

Amostra

2 (g)

4,75 15,15 14,00

2,36 14,73 14,96

1,18 87,27 86,06

600 101,33 102,11

300 50,60 52,27

150 23,82 23,70

FUNDO 6,60 6,61

As porcentagem retida em cada peneira das amostras 6 e 7 estão contidas na Tabela 4-

5.

41

Tabela 4-5 – Percentagem retida das amostras da borracha com tratamento.


4,75 5,06 4,67

2,36 4,92 4,99

1,18 29,13 28,71

600 33,82 34,06

300 16,89 17,43

150 10,04 10,00

FUNDO 0,15 0,14


4-6.

Tabela 4-6 - Percentagem retida e acumulada da borracha com tratamento.

PENEIRA Percentagem

média retida (%)

Percentagem

média retida

acumulada (%)

4,75 4,86 4,86

2,36 4,95 9,82

1,18 28,92 38,73

600 33,94 72,67

300 17,16 89,83

150 10,02 99,85

FUNDO 0,15 100,00

A partir do ensaio de análise granulométrica da borracha tratada obteve-se, de acordo

com a NBR NM 248/2003, para o módulo de finura o resultado de 3,16 e para a dimensão

máxima característica da borracha tratada a dimensão de 4,75 mm.

A curva granulométrica da borracha com tratamento referente aos limites ótimos está

exposta no Gráfico 4-3. Enquanto que a curva granulométrica referente aos limites utilizáveis

está exposta no Gráfico 4-4.

42

Gráfico 4-3 – Curva granulométrica da borracha com tratamento referente aos limites da zona

ótima.

Gráfico 4-4 - Curva granulométrica da borracha com tratamento referente aos limites da zona

utilizável.

4.2.2 Massa específica da borracha pós-tratamento


borracha pós-tratamento, o qual realizou-se conforme NBR 9776/1987. As leituras obtidas

43

através do frasco Chapman foi de 419 cm³ e 418,5 cm³, pelos quais calcula-se a massa

específica da areia conforme item 7.1 da NBR 9776/1987, as quais foram de 1,136/cm³ e

1,149g/cm³, respectivamente, atendendo assim ao item 7.2 da NBR 9776/1987, o qual

restringe que duas determinações não deve diferir entre si de mais de 0,05g/cm³. No entanto, a

média das massas específica da borracha com tratamento corresponde a 1,143g/cm³.

4.2.3 Massa unitária da borracha com tratamento

Realizou-se um total de 3 ensaios da massa unitária da borracha com tratamento, o

qual realizou-se conforme NBR 7251/1982. As massas obtidas com os três ensaios foi de

8,75kg, 8,85kg e 8,85kg, pelos quais calcula-se a massa do agregado, o qual é a diferença

entre o recipiente seco e vazio. O recipiente utilizado possui a massa de 3,3kg e volume de

15dm³. A massa unitária é a razão entre a massa de agregado e o volume do mesmo conforme

item 6.1 da NBR 7251/1982, resultando, para as 3 verificações, a massa unitária de

0,36kg/dm³, 0,37kg/dm³ e 0,37kg/dm³, respectivamente, concluindo na massa unitária de

0,37kg/dm³, conforme item 6.1 da NBR 7251/1982 que determina a massa unitária como a

média das três determinações, e atendendo assim ao item 6.2 da NBR 7251/1982, o qual

restringe que duas determinações não deve diferir da média de mais de 1%.

4.3 AREIA

4.3.1 Análise granulométrica da areia

Realizou-se um total de 2 ensaios da análise granulométrica da areia para poder obter

o resultado em que duas amostras os valores de percentagem retida individualmente não

diferir de mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de malha, conforme determina o item

6.1.1 da NBR NM 248/2003. Os resultados obtidos em cada ensaio estão presentes na Tabela

4-7.

44

Tabela 4-7 – Resultado da análise granulométrica da areia.

PENEIRA Amostra 1 (g) Amostra 2 (g)

4,75 45 34,2

2,36 54,3 52,9

1,18 87,7 88,4

600 117,8 118,5

300 114,8 124,1

150 62,8 66,9

FUNDO 16,2 13,9

As percentagens retida em cada peneira das amostras 1 e 2 estão contidas na Tabela 4-

8.

Tabela 4-8 – Percentagem retida das amostras da areia.


4,75 9,03 6,86

2,36 10,89 10,60

1,18 17,59 17,72

600 23,63 23,75

300 23,02 24,87

150 12,60 13,41

FUNDO 3,25 2,79


4-9.

Tabela 4-9 - Percentagem retida e acumulada da areia.

PENEIRA Percentagem

média retida (%)

Percentagem

média retida

acumulada (%)

4,75 7,94 7,94

2,36 10,75 18,69

1,18 17,65 36,34

600 23,69 60,03

300 23,95 83,98

150 13,00 96,98

FUNDO 3,02 100,00

45

A partir do ensaio de análise granulométrica da areia sem passar previamente a peneira

4,75mm obteve-se, de acordo com a NBR NM 248/2003, para o módulo de finura o resultado

de 3,04 e para a dimensão máxima característica da areia a dimensão de 4,75 mm.

A curva granulométrica da areia referente aos limites ótimos está exposta no Gráfico

4-5. Enquanto que a curva granulométrica referente aos limites utilizáveis está exposta no

Gráfico 4-6.

Gráfico 4-5 – Curva granulométrica da areia referente aos limites da zona ótima.

Gráfico 4-6 - Curva granulométrica da areia referente aos limites da zona utilizável.

46

4.3.2 Massa específica da areia


areia, o qual realizou-se conforme NBR 9776/1987. As leituras obtidas através do frasco

Chapman foi de 392 cm³ e 391,7 cm³, pelos quais calcula-se a massa específica da areia

conforme item 7.1 da NBR 9776/1987, as quais foram de 2,604g/cm³ e 2,608g/cm³,

respectivamente, atendendo assim ao item 7.2 da NBR 9776/1987, o qual restringe que duas

determinações não deve diferir entre si de mais de 0,05g/cm³. No entanto, a média das massas

específica da areia corresponde a 2,606g/cm³.

4.3.3 Massa unitária da areia

Realizou-se um total de 3 ensaios da massa unitária da areia, o qual realizou-se

conforme NBR 7251/1982. As massas obtidas com os três ensaios foi de 26,7kg para as três

verificações, pelos quais calcula-se a massa do agregado, o qual é a diferença entre o

recipiente seco e vazio. O recipiente utilizado possui a massa de 3,3kg e volume de 15dm³. A

massa unitária é a razão entre a massa de agregado e o volume do mesmo conforme item 6.1

da NBR 7251/1982, resultando, para as 3 verificações, a massa unitária de 1,56kg/dm³,

atendendo assim ao item 6.2 da NBR 7251/1982, o qual restringe que duas determinações não

deve diferir da média de mais de 1%.

4.4 BRITA CALCÁRIA

4.4.1 Análise granulométrica da brita calcária

Realizou-se um total de 2 ensaios da análise granulométrica da brita calcária para obter

o resultado em que duas amostras os valores de percentagem retida individualmente não

diferir de mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de malha, conforme determina o item

6.1.1 da NBR NM 248/2003. Os resultados obtidos em cada ensaio estão presentes na Tabela

4-10.

47

Tabela 4-10 – Resultado da análise granulométrica da brita calcária.

PENEIRA Amostra 1

(kg)

Amostra 2

(kg)

25 0 0

19 0,184 0,128

11,2 3,194 3,38

9,5 0,706 0,706

6,3 0,742 0,626

4,75 0,078 0,072

Fundo 0,08 0,086


11.

Tabela 4-11 – Percentagem retida das amostras da brita calcária.


25 0 0

19 3,69 2,56

11,2 64,03 67,63

9,5 14,15 14,13

6,3 14,88 12,53

4,75 1,56 1,44

Fundo 1,68 1,72


4-12.

Tabela 4-12 - Percentagem retida e acumulada da brita calcária.

PENEIRA Percentagem

média retida (%)

Percentagem

média retida

acumulada (%)

25 0,00 0,00

19 3,12 3,12

11,2 65,83 68,96

9,5 14,14 83,10

6,3 13,70 96,80

4,75 1,50 98,30

Fundo 1,70 100,00

48

A partir do ensaio de análise granulométrica da brita calcária obteve-se, de acordo com

a NBR NM 248/2003, o módulo de finura o resultado de 1,85 e para a dimensão máxima

característica da brita calcária a dimensão de 19 mm.

A curva granulométrica da brita calcária referente aos limites da zona utilizável está

exposta no Gráfico 4-7.

Gráfico 4-7 - Curva granulométrica da brita calcária referente aos limites da zona utilizável.

4.4.2 Massa unitária da brita calcária

Realizou-se um total de 3 ensaios da massa unitária da brita calcária, o qual realizou-

se conforme NBR 7251/1982. As massas obtidas com os três ensaios foi de 23,4kg para as

três verificações, pelos quais calcula-se a massa do agregado, o qual é a diferença entre o




49



4.4.3 Material pulverulento da brita calcária

Realizou-se um total de 2 ensaios de material pulverulento da brita calcária, o qual

seguindo a NBR NM 46/2001. As massas obtidas com os dois ensaios foram de 2376,40g e

2372,50g, pelas quais calcula-se a percentagem de material pulverulento conforme item 10.1

da NBR NM 46/2001, resultando em 4,94% e 5,10%, respectivamente, atendendo assim ao

item 10.3 da NBR 7219/1987, o qual restringe que duas determinações não deve diferir entre

si de mais de 0,5%. Portanto, a percentagem de material pulverulento presente na brita

calcária é de 5,02%, obtido através da média entre os dois valores, conforme determina o item

10.2 da NBR 7219/1987.

4.4.4 Índice de forma da brita calcária

Realizou-se o ensaio do índice de forma da brita calcária conforme NBR 7809/1983.

Os comprimentos, espessuras e a relação entre comprimento e espessura de cada grão estão

presentes no Apêndice deste trabalho. Determinou-se o índice de forma da brita calcária

conforme item 6.1 da NBR 7809/1983, o qual o determina como a média ponderada entre as

relações de comprimento e espessura de cada grão, sendo assim o índice de forma da brita

calcária é de 1,8.

4.4.5 Massa específica e absorção de água da brita calcária

Realizou-se o total de 2 ensaios para a absorção de água da brita calcária, conforme

NBR NM 53/2003. As massas obtidas com os dois ensaios foram de 3034,5g e 3026,90g,

pelas quais calcula-se a percentagem de absorção de água conforme item 7.2.1 da NBR NM

53/2003, resultando em 1,15% e 0,90%, respectivamente, atendendo assim ao item 9.1 da

50

NBR NM 53/2003, o qual restringe que duas determinações não deve diferir entre si de mais

de 0,3%. Portanto, a percentagem de absorção de água presente na brita calcária é de 1,02%,

obtido através da média entre os dois valores, conforme determina o item 8.1.1 da NBR NM

53/2003. Os resultados para a massa específica da brita calcária foram cedidos pelo professor

Francisco Alves da Silva Júnior do seu trabalho, em andamento, para tese de seu doutorado, o

qual correspondeu a 2,69 g/cm³.

4.4.6 Desgaste abrasão da brita calcária

Os resultados para o desgaste abrasão “Los Ángeles” da brita calcária foram cedidos

pelo professor Francisco Alves da Silva Júnior do seu trabalho, em andamento, para tese de

seu doutorado, o qual correspondeu a 41,70%.

4.5 BRITA GRANÍTICA

4.5.1 Análise granulométrica da brita granítica

Realizou-se um total de 2 ensaios da análise granulométrica da brita granítica, para

poder obter o resultado, em que duas amostras os valores de percentagem retida

individualmente não diferir de mais de 4% entre peneiras da mesma abertura de malha,

conforme determina o item 6.1.1 da NBR NM 248/2003. Os resultados obtidos em cada

ensaio estão presentes na Tabela 4-13.

Tabela 4-13 – Resultado da análise granulométrica da brita granítica.

PENEIRA Amostra 1

(kg)

Amostra 2

(kg)

25 0,026 0

19 0,402 0,306

11,2 3,406 3,344

9,5 0,546 0,658

6,3 0,572 0,622

4,75 0,032 0,058

Fundo 0,010 0,014

51


14.

Tabela 4-14 – Percentagem retida das amostras da brita granítica.

PENEIRA Percentagem 1 (%) Percentagem 2

(%)

25 0,52 0,00

19 8,05 6,12

11,2 68,19 66,85

9,5 10,93 13,15

6,3 11,45 12,44

4,75 0,64 1,16

Fundo 0,22 0,28


4-15.

Tabela 4-15 - Percentagem retida e acumulada da brita granítica.

PENEIRA Percentagem

média retida (%)

Percentagem

média retida

acumulada (%)

25 0,26 0,26

19 7,08 7,34

11,2 67,52 74,86

9,5 12,04 86,91

6,3 11,94 98,85

4,75 0,90 99,75

Fundo 0,25 100,00

A partir do ensaio de análise granulométrica da brita granítica obteve-se, de acordo

com a NBR NM 248/2003, o módulo de finura o resultado de 1,94 e para a dimensão máxima

característica da brita granítica a dimensão de 19 mm.

A curva granulométrica da brita granítica referente aos limites da zona utilizável está

exposta no Gráfico 4-8.

52

Gráfico 4-8 - Curva granulométrica da brita granítica referente aos limites da zona utilizável.

4.5.2 Massa unitária da brita granítica

Realizou-se um total de 3 ensaios da massa unitária da brita calcária, o qual realizou-

se conforme NBR 7251/1982. As massas obtidas com os três ensaios foi de 25,8kg para as

três verificações, pelos quais calcula-se a massa do agregado, o qual é a diferença entre o






4.5.3 Material pulverulento da brita granítica

Realizou-se um total de 2 ensaios de material pulverulento da brita granítica, o qual

realizou-se conforme NBR NM 46/2001. As massas obtidas com os dois ensaios foram de

53

2489,80g e 2495,60g, pelas quais calcula-se a percentagem de material pulverulento conforme

item 10.1 da NBR NM 46/2001, resultando em 0,41% e 0,18%, respectivamente, atendendo

assim ao item 10.3 da NBR NM 46/2001, o qual restringe que duas determinações não deve

diferir entre si de mais de 0,5%. Portanto, a percentagem de material pulverulento presente na

brita granítica é de 0,29%, obtido através da média entre os dois valores, conforme determina

o item 10.2 da NBR NM 46/2001.

4.5.4 Índice de forma da brita granítica

Realizou-se o ensaio do índice de forma da brita granítica conforme NBR 7809/1983.

Os comprimentos, espessuras e a relação entre comprimento e espessura de cada grão estão

presentes no Apêndice deste trabalho. Determinou-se o índice de forma da brita granítica

conforme item 6.1 da NBR 7809/1983, o qual determina o índice de forma como a média

ponderada entre as relações de comprimento e espessura de cada grão, sendo assim o índice

de forma da brita granítica é de 2,4.

4.5.5 Massa específica e absorção de água da brita granítica

Realizou-se o total de 2 ensaios para a absorção de água da brita granítica, conforme

NBR NM 53/2003. As massas obtidas com os dois ensaios foram de 3012g e 3008,2g, pelas

quais calcula-se a percentagem de absorção de água conforme item 7.2.1 da NBR NM

53/2003, resultando em 0,40% e 0,27%, respectivamente, atendendo assim ao item 9.1 da

NBR NM 53/2003, o qual restringe que duas determinações não deve diferir entre si de mais

de 0,3%. Portanto, a percentagem de absorção de água presente na brita granítica é de 0,34%,

obtido através da média entre os dois valores, conforme determina o item 8.1.1 da NBR NM

53/2003. Os resultados para a massa específica da brita granítica foram cedidos pelo professor

Francisco Alves da Silva Júnior do seu trabalho, em andamento, para tese de seu doutorado, o

qual correspondeu a 2,66g/cm³.

54

4.5.6 Desgaste abrasão da brita granítica

Os resultados para o desgaste abrasão “Los Ángeles” da brita granítica foram cedidos

pelo professor Francisco Alves da Silva Júnior do seu trabalho, em andamento, para tese de

seu doutorado, o qual correspondeu a 27,73%.

4.6 ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE BORRACHA COM E SEM TRATAMENTO E

A AREIA

A distribuição granulométrica determina que agregados para serem considerados

agregados miúdos devam atender a Tabela 2 — Limites da distribuição granulométrica do

agregado miúdo da NBR 7211/2005, como visto nas curvas granulométricas, a borracha sem

tratamento possui apenas os percentuais das peneiras 4,75mm, 2,36mm atendendo os limites

da zona ótima, e a peneira 150µm atendendo os limites da zona utilizável, no entanto, as

demais peneiras não atendem os limites das zonas ótima e utilizável. Quanto ao módulo de

finura, a borracha sem tratamento possui um módulo de finura de 3,84, não atendendo a zona

utilizável. Enquanto isso, a borracha de pneu com tratamento atendeu aos limites da zona

ótima a peneira 4,75mm, enquanto que as peneiras 2,36mm, 1,18mm, 300µm e 150µm

atenderam a zona utilizável, apenas a peneira 600µm não atendeu os limites da zona utilizável

pela diferença de aproximadamente 2%, de acordo com a curva granulométrica. Quanto ao

módulo de finura, a borracha com tratamento possui o módulo de finura de 3,16, atendendo

aos limites da zona utilizável. A areia atendeu aos limites da zona ótima os percentuais das

peneiras 2,36mm e 300µm, enquanto que as demais peneiras atendem os limites da zona

utilizável. O módulo de finura da areia é de 3,04, atendendo aos limites da zona utilizável. A

dimensão máxima característica tanto a areia, quanto a borracha com e sem tratamento possui

a dimensão máxima característica de 4,75mm.

Os ensaios de massa específica e unitária são listados no item 5.4 da NBR 7211/2005,

o qual determina que os critérios para os limites são determinados pelo consumidor, portanto

faremos apenas a comparação entre eles, sendo assim, a massa especifica, massa na qual

exclui os vazios, da areia é de 2,606g/cm³, da borracha com tratamento é de 1,143g/cm³ e a

borracha sem tratamento é de 1,235g/cm³, das quais a borracha com tratamento possui a

menor massa específica. Quanto a massa unitária, a areia possui a massa unitária de 1,56g/cm³

55

(1560kg/m³), enquanto a borracha com e sem tratamento possuiu a massa unitária de

0,37g/cm³ (370kg/m³), a massa unitária é importante porque é através desta que transforma o

traço de concreto de massa para volume, em que o material que possui menor massa unitária,

consegue com a mesma massa necessária um maior volume. Portanto, diante dos resultados, a

borracha com tratamento é mais adequada para a substituição parcial ou total da areia para

fabricação de concreto do que a borracha sem tratamento.

4.7 ANÁLISE COMPARATIVA ENTRE BRITA CALCÁRIA E BRITA GRANÍTICA

A distribuição granulométrica determina que agregados para serem considerados

agregados graúdos devam atender a Tabela 6 — Limites da composição granulométrica do

agregado graúdo da NBR 7211/2005, como visto nas curvas granulométricas, a brita calcária

e a brita granítica atendem a zona de d/D de 9,5/25, em que a brita calcária atendeu aos

critérios, imposto pela observação 2) da tabela para a peneira 11,2mm, em que impõe que em

cada zona granulométrica deve ser aceita uma variação de no máximo cinco unidades

percentuais em apenas um dos limites marcados, enquanto que a brita granítica não atendeu

apenas aos limites impostos pela peneira 11,2mm. A dimensão máxima característica tanto da

brita calcária quanto da brita granítica é de 19 mm. Quanto a classificação, as britas são

classificadas comercialmente como brita 1.

Os ensaios de massa específica e da absorção de água estão listados no item 6.4 da

NBR 7211/2005, o qual determina que os critérios para os limites sejam determinados pelo

consumidor, portanto faremos apenas a comparação entre eles, sendo assim, a massa

especifica, massa na qual exclui os vazios, da brita calcária é de 2,69g/cm³, e da brita granítica

é de 2,66g/cm³, notório que ambas possuem massa específica próxima entre si, uma diferença

de 0,03g/cm³, resultando no percentual de 1,12%. Enquanto que a absorção de água da brita

calcária é de 1,02% e a brita granítica de 0,34%, sendo assim, a brita calcária absorve 66,7%

mais água do que a brita granítica. Quanto a massa unitária, o ensaio da mesma não é

requerido para agregado graúdo pela NBR 7211/2005, no entanto a brita calcária possui a

massa unitária de 1,34g/cm³ (1340kg/m³), enquanto a brita granítica possuiu a massa unitária

de 1,50g/cm³ (1500kg/m³), sendo assim, ambas as britas são consideradas um agregado

normal, já que para ser considerado agregado normal, a massa unitária deve ser entre 1000 a

2000 kg/m³.

56

O ensaio de índice de forma dos grãos do agregado está determinado no item 6.1.2 da

NBR 7211/2005, em que a mesma determina que o índice de forma para o agregado ser

utilizado em concreto não pode ser superior a 3, portanto tanto a brita calcária, quanto a brita

granítica atendem a esse critério, já que os resultados para esse ensaio foram de 1,8 e 2,4,

respectivamente.

O ensaio de desgaste a abrasão “Los Ángeles” está determinado no item 6.1.3 da NBR

7211/2005, em que a mesma determina que o desgaste abrasão deva ser inferior a 50% em

massa do material, sendo assim, a brita calcária obteve o desgaste de 41,70% e a brita

granítica de 27,73%, atendendo a esse critério.

O ensaio de material pulverulento está listado na Tabela 7 — Limites máximos

aceitáveis de substâncias nocivas no agregado graúdo com relação à massa do material do

item 6.2 da NBR 7211/2005, na qual determina o limite máximo para material pulverulento

no agregado é de 1,0%, em que este aumenta o consumo de água, diminui a trabalhabilidade e

resistência. Sendo assim, a brita calcária obteve o resultado de 5,02%, enquanto que a brita

granítica obteve o resultado de 0,29%, portanto, a brita calcária não atende ao requisito

imposto pela norma.

57

5 CONCLUSÕES

Realizaram-se ensaios de caracterização dos agregados para a utilização em concreto,

conforme a ABNT NBR 7211/2005, para os agregados miúdos, resíduos de borracha de pneu

e areia, assim como, para os agregados graúdos, britas calcária e granítica.

De acordo com os ensaios para agregados miúdos realizados conforme determina a

NBR 7211/2005, constatou-se na análise comparativa dos resultados que os resíduos de

borracha de pneu sem o tratamento prévio com NaOH 1Mol não atendem aos requisitos

impostos pelo resultado do ensaio de análise granulométrica, conforme NBR NM 248/2003,

em que a mesma não se classifica em uma zona utilizável para a fabricação de concreto.

Enquanto que, os resíduos de borracha de pneu, que se submeteram previamente a um

tratamento com NaOH 1Mol, classificou-se na zona utilizável para a produção de concreto,

assim como, a areia. No entanto, para o ensaio de massa específica e massa unitária, não

existe valores excludentes para os agregados, apenas a classificação para os resíduos de

borracha de pneu em agregados leves, enquanto que a areia classifica-se como agregado

normal.

Os ensaios para agregados graúdos realizados conforme determina a NBR 7211/2005,

verificou-se na análise comparativa dos resultados que a brita calcária não atendem ao limite

imposto para o resultado do ensaio de material pulverulento, conforme NBR NM 46/2001, em

que a mesma possui um percentual maior do que o limite máximo de 1%, enquanto que a brita

granítica atendeu a esse limite máximo. No entanto, para os ensaios de análise granulométrica

(NBR NM 248/2003), massa unitária (NBR 7251/1982), absorção de água e massa específica

(NBR NM 53/2003), desgaste abrasão (NBR NM 51/2001) e índice de forma (NBR

7809/1983), os resultados foram satisfatório para os limites impostos.

Apesar da brita calcária possuir valores excludentes quanto ao material pulverulento,

sendo que, a mesma atende melhor a análise granulométrica e o índice de forma do que a brita

granítica. No entanto, a brita granítica possui um desempenho melhor em relação aos outros

ensaios, em que a mesma absorveu menos água, possuiu menos material pulverulento e um

menor desgaste abrasão.

Portanto, os resíduos de borracha de pneu em que pode ser mais adequado para o

estudo como agregado miúdo, para a substituição parcial ou total da areia, são os resíduos de

borracha de pneu tratados previamente com NaOH 1Mol. Observou também, que a

58

determinada amostra de brita calcária não atende todos os requisitos impostos pela norma,

sendo assim, a brita granítica mais adequada para o uso na fabricação de concreto.

5.1 SUGESTÕES DE TRABALHOS FUTUROS

Como sugestões de trabalhos futuros, seria importante:

- Confeccionar corpos de provas com resíduos de borracha de pneu e areia para a realização

de ensaios de resistência mecânica, como ensaio de compressão, analisando as suas

propriedades mecânica;

- Confeccionar corpos de prova com brita calcária e brita granítica para a realização de

ensaios de resistência mecânica, como ensaio de compressão, analisando as suas

propriedades mecânica;

- Realizar estudos das propriedades químicas da borracha de pneu;

- Realizar estudos das propriedades acústicas e térmicas de corpos de prova com resíduos de

borracha de pneu.

59

REFERÊNCIAS

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concreto, especificação. Rio de Janeiro, 1982. 9p

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__________________________________________________. NBR 7251 - Agregados em

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__________________________________________________. NBR 7809 - Agregado

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Determinação do material fino que passa através da peneira 75 um, por lavagem. Rio de

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graúdo - Ensaio de abrasão “Los Ángeles”. Rio de Janeiro, 2001. 13p

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http://www.cetes.com.br/professor/edificac%20oes_12011/modulo1/tecnologia_materiais_construcao.pdf

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Grande do Norte, Natal, em andamento.

63

APÊNDICE

As tabelas abaixo contêm os resultados obtidos no ensaio do índice de forma.

Índice de forma da brita calcária

Comprimento

(mm) Espessura

(mm) c/e

9,5

16,3 11,7 1,4

18,15 11,7 1,6

23,95 13,4 1,8

14,5 13,85 1,0

11,5 18 0,6

16,8 13 1,3

19,25 13,35 1,4

19,2 9,15 2,1

24,05 12,2 2,0

21,35 12 1,8

23,2 13,5 1,7

23,55 12,3 1,9

22,35 14,4 1,6

24,05 11 2,2

28,25 9,55 3,0

28,15 14 2,0

22,2 11 2,0

22,1 12,15 1,8

19,75 11,3 1,7

16,1 10 1,6

18,25 12,75 1,4

21,35 10,75 2,0

21,05 11,05 1,9

20,5 10,15 2,0

22 14,05 1,6

29,5 11,35 2,6

21,6 13,6 1,6

15,9 13,15 1,2

21,5 9,5 2,3

29,1 9 3,2

25,8 14 1,8

32,5 9,6 3,4

23,2 12,5 1,9

21,6 10,4 2,1

27,15 7 3,9

11,2

34,8 12 2,9

23,2 18 1,3

24,4 19,85 1,2

21,65 15,95 1,4


Comprimento

(mm) Espessura

(mm) c/e

11,2

23,9 20,7 1,2

20,6 14,2 1,5

23,35 17,5 1,3

23,4 14,45 1,6

24,2 18,65 1,3

24,65 17,7 1,4

24,3 15,45 1,6

34,8 24,85 1,4

27,3 18,7 1,5

20,2 16,1 1,3

20,45 16,05 1,3

24,6 18,9 1,3

19,4 14 1,4

25 13,5 1,9

23,3 10,4 2,2

25,3 14,2 1,8

25 16,6 1,5

29,2 13,1 2,2

19,2 18,45 1,0

25,65 16,1 1,6

24,3 16,05 1,5

22,6 15,4 1,5

22,4 18,55 1,2

25,65 13,25 1,9

24,2 15,15 1,6

21,8 15,6 1,4

26,45 20,3 1,3

21,15 16,4 1,3

25,3 15,35 1,6

25,65 10,6 2,4

21,5 12,2 1,8

25,6 16,6 1,5

28,3 19,5 1,5

25,25 16,45 1,5

30,4 13,35 2,3

24,8 15,2 1,6

25,95 14,1 1,8

22,5 11,2 2,0

24,9 12,5 2,0

64


Comprimento

(mm) Espessura

(mm) c/e

11,2

27,8 18,5 1,5

26,3 17,1 1,5

28 16,5 1,7

22,2 17,4 1,3

20,8 16,1 1,3

23,5 17,3 1,4

20 13 1,5

24,1 15,3 1,6

22,1 10 2,2

24,95 6,5 3,8

23 12 1,9

30 6,8 4,4

23,1 14,3 1,6

20,1 6,4 3,1

23,2 10,6 2,2

23,3 11,4 2,0

20,9 10 2,1

23 9,8 2,3

25,1 11,2 2,2

22 8,5 2,6

18,1 6,5 2,8

24 16,1 1,5

18,9 7 2,7

20,5 18 1,1

22 12,4 1,8

17,4 12,9 1,3

32,1 11,4 2,8

25,5 10,5 2,4

19 12,3 1,5

18,4 8,1 2,3

29,2 5 5,8

25,9 13,3 1,9

19 7 2,7

23 9,4 2,4

23,5 16,1 1,5

21,7 15,3 1,4

27,8 13,2 2,1

20 8,1 2,5

21 12,9 1,6

24 12,8 1,9

23,5 11,1 2,1

17,1 15,8 1,1


Comprimento

(mm) Espessura

(mm) c/e

11,2

23 10,1 2,3

20 13 1,5

18,2 7,5 2,4

25,7 4,9 5,2

20,2 13,5 1,5

22,1 8,1 2,7

22,3 10,6 2,1

20,85 14,9 1,4

28,4 17,75 1,6

26,6 13,3 2,0

22,75 13,2 1,7

22,15 15,15 1,5

32,05 16,8 1,9

29,2 15,4 1,9

28,7 16,35 1,8

26,4 11,6 2,3

23,85 20,15 1,2

29 12 2,4

25 12,05 2,1

25,05 17,65 1,4

24,1 15,05 1,6

20,9 18 1,2

21,5 12,7 1,7

22,5 17,15 1,3

20,7 16,1 1,3

25,5 18 1,4

22,8 18,7 1,2

22 20,64 1,1

21,85 18 1,2

23,6 14,75 1,6

25,25 16,15 1,6

22,8 15,6 1,5

23,45 13,65 1,7

21,6 13,2 1,6

29,85 15 2,0

23,85 16,4 1,5

25 14,9 1,7

26,65 14,9 1,8

27 19,3 1,4

20,8 18,75 1,1

23,9 13,55 1,8

25,2 17,8 1,4

65


Comprimento

(mm) Espessura (mm) c/e

11,2

24,05 16,05 1,5

25,2 13 1,9

21,2 15,15 1,4

26,15 20 1,3

23,5 20,4 1,2

27 15 1,8

22,65 18,05 1,3

29,45 20 1,5

25,7 17,45 1,5

29,65 21,4 1,4

27 11,6 2,3

27,45 10,75 2,6

26,25 17,8 1,5

23,4 10,75 2,2

25,85 19,55 1,3

27,05 18,3 1,5

24 18,8 1,3

24,75 18,3 1,4


Comprimento (mm) Espessura

(mm) c/e

11,2

28,4 13,55 2,1

24,8 20 1,2

26,8 17,3 1,5

26,65 22 1,2

28,8 25,15 1,1

22,45 14,8 1,5

32,7 21,2 1,5

25 23,85 1,0

28,5 20,25 1,4

33 19,55 1,7

31,35 9,65 3,2

19

26 18,7 1,4

28,1 20,3 1,4

31,65 20,25 1,6

31,65 19,4 1,6

35,6 17,45 2,0

31,7 11,2 2,8

24,2 16,3 1,5

23,05 20,4 1,1

33 19,15 1,7

Índice de forma da brita granítica

Comprimento


9,5

17,7 7 2,5

15 10,6 1,4

22 7,25 3,0

17,3 7,3 2,4

25 9,85 2,5

16,9 6,5 2,6

20,8 9,1 2,3

15,7 6,6 2,4

21,3 7,3 2,9

21,5 7,5 2,9

22 6,4 3,4

19,5 9,8 2,0

12 10,55 1,1

17,45 5,65 3,1

18 8,4 2,1

20 5,8 3,4


Comprimento (mm) Espessura (mm) c/e

9,5

22,5 8,3 2,7

19,4 5,5 3,5

15 6,65 2,3

19,7 7,6 2,6

13,3 4,2 3,2

14,6 9 1,6

15 8 1,9

16,8 8,4 2,0

20 9,8 2,0

19,6 7,5 2,6

16 10 1,6

13 7,35 1,8

12 9,9 1,2

14,8 8,2 1,8

15,5 5,5 2,8

11,2 31,5 6 5,3

25 12,1 2,1

66


Comprimento


11,2

32,6 7,4 4,4

26,3 15,35 1,7

29,3 5,6 5,2

27 9,6 2,8

23 8 2,9

21,5 12 1,8

28 7 4,0

16,4 8,5 1,9

32,7 9,6 3,4

21 14 1,5

26,3 10,4 2,5

23,6 10,75 2,2

38,1 8,3 4,6

26,6 11,8 2,3

29,1 9 3,2

35 9 3,9

23,2 15 1,5

37,5 13 2,9

30 10,7 2,8

31,55 9,9 3,2

25,6 11 2,3

28,1 10,15 2,8

26,8 10,75 2,5

22,4 16,5 1,4

27,5 11,6 2,4

23,4 9,15 2,6

25,6 7,5 3,4

30,9 10,3 3,0

20,75 8 2,6

20,45 14,4 1,4

23,7 14 1,7

20,75 11,5 1,8

24 6 4,0

21,5 6,3 3,4

25 4,6 5,4

24,9 8 3,1

23 12,2 1,9

24 13,3 1,8

24 13 1,8

19 8 2,4



11,2

22,4 8,6 2,6

22,7 9,6 2,4

23,2 8 2,9

20 10,45 1,9

21,9 10,4 2,1

34,5 8,4 4,1

29,25 14 2,1

29,4 18 1,6

23,5 18,5 1,3

19,2 9,2 2,1

18,85 8 2,4

24,6 14 1,8

22,45 9,05 2,5

21,2 15 1,4

13,2 6,55 2,0

28 9 3,1

18,1 13 1,4

24 9,8 2,4

20 13 1,5

18,1 11,1 1,6

20 9,7 2,1

29 8,55 3,4

26,6 8,4 3,2

27 8 3,4

23 9,6 2,4

24,4 13 1,9

19,4 9,7 2,0

21,5 11 2,0

20 8,8 2,3

25 5,6 4,5

19,75 5,85 3,4

19 5,2 3,7

24,1 8,3 2,9

15 8,25 1,8

25,75 12,3 2,1

20,75 12 1,7

16,8 10,6 1,6

20 12,1 1,7

20,35 13 1,6

28 8,5 3,3

16,9 14 1,2

18,65 9,2 2,0

18,7 10,8 1,7

67


Comprimento


11,2

17,6 9,4 1,9

17,2 11,7 1,5

18 9,5 1,9

19 7,4 2,6

15 11,45 1,3

15 6,25 2,4

21,3 11,7 1,8

17,5 10,25 1,7

20 7 2,9

18 11,8 1,5

19,6 8,1 2,4

17 9,2 1,8

22,7 7 3,2

24 11,4 2,1

25,4 6,85 3,7

16 11,3 1,4

20 5,6 3,6

19,7 10,3 1,9

13 10,8 1,2

21 8,6 2,4

26,6 10,5 2,5

18 12,4 1,5

13,5 11,5 1,2

18,45 13,9 1,3

16,1 7,2 2,2

14,3 12 1,2

18,3 5,5 3,3

24 4,6 5,2

20,75 10,3 2,0

19 9,5 2,0

17,7 10 1,8

18 8 2,3

22 15,6 1,4

28,8 8,5 3,4

18,6 8,45 2,2

24,4 9,4 2,6

24,9 5 5,0

26,6 11 2,4

22 9 2,4

22,7 8 2,8

12,5 7,5 1,7

24 9 2,7



17 7,5 2,3

23 10 2,3

20 9,2 2,2

13,4 9 1,5

20,7 4 5,2

18,7 8 2,3

12,6 11,4 1,1

16,5 11,6 1,4

18 9 2,0

18,6 4 4,7

16,1 11,45 1,4

15,35 11,7 1,3

16 8,9 1,8

18,8 7,7 2,4

12 7,5 1,6

15 8,6 1,7

11,3 9,1 1,2

17,5 11 1,6

17 10,5 1,6

17,4 10 1,7

19,5 7,3 2,7

15 14 1,1

17 9 1,9

19 8,7 2,2

19,4 8,5 2,3

17,8 5,6 3,2

23 5,5 4,2

22 7,3 3,0

19

23,5 11,4 2,1

21,5 13,6 1,6

40,9 8 5,1

34 13 2,6

28,4 14,6 1,9

27,35 7 3,9

20 11 1,8

41 6,5 6,3

28,55 15,7 1,8

28,5 13,3 2,1

26 20,5 1,3

27 14,6 1,8

31,1 23,4 1,3

29,9 9,6 3,1

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO