CENTRO UNIVERSITÁRIO – CESMAC

GUSTAVO ADOLPHO SOARES NETO

ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DE

ARGAMASSAS COM MATERIAIS POLIMÉRICOS

Maceió-Al

2019/2

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GUSTAVO ADOLPHO SOARES NETO

ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DA

ARGAMASSA COM MATERIAIS POLIMÉRICOS

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado

como requisito final, para a conclusão do curso

de Engenharia Civil do CESMAC, sob a

orientação do professor Everton Luiz da Silva

Mendes

Maceió-Al

2019/2

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 8

1.1 Considerações iniciais ............................................................................... 8

1.2 OBJETIVOS ............................................................................................... 10

2 METODOLOGIA ........................................................................................... 11

2.1 Revisão de Literatura ............................................................................... 11

2.2 Revisão de literatura sobre dosagens de argamassas ......................... 11

2.3 Estudo experimental ................................................................................ 11

2.4 Análise e determinação dos processos de beneficiamento ................. 11

2.5 Caracterização dos materiais .................................................................. 11

2.6 Produção das argamassas ...................................................................... 11

2.7 Determinação das composições das argamassas ................................ 12

3 REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................ 13

3.4 Impactos Ambientais das Argamassas .................................................. 19

3.5 Argamassas com Resíduos de Polímeros ............................................. 20

4 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 22

4.1 Aglomerante ............................................................................................. 22

4.2 Agregado miúdo natural .......................................................................... 22

4.2.1 Agregados miúdos reciclados ............................................................. 22

4.3 Água .......................................................................................................... 23

5 ENSAIOS REALIZADOS NOS AGREGADOS RECICLADOS .................... 24

5.1 Determinação da composição granulométrica ...................................... 24

5.2 Massa específica e absorção .................................................................. 24

6 DETERMINAÇÃO DA PRODUÇÃO DAS ARGAMASSAS .......................... 25

6.1 Beneficiamento dos materiais poliméricos ............................................ 25

7 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS ....................................................... 26

7.1 Agregado miúdo natural .......................................................................... 26

7.2 Agregados poliméricos............................................................................ 27

8 PRODUÇÃO DAS ARGAMASSAS .............................................................. 28

9 PROCEDIMENTOS PARA A PRODUÇÃO DE ARGAMASSAS ................. 29

10 RESULTADOS ............................................................................................ 30

10.1 Estado fresco .......................................................................................... 30

10.2 Estado endurecido ................................................................................. 32

12. CONCLUSÕES .......................................................................................... 34

REFERÊNCIAS ................................................................................................ 35

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AGRADECIMENTOS

Agradeço inicialmente a Deus pela presença constante em minha vida, por ter

me dado forças para alcançar esta vitória.

À minha família, em especial à minha mãe Judith, ao meu pai Alexandre, ao meu

irmão Pedro e especialmente à minha avó Janice Soares, que me deu total apoio

em todas as decisões de minha vida.

Aos amigos/irmãos da Comunidade dos Viventes, que me deram grande

incentivo moral e espiritual, para enfrentar e concluir essa graduação.

Aos amigos de graduação, por todo o carinho, companheirismo e incentivo, por

dividir alegrias e tristezas e pelo apoio nos momentos de desespero. Agradeço

por tornarem esta longa jornada mais fácil e mais alegre, da qual eu sentirei

muita falta.

Ao Professor Éverton Luiz, pela disponibilidade em me aceitar como orientando,

pelos anos de pesquisa.

Também ao professor Jessé Marques e pelo mestrando Elias Alves, pela ajuda

e encaminhamento a essa linha de pesquisa.

Aos técnicos e funcionários do Laboratório da Íris Alagoense que me auxiliaram,

ao longo da pesquisa e do presente trabalho, nos ensaios e sempre dispostos a

ajudar.

À minha namorada Larissa pelo apoio e companheirismo nessa reta final de

curso

Por fim, a todos os amigos, inclusive os aqui não citados, que contribuíram direta

ou indiretamente para a minha formação. Obrigado!

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ANÁLISE DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DA ARGAMASSA COM

MATERIAIS POLIMÉRICOS

ANALYSIS OF MECHANICAL BEHAVIOR OF MORTARS WITH POLYMERIC

MATERIALS

Gustavo Adolpho Soares Neto

Everton Luiz da Silva Mendes

Graduando do Curso de Engenharia Civil

guga_soares1@hotmail.com

RESUMO

A utilização de polímeros provenientes de reciclagem como agregados na produção de materiais de construção vem crescendo gradativamente. A escolha de agregados reciclados na produção de materiais pode trazer benefícios econômicos, devido ao menor custo na produção de materiais com agregados reciclados, e benefícios ambientais, pois absorve parte do material que seria destinado ao aterro, gerado em excesso, e diminui o consumo de matérias-primas. Desta forma, cada vez mais estudos estão buscando como foco as possibilidades de aplicação de resíduos reciclados, de modo que se analisem o potencial de cada resíduo. O presente trabalho visa analisar as propriedades de resíduos de materiais poliméricos e aplicá-los na produção de argamassas. Por apresentar baixa densidade, os resíduos podem apresentar características de agregados reciclados leves. O trabalho busca então meios de obtenção de uma argamassa com resíduos de polimeros, bem como novas tecnologias para a sua produção.

PALAVRAS-CHAVE: Argamassa. Polímeros. Comportamento mecânico.

ABSTRACT

The use of recycled polymers as aggregates in the production of building materials has been

gradually increasing. The use of recycled aggregates in the production of materials can bring

economic benefits, due to the lower cost of producing recycled aggregate materials, and

environmental benefits, as it absorbs part of the material that would be destined for the landfill,

generated in excess, and reduces the consumption of raw material. Thus, more and more studies

are seeking to focus on the possibilities of using recycled waste, so that the potential of each

waste is analyzed. The present work aims to analyze the waste properties of polymeric materials

and use them in the production of mortars. Due to its low density, the waste may present

characteristics of light recycled aggregates. The work then seeks ways to obtain a mortar with

polymer residues, as well as new technologies for its production

KEY-WORDS: Mortar. Polymer. Mechanical Behavior.

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1 INTRODUÇÃO

1.1 Considerações iniciais De acordo com Felix (2007), os resíduos sólidos, chamados também de

rejeito ou de lixo, passam por um processo de descarte. Eles, após serem

retirados das casas, precisam ser submetidos a etapas de tratamento que

respeitam regras próprias. Dessa forma, não devem ser deixados em locais

inapropriados, pois contêm substâncias nocivas à saúde humana.

A partir da Revolução Industrial, foi iniciado o processo de urbanização,

com o êxodo do homem, que migrava do campo para as cidades (SOUZA, et al.,

2013). Os impactos ambientais, desde então, devido à exploração de recursos

naturais e geração de variados tipos de poluição, inclusive a causada pelos

resíduos sólidos, chegaram a níveis alarmantes.

No Brasil, o crescimento populacional, os novos padrões de vida e a

constante inovação tecnológica, com obsolescência programada, causaram um

grande aumento na geração de resíduos sólidos, potencializando os impactos

ao meio ambiente.

De acordo com a ABRELPE (2014), aproximadamente 40% dos nossos

resíduos sólidos tiveram destinação imprópria. Foi instituída, em 2010, a Política

Nacional de Resíduos Sólidos, dispondo sobre os princípios, objetivos e

instrumentos, bem como sobre as diretrizes relativas à gestão e ao

gerenciamento desses resíduos.

Em Alagoas, mais precisamente no município de Maceió, é bastante

comum o acúmulo inadequado de resíduos sólidos, em especial os plásticos

(polímeros sintéticos), em vários pontos da cidade, formando verdadeiros

“lixões” a céu aberto. Esta problemática pode ser atribuída ao crescimento

urbano desordenado, falta de conscientização da população, carência de

infraestrutura e de políticas públicas que visem uma melhor gestão dos resíduos

(ARAÚJO; PIMENTEL, 2016).

Do início do século passado aos dias atuais, o uso dos polímeros tem se

tornado cada vez mais frequente na sociedade. Basta um olhar ao redor para se

perceber a incrível quantidade de artefatos produzidos pelo homem, nos quais

são utilizados polímeros como matéria-prima para suas diferentes elaborações

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(ROSA, et al., 2002). Como consequência, são produzidas enormes quantidades

de resíduos derivados destes polímeros, os quais podem ser reaproveitados nas

atividades da Construção Civil como agregados graúdos ou miúdos dos

concretos (MODRO, 2009).

Portanto, este trabalho terá por objetivo analisar a viabilidade da utilização

de resíduos, originados dos polímeros, como agregados da argamassa. Dessa

forma, pode-se diminuir a demanda por recursos naturais, proporcionando ao

meio ambiente a sua renovação, o que favorecerá a preservação do

ecossistema, e viabilizando a produção de materiais alternativos, contribuindo,

dessa forma, para a sustentabilidade.

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1.2 OBJETIVOS

Objetivo Geral:

Este trabalho tem como objetivo investigar o comportamento das

argamassas com resíduos de polímeros em relação a argamassas de

assentamento.

Objetivos Específicos

Constituir um referencial bibliográfico, em artigos e dissertações, do tema

abordado, procurando esclarecer dúvidas do tema específico;

Analisar o comportamento mecânico da argamassa com diferentes tipos de

composição de agregados poliméricos;

Verificar a utilização de argamassas com adição de polímeros;

Produzir argamassas com os polímeros;

Determinar as propriedades físicas (caracterização) e mecânicas (mesa de

consistência e compressão axial) do material cimentício analisado;

Identificar o percentual de substituição mais adequada, considerando a adição

dos polímeros;

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2 METODOLOGIA

2.1 Revisão de Literatura

Levantamento bibliográfico de técnicas, procedimentos e métodos usados

para definição da composição do polímero e processos de beneficiamento

aplicados para obtenção de agregados reciclados para uso em materiais

cimentícios. O estudo será baseado em trabalhos técnicos desenvolvidos no

tema e normas de ensaios.

2.2 Revisão de literatura sobre dosagens de argamassas

Estudo de metodologias usadas para determinação das composições de

misturas de argamassa com agregados reciclados e de técnicas de obtenção de

misturas de agregados reciclados que melhore o desempenho das argamassas

com resíduo e influência nas propriedades;

2.3 Estudo experimental

Foi definido os tipos e origens de resíduos de construção que são mais

comuns e que se produz em grande quantidade nos canteiros de obras e/ou

demolição para uso em agregados reciclados.

2.4 Análise e determinação dos processos de beneficiamento

Tratamento dos polímeros que serão utilizados para obtenção dos agregados

reciclados. A determinação foi baseada nos equipamentos existentes no

laboratório e de revisão de literatura.

2.5 Caracterização dos materiais

Determinar e analisar as propriedades físicas dos agregados reciclados e

naturais granulometria, massa específica, teor de absorção de água, teor de

impurezas, e outros que possam detalhar as características do material. Deste

modo, poderão ser analisados os aspectos ou características dos resíduos que

poderiam interferir nas misturas das argamassas com estes materiais.

2.6 Produção das argamassas

Produção de composições pré-definidas da argamassa, com porcentagens

de substituição do agregado natural de 1%, e análise das propriedades no estado

fresco através de ensaios de trabalhabilidade e consistência.

12

2.7 Determinação das composições das argamassas

Produção e verificação das propriedades mecânicas e de durabilidade

alcançadas nas argamassas produzidas.

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3 REVISÃO DE LITERATURA

3.1 Polímeros

Polímeros são pequenas moléculas chamadas monômeros que se associam

para formar macromoléculas (SOUZA, 2013). Estas macromoléculas se

caracterizam por seu tamanho, sua estrutura química e interações intra e

intermoleculares. Possuem unidades químicas unidas por ligações covalentes,

que se repetem ao longo da cadeia.

Eles podem ser naturais ou sintéticos. Como polímeros naturais, temos a

seda, a celulose, as fibras de algodão, entre outros. No que se refere aos

sintéticos, podemos mencionar o PP (polipropileno) e o PS (poliestireno) para

copos plásticos; o PET (polietileno tereftalato) para garrafas pet e o EPS

(poliestireno expandido) para o isopor. Os polímeros podem ser classificados

como termoplásticos (plásticos), termofixos, borrachas e fibras (SPINACÉ;

PAOLI, 2005).

A reação que forma os polímeros é chamada de polimerização. O primeiro

polímero a ser sintetizado em laboratório foi o polietileno em 1934, na Inglaterra.

No entanto, esse polímero veio a ficar conhecido, apenas, durante a Segunda

Guerra Mundial, quando foi utilizado como isolante elétrico de radares militares.

O polietileno foi sendo submetido a diversas experiências e, em 1950, Karl

Ziegler, conseguiu produzir, através da química orgânica, um polietileno mais

rígido e de alta densidade que, posteriormente, deu origem às garrafas plásticas.

Devido à sua grande resistência, esse material originou um dos primeiros

brinquedos, o bambolê.

Foi através dessa utilização que o polietileno de alta densidade surgiu no

mercado. O polietileno de baixa densidade, por sua vez, não ficou sem utilização.

Até os dias atuais, é utilizado para a produção de sacolas plásticas que servem

para guardar compras e colocar lixo (SOUZA, 2013).

Os utensílios, confeccionados a partir dos polímeros sintéticos (plásticos),

presentes em diversos segmentos industriais, contribuem de forma significativa

para o cotidiano do homem moderno. Em contrapartida, diante desse fato, há um

aumento na quantidade de resíduos despejados em nosso ambiente. Uma forma

de amenizar esse problema é a reciclagem desses produtos que, desde o século

passado, ganham cada vez mais espaço no mercado mundial.

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3.2 Polímeros sintéticos- termoplásticos (plásticos)

O termoplástico (plástico) é um polímero de origem artificial ou sintética,

originado de derivados do petróleo ou de fontes renováveis, como a cana de

açúcar ou o milho que, em determinada temperatura, torna-se viscoso, podendo

se adequar a moldagens.

Este projeto consistirá no estudo da reciclagem de utensílios produzidos

a partir dos polímeros artificias- plásticos, mais especificamente, os copos

plásticos descartáveis, as garrafas PET e outros fabricados à base de isopor.

3.2.1 Copos plásticos descartáveis

Segundo Eblin (2017), os copos de plástico são encontrados nos mais

diversos lugares, desde estádios de futebol até instituições públicas e privadas,

eventos, escolas, etc. A história dos copos plásticos remonta dos anos 1960,

porém, antes de seu surgimento, as pessoas utilizavam, de forma semelhante,

copos de papel.

Em época anterior ao surgimento dos copos descartáveis, os tipos de

copos existentes até então eram compartilhados pela população. Este fato

gerava a disseminação de doenças entre os habitantes das mais diversas

localidades. As ferrovias, por exemplo, usavam barris de água, onde as pessoas

mergulhavam seus copos. Nos hospitais, devido ao uso coletivo destes, as

doenças se espalhavam, principalmente através da contaminação cruzada. O

advento dos copos descartáveis mudou completamente a maneira como o

homem passou a consumir bebidas.

A primeira patente do copo plástico foi emitida nos Estados Unidos, em

1964. Os anos de 1990 trouxeram uma grande expansão desse produto, com o

surgimento do maior número de patentes até aquela década (EBLIN, 2017).

O copo plástico descartável, devido à sua praticidade e baixo custo, é um

artigo muito consumido pela população. Segundo dados da Associação

Brasileira de Limpeza Pública, no Brasil são consumidos cerca de 720 milhões

de copos descartáveis por dia (ABRELPE, 2011). Possui, ainda, a característica

de não provocar acidentes, como por exemplo, os copos de vidro.

Os copos plásticos descartáveis têm algumas características, que os

diferenciam, entre si, a depender do tipo de material com que são fabricados.

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Entre os materiais utilizados usados na sua produção, pode-se destacar o PP

(polipropileno) e o PS (poliestireno), objetos desta pesquisa.

O PP (polipropileno), derivado do propeno, é utilizado, também, para

fabricar pratos e potes descartáveis, sendo mais resistente e apresentando mais

brilho. Entre as suas diversas características físicas, podem ser destacadas, boa

resistência térmica, ótima transparência, elevada resistência química e a

solventes, alta resistência à fratura por flexão ou fadiga, sendo 100% reciclável

(COPOBRAS, 2017) (Figura 1A).

O PS (poliestireno), derivado do estireno, é utilizado para produzir a

maioria dos copos descartáveis (Figura 1B), no Brasil, tendo menor custo que o

PP. Apresenta pouca resistência à fratura- mais quebrável que o PP, baixa

resistência a solventes orgânicos, calor e intempéries, podendo ser 100%

reciclado (COPOBRAS, 2017).

Figura 1. A. Moléculas de PP (Polipropileno) e B. PS (Poliestireno)

Fonte: Copobras, 2017

3.2.2 Garrafas PET

Este polímero termoplástico, polietileno tereftalato (Figura 2), é um dos

responsáveis por intensificar o despejo de resíduos sólidos no meio ambiente. É

formado pela reação entre o ácido tereftálico e o etileno glicol, tendo sido

descoberto em 1941, pelos químicos ingleses Whinfield e Dickson (ABIPET,

2016). Sua utilização se destinou, principalmente, à confecção de garrafas para

bebidas e indústrias de tecelagem.

Apenas no início da década de 1970, este composto químico teve sua

utilização iniciada na fabricação de embalagens, chegando ao Brasil em 1988,

também para aplicações na indústria têxtil. A partir de 1993, devido aos baixos

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custos de produção, praticidade e leveza, começou a ser utilizado na fabricação

de recipientes para bebidas (ABIPET, 2016).

Figura 2. Molécula unitária de PET.

Fonte: Copobrás, 2017

Juntamente com outros plásticos, é o principal poluente dos oceanos. Em

algumas regiões marítimas, devido ao seu poder de poluição, os ambientalistas

chegaram a considerá-lo como parte integrante do oceano. Situações similares

são flagrantes em outras localidades do mundo, como, por exemplo, na região

dos Grandes Lagos, na fronteira entre os Estados Unidos e o Canadá.

Os microplásticos, pequenas partículas desse material, representam outro

grave problema. Eles têm a capacidade de absorver compostos químicos

tóxicos, conhecidos como Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs). Ao serem

ingeridos por animais, os microplásticos podem matá-los por asfixia ou por

intoxicação, decorrentes desses poluentes. A intoxicação desencadeada pelos

POPs pode, inclusive, causar um desequilíbrio na cadeia alimentar, pois ela

possui caráter bioacumulativo e biomagnificado. Isto significa que, ao se

alimentar de um animal intoxicado, o predador passa a sofrer do mesmo mal.

Este sério problema pode afetar o meio ambiente e o homem, quando este se

alimenta de peixes contaminados (ECYCLE, 2017).

Segundo o 10º Censo de Reciclagem do PET, promovido pela Associação

Brasileira da Indústria do PET (ABIPET, 2016), aproximadamente 598 mil

toneladas desse material foram absorvidos pelo mercado brasileiro, em 2015,

sendo que, em torno de 50% dos resíduos provenientes dessa produção foram

encaminhados para as indústrias que utilizam esses insumos para a fabricação

de seus produtos. Foi constatado, ainda, neste Censo, que devido à

inconsistência da economia brasileira, o percentual de reciclados, que vinha

crescendo de 2012 a 2015, diminuiu.

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A cadeia de reciclagem do PET desempenha, no Brasil, um importante

papel social. Esta atividade envolve diversas cooperativas e pessoas que se

encontram em situação econômica desfavorável, muitas vezes tendo nesse

ramo, sua única fonte de renda. Mesmo com o funcionamento das cooperativas,

o quadro do descarte do PET causa extrema preocupação. Entre os diversos

problemas existentes nesse mercado, pode ser destacada a má distribuição das

cooperativas. Existem, no Brasil, cerca de 11.500 pessoas empregadas,

distribuídas em 500 empresas recicladoras, gerando um faturamento anual de

1,22 bilhão de reais. Apesar da atuação das empresas recicladoras, esta

atividade se mostra bastante frágil, em nosso país como um todo, pois, 80%

desses empreendimentos se encontram na região sudeste (ECYCLE, 2017).

A carga tributária representa outro grave problema enfrentado pelos

recicladores, pois estes pagam, ao invés de um, dois impostos relativos às suas

atividades. O primeiro imposto, de 10%, se refere ao IPI (Imposto sobre Produtos

Industrializados) correspondente à resina virgem, e o segundo, de 12%, sobre a

matéria prima reciclável. Segundo a Associação Brasileira da Indústria do PET

(ABIPET), anualmente, 50% do material descartado, é reciclado. Um número

considerado baixo, se compararmos com a reciclagem das latas de alumínio,

que, de acordo com a Associação Brasileira dos Fabricantes de Latas de Alta

Reciclabilidade (ABRALATAS), é superior a 90%, índice maior que o dos

Estados Unidos, Japão e da Europa (ABIPET, 2016).

Diante da preocupação dos setores industriais com a produção

sustentável, Santos (2015), afirma que, em uma pesquisa realizada pela área de

Engenharia Ambiental da Universidade do Mato Grosso do Sul, foram utilizados

resíduos de garrafas PET na produção de blocos de concreto. Naquela ocasião,

o agregado miúdo convencional, areia, foi substituído, num percentual de 15%,

pelo pó das garrafas PET.

3.2.3 Poliestireno Expandido (EPS)

O Poliestireno foi descoberto em 1839, na Alemanha, através de

experimentos realizados por Eduard Simon, um boticário, em Berlim. Da

estoraque, a resina da árvore turca árvore-do-âmbar, Liquidambar orientalis, ele

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destilou uma substância oleosa, um monômero ao qual deu o nome de estirol

(ABIPLAST, 2017).

Vários dias depois, Simon descobriu que o estirol havia engrossado,

presumivelmente pela oxidação, tornando-se uma geleia, que ele chamou de

óxido de estireno. Em 1845, os químicos John Blyth e August Wilhelm von

Hofmann, inglês e alemão, respectivamente, provaram que a mesma

transformação de estirol ocorria na ausência de oxigênio. Eles chamaram a

substância de "metastyrol ". Análises feitas posteriormente mostraram que era

quimicamente idêntica ao óxido de estireno.

Em 1866, Marcelin Berthelot identificou corretamente que a formação do

"metastyrol" era resultado de um processo de polimerização. Cerca de 80 anos

mais tarde, percebeu-se que o aquecimento do estirol desencadeava uma

reação que produzia macromoléculas, seguindo a tese do químico orgânico

alemão Hermann Staudinger (1881-1965). Esta descoberta levou à substância

que conhecemos hoje por poliestireno (Figura 3). (ABIPLAST, 2017).

Figura 3. Molécula de poliestireno.

Fonte: ABIPLAST,2017

Este polímero sintético, apesar de não conter nenhum produto tóxico,

quando disposto na natureza de forma inadequada, causa impactos ao meio

ambiente. É produzido repetidamente, em grandes quantidades, gerando, por

ano, no mundo, 2,5 milhões de toneladas de isopor (Figura 4). De acordo com

estudo da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, só no Brasil, são 36,6

toneladas (JATOBÁ, 2015).

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Figura 4. Produção de EPS reciclados por região (Ano base, 2012).

Fonte: JATOBÁ,2015

Por ser volumoso, quando aterrado, diminui a vida útil dos aterros,

passando até 150 anos para ser degradado. Este material está no cotidiano do

homem moderno, apresentando diversas formas de aplicação, onde podemos

destacar, por exemplo, a proteção na embalagem de mercadorias e o isolamento

térmico. Sua reciclagem é baseada num processo que se inicia com limpeza,

passando, em seguida, por um maquinário que retira o gás contido em seu

interior. O material é, então, triturado, derretido e granulado, voltando ao estado

de matéria prima (DINÂMICA AMBIENTAL, 2015).

A inviabilidade econômica do isopor representa um obstáculo para sua

reciclagem. Além de levíssimo, ele ocupa um grande espaço, fato que resulta

em baixo preço de venda. Torna-se, então, uma opção pouco viável para

catadores e cooperativas. Ainda assim, existem pontos de descarte apropriados

que aceitam recebê-lo. Este fato aponta para uma necessidade cada vez mais

imediata de conscientização do homem, em relação aos aspectos que se

referem à preservação do meio ambiente (ECYCLE, 2017).

3.4 Impactos Ambientais das Argamassas

A indústria da construção civil é responsável por provocar grandes

impactos ao ambiente, pois além de gerar grande parte dos resíduos entre os

que são produzidos numa cidade, ela também apresenta um alto consumo de

matéria-prima fazendo com que a escassez de recursos naturais ocorra. O meio

20

ambiente é bastante afetado pela construção civil por ela apresentar alguns

fatores que contribuam para essa agressão, ao meio ambiente, como: a grande

extração de matéria-prima, a geração e a disposição de resíduos sólidos.

Pensando nisso, a resolução CONAMA nº 307 (2002) constitui as

diretrizes, os critérios e os procedimentos necessários para o gerenciamento dos

resíduos da construção civil de forma a diminuir os impactos ambientais gerados

por eles. Ela também é a responsável pela a classificação dos resíduos sólidos

da construção, pois como na construção existe uma grande diversidade de

materiais, esta classificação se torna necessária. Nessa classificação, os

resíduos “classe A” são aqueles que podem ser reaproveitados na própria

construção até mesmo como agregados em argamassas e também na

fabricação de concretos.

Os resíduos classe A merecem uma grande atenção, pois como eles

podem ser aproveitados, a necessidade de estudos que mostrem se eles trazem

benefícios, nas propriedades das argamassas, passam a existir. Um estudo feito

por Assunção 2007, utilizando agregado miúdo reciclado obtido através de

resíduos gerados em uma construção em Belém-PA, mostrou que a substituição

de 30% e 50% do agregado natural pelo resíduo trouxe resultados satisfatórios,

pois quando analisadas algumas propriedades das argamassas nos estados

plástico e endurecido viu-se que as argamassas compostas por resíduos

obtiveram maiores resistências em relação a uma argamassa de referência que

não possuía resíduos.

Os resíduos da construção civil estão cada vez mais sendo utilizados

como agregados tanto na produção de argamassas, como também na fabricação

de concretos e com isso vários estudos estão sendo realizados para verificar o

quanto esses resíduos podem influir nas propriedades das argamassas e dos

concretos.

3.5 Argamassas com Resíduos de Polímeros

Sabendo disso, diversos estudos e trabalhos sobre a inserção desses

resíduos começaram a ser produzidos, para minimizar os efeitos da escassez

dos recursos naturais, de forma que não comprometa a eficiência estrutural do

elemento construtivo desenvolvido.

21

A.M. et al. (2015) afirma que a produção mundial de PET foi de 55 milhões

de toneladas, em 2012, e que a produção de poliéster cresceu substancialmente

devido à alta demanda têxtil mundial, bem como no empacotamento de

alimentos e garrafas industriais.

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4 MATERIAIS E MÉTODOS

Os materiais a serem utilizados durante o desenvolvimento desse trabalho

foram: cimento, areia, água e polímeros (PET, Isopor e Copos plásticos) como

agregados miúdos. Toda a caracterização dos materiais utilizados será

apresentada a seguir.

4.1 Aglomerante

Dentre os diversos tipos de cimento Portland existentes o definido para

utilização no trabalho foi o Cimento Portland Composto com adição de fíler (CP

II-F-32), cuja densidade adotada foi de 3100 kg/m³.

4.2 Agregado miúdo natural

O agregado miúdo utilizado no presente trabalho foi uma areia natural

extraída de rio. Antes da realização dos ensaios de caracterização, a areia foi

espalhada no piso do mesmo laboratório para sua secagem e foi também

realizado o quarteamento do material, de acordo com a NBR NM 27 – Agregados

– Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório (ABNT, 2006), para

realizações de preparação de amostragem.

A determinação da composição granulométrica e do módulo de finura foi

realizada de acordo com a NBR NM 248:2003 – Agregados – Determinação da

composição granulométrica. As zonas granulométricas são especificadas de

acordo com a NBR 7211:2005 – Agregados para concreto. Especificação. As

peneiras utilizadas no ensaio apresentaram abertura igual a 9,5mm, 6,3mm,

4,75mm, 2,36mm, 1,2mm, 0,6mm, 0,3mm e 0,15mm.

O ensaio de massa específica foi realizado seguindo as diretrizes da NBR

NM 52 - Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa

específica aparente (ABNT, 2009). O valor para a massa específica encontrado

foi igual a 2,58 g/cm³

4.2.1 Agregados miúdos reciclados

Nesse trabalho, utilizamos os polímeros reciclados, proveniente de

arrecadação de materiais no CESMAC.

23

4.3 Água

Na produção das argamassas e na cura dos corpos de prova foi utilizada

água potável proveniente do sistema de abastecimento de água do Laboratório

do CESMAC.

24

5 ENSAIOS REALIZADOS NOS AGREGADOS RECICLADOS

5.1 Determinação da composição granulométrica

A determinação da composição granulométrica dos agregados miúdos

reciclados foi realizada de acordo com as especificações da NBR NM 248:2003

– Agregados – Determinação da composição granulométrica.

5.2 Massa específica e absorção

Para a determinação das massa específica, não foi possível determinar,

de acordo com a metodologia normativa para agregados miúdos convencionais,

pois estamos lidando com materiais poliméricos, cujos dados já são tabelados e

padronizados por Comitês e Associações nacionais e internacionais, e tem como

valores parametrizados.

Outro parâmetro que não podemos mensurar nos polímeros é a absorção

de água, pois são materiais constituídos de ligações moleculares complexas,

havendo pouca porosidade entre as partículas e, são inertes, não reagindo com

a água.

25

6 DETERMINAÇÃO DA PRODUÇÃO DAS ARGAMASSAS

A definição das misturas das argamassas foi baseada num traço padrão,

utilizado em várias construtoras locais, para uso em assentamentos de blocos

cerâmicos. Com base nesse estudo, obteve-se a dosagem de argamassas

produzidas com agregados graúdos naturais e reciclados - porém estes com

massa específica um pouco maior que as utilizadas neste estudo. A composição

das argamassas tem como referência o seguinte traço 1:6, onde lemos 1 (uma)

parte de cimento e 6 (seis) partes de agregado miúdo, em termos de volume.

Com esse estudo, procuremos realizar substituições de 1% do agregado

miúdo natural pelo agregado miúdo reciclado (polímeros), tendo como base suas

densidades.

6.1 Beneficiamento dos materiais poliméricos

O processo de trituração dos materiais poliméricos para transformação

em agregados é executado através de um equipamento comercialmente

encontrado como triturador de grãos.

O material resultante da trituração é submetido ao processo de

peneiramento para separação em agregados graúdos e miúdos, atendendo a

terminologia aplicada em agregados para concreto, de acordo com a norma NBR

7211:2005 – Agregado para concreto – especificação. O agregado graúdo é

especificado como o agregado cujos grãos passam na peneira de 25 mm e ficam

retidos na peneira com abertura de malha de 4,75 mm. O agregado miúdo é o

agregado cujos grãos passam na peneira com abertura de malha de 4,75 mm.

Para o presente estudo, passamos o material triturado na peneira de

4,75mm. O material que passou, utilizamos por completo e o retido, retornamos

ao triturador, para, assim, obtermos a granulometria desejada.

Figura 5: Triturador de grãos para beneficiamento dos polímeros.

Fonte: Autor, 2019

26

7 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

7.1 Agregado miúdo natural

Os agregados foram classificados de acordo com a NBR 7211/2005, mas

para essa classificação, inicialmente foi determinada a composição

granulométrica de cada agregado, com base na NBR NM 248/ 2003.

Para a composição do agregado miúdo foram utilizadas a areia natural e

o resíduo de pedreira, denominado como areia industrial. O gráfico 1 apresenta

as curvas granulométricas dos agregados miúdos utilizados durante o trabalho

Gráfico 1 – Curva granulométrica do agregado miúdo natural.

Fonte: Autor,2019

O módulo de finura e a dimensão máxima característica foram

determinados segundo NBR 7211/2005, enquanto que o ensaio de massa

específica foi feito seguindo as diretrizes da NBR NM 52/2009. Já o ensaio de

absorção de água foi realizado conforme exigências da NBR NM 30/2001.

Os valores encontrados para os agregados miúdos utilizados são

apresentados no quadro.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,10 1,00 10,00 100,00

Mate

rial

pass

an

te (

%)

Abertura das malhas da peneiras (mm)

Zona Utilizável

Granulometria

Zona Ótima

27

Quadro 1 – Propriedades dos agregados miúdos.

Fonte: Autor,2019

Com isso, passemos a caracterizar os agregados poliméricos

7.2 Agregados poliméricos

Para caracterizar esse material, não podemos seguir as normas para

agregados naturais, pois se é necessário fazer uso da estufa a 100ºC. Como,

nessa temperatura, os polímeros entram em estado de transformação vítrea, ou

seja, alteram seu estado natural, fizemos uso desse agregado de forma natural,

apenas passando pela peneira de 4,8mm, abertura que delimita a zona de

agregados graúdos e miúdos.

Quadro 2 – Dados normativos dos polímeros.

Fonte: ABIPLAST,2017

Figura 6 - Materiais poliméricos utilizados nas argamassas: PET, PP, EPS, respectivamente.

Fonte: Autor,2019

Com isso, passemos à produção das argamassas.

Areia Natural

Módulo de Finura (%) 2,33

Dimensão máxima característica (mm) 4,8

Massa específica (g/cm3) 2,63

Absorção de água (%) 1,7

Polímero Densidade (g/cm³)

PP 0,9

OS 1,0

PET 1,4

28

8 PRODUÇÃO DAS ARGAMASSAS

A elaboração das argamassas teve como base um volume de 1,5 Litros,

fator a/c=0,5, baseado em estudos referenciados no presente trabalho.

Produzimos 4 argamassas: uma de referência e três com a substituição

de 1% do agregado miúdo natural por agregado miúdo polimérico, conforme

quadro.

Quadro 3 – Produção das Argamassas.

Fonte: Autor, 2019

Vol (L) Cimento (g) Agreg. Natural (g) Água (g) Agreg. Rec (g)

Referência 1,5 795 1590 397,5 0

PET 1,5 795 1574,1 397,5 8,46

PP 1,5 795 1574,1 397,5 5,44

EPS 1,5 795 1574,1 397,5 6,04

29

9 PROCEDIMENTOS PARA A PRODUÇÃO DE ARGAMASSAS

Para prosseguirmos com o presente trabalho, fizemos uma padronização

da produção das argamassas, elaborando um “passo-a-passo”, onde elencamos

as etapas de colocação de material na argamassadeira:

Passo 1-Coloca-se o agregado miúdo e o agregado reciclado, mistura-se por

30 segundos, velocidade lenta.

Passo 2-Coloca-se o cimento, mistura-se por 30 segundos, velocidade lenta.

Passo 3-Coloca-se 80% da água, mistura-se por 1 minuto, parar para limpeza

da pá e 30 segundos para a limpeza da cuba.

Passo 4-Colocar o restante da água e mistura por 1 minuto, em velocidade

rápida;

30

10 RESULTADOS

10.1 Estado fresco

Após confeccionarmos as argamassas, ainda no estado fresco, fizemos

os ensaios de determinação de índice de consistência, de acordo com a NBR

13276/2002, para verificarmos a trabalhabilidade da argamassa produzida.

Nesse ensaio, após a confecção da argamassa, colocamo-la no tronco-

cônico, apoiado na mesa de consistência, em três camadas sucessivas, e, em

cada camada, aplicamos 15, 10 e 5 golpes de soquete, respectivamente, para

distribui-las uniformemente.

Com isso, passamos uma espátula para tirar o excesso de argamassa no

topo do tronco, retiramos o tronco-cônico e, através de uma manivela contida na

mesa, iniciamos o ensaio, girando-as 30 vezes por 30 segundos.

Após isso, fizemos medições, com um paquímetro, em 3 direções

diferentes, para determinar o diâmetro do espalhamento. A norma exige que

esse diâmetro esteja entre 255±10mm.

Figura 7. Detalhe do ensaio de índice de consistência.

Fonte: Autor,2019

Com isso, obtivemos os seguintes resultados, apresentados no quadro

31

Quadro 4 – Análise do espalhamento na mesa de consistência

Argamassas Média dos diâmetros (cm)

Referência 26

PET 25

PP 25

EPS 26

Fonte: Autor, 2019

Figura 8. Detalhe do espalhamento da argamassa.

Fonte: Autor, 2019

Como podemos perceber, nas amostras, não há sinais de segregação dos

materiais, nos quais obtivemos uma boa mistura na argamassadeira e uma boa

interação entre os materiais.

Com relação ao espalhamento, os dados atendem à norma, nos quais

obtivemos resultados coerentes com a argamassa de referência (constituída por

materiais convencionais).

32

10.2 Estado endurecido

Já no estado endurecido, iniciemos os ensaios de resistência à

compressão axial, de acordo com a NBR 13279/2005. Apresentemos os

resultados no quadro.

Quadro 4 – Análise do rompimento das argamassas,

Fonte: Autor, 2019

Figura 9. Corpos-de-prova moldados.

Fonte: Autor, 2019

A moldagem dos corpos de prova (CP) cilíndricos, foi realizada de acordo

com a determinação da norma brasileira NBR 13279 (ABNT, 1995). O

preenchimento dos corpos de prova cilíndricos com argamassa foi realizado em

4 camadas, com o auxílio de uma espátula. Cada camada recebeu 30 golpes

homogêneos distribuídos sobre a superfície, utilizando o soquete. Por fim, foi

realizado o arrasamento da argamassa na superfície dos corpos de prova, por

7 dias (Mpa) 14 dias (Mpa) 21 dias (Mpa) 28 dias (Mpa)

Referência 2,93 3,86 4,53 5,68

PET 2,98 4,18 4,57 5,79

PP 2,6 3,68 4,22 5,12

EPS 2,2 3,2 3,96 4,43

33

meio de uma régua, deslizando sobre a borda do molde em movimentos de

vaivém.

Em seguida, os corpos de prova (CP) foram submetidos a um período de

cura de 28 dias descrita pela norma citada anteriormente, ao ar livre, nas

condições ambientais do laboratório (24±4)ºC.

Figura 10. Prensa hidráulica para compressão Figura 11. Detalhe do CP rompido

Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios, pois conseguimos,

com uma mínima substituição, uma argamassa com uma boa resistência axial,

na qual permite sua aplicabilidade para uso de assentamento de blocos

estruturais.

Não conseguimos os mesmos resultados para o polímero com EPS

devido à própria constituição do material, no qual é 99% composto por ar.

Acreditamos que, quando foi submetido à compressão, o ar foi expulso e

aumentando a porosidade da argamassa, diminuindo sua resistência.

34

12. CONCLUSÕES

Os resultados apresentados pelo presente trabalho confirmam a

viabilidade da substituição de parte dos agregados naturais por

agregados provenientes dos polímeros reciclados;

Com relação à trabalhabilidade, as argamassas recicladas obtiveram um

comportamento muito próximo ao da argamassa de referência, sem a

presença de segregação e/ou exsudação;

Com relação às propriedades mecânicas, apenas a argamassa com EPS

obteve uma redução de cerca de 23% de sua resistência, se mostrando

ineficaz para a substituição, devido à sua constituição molecular, de ter

99% de sua matéria composta por ar;

De outro modo, a argamassa com PET obteve uma melhora substancial,

em relação à argamassa de referência, comprovando que há

possibilidade de substituição;

35

REFERÊNCIAS

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