Incorporação de resíduos de pneu na produção de bloco maciço de concreto como alternativa de pavimentação urbana

ARTIGO ORIGINAL 

SILVA, Maria das Graças Bezerra da ^[1], RAMOS, José Kleber da Costa ^[2], LAURSEN, Anderson ^[3]

SILVA, Maria das Graças Bezerra da. RAMOS, José Kleber da Costa. LAURSEN, Anderson. Incorporação de resíduos de pneu na produção de bloco maciço de concreto como alternativa de pavimentação urbana. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 07, Ed. 06, Vol. 05, pp. 76-88. Junho de 2022. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/bloco-macico-de-concreto, DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/bloco-macico-de-concreto

RESUMO

O aumento da quantidade de resíduos sólidos gerados pela sociedade é uma das preocupações atuais, principalmente no que tange às questões ambientais. O pneu é um desses resíduos, que quando não descartado de forma correta, traz impactos danosos ao meio ambiente. Nesse contexto, verifica-se que pesquisas têm buscado a utilização de resíduos de pneus inservíveis na fabricação de compostos cimentícios usados na construção civil e na pavimentação. Dessa maneira, é possível que os blocos de concreto com adição de resíduos de borracha sejam utilizados em pavimentos urbanos? Visando agregar ao ramo de engenharia civil, o presente trabalho tem como objetivo principal realizar um estudo comparativo com relação ao uso de blocos intertravados de concreto com adição de resíduos de pneu. Para tanto, foram utilizadas substituições parciais de agregado miúdo por resíduo de pneu em proporções de 5%, 8% e 10% em massa.  Ensaios de resistência à compressão aos 7 e 28 dias, a avaliação da absorção de água e a caracterização granulométrica dos agregados e do resíduo foram realizados. Encontrou-se que aos 28 dias todos os traços apresentaram resistência à compressão superior a 20 MPa havendo uma tendência de redução dessa propriedade diretamente influenciada pelo aumento da proporção de resíduo de pneu. O traço base uma média de 24,07 MPa enquanto o traço com 10% (T-10) 22,37 MPa. A absorção por imersão apresentou resultados de aproximadamente 4% para todas as condições. Dessa forma conclui-se que esse tipo de resíduo pode ser uma alternativa para a fabricação de blocos intertravados, sendo necessário o estudo de outros traços bem como a possibilidade de uso de aditivos. Porém, devido a sua resistência não ser atendida pela norma, o uso de blocos de concreto com incremento de resíduos de pneu não poderá ser feito em pavimentos.

Palavras-chave: Pavimentação urbana, Bloco, Concreto, Pneu.

1. INTRODUÇÃO

Com o passar dos tempos o ramo de engenharia civil vem buscando formas de alcançar novos avanços tecnológicos que possam caminhar junto com a sustentabilidade, bem como um melhor custo-benefício. Com base em Nascimento (2016), o pavimento intertravado popularizou-se no Brasil na década de 2000. E de acordo com Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP, 2009), esse tipo de pavimento foi muito aceito em construções de praças, calçadas, ruas e calçadões.

Segundo Hallack (2001 apud BRITO, 2013), o pavimento intertravado formado por blocos maciços de concreto são fáceis de serem instalados e não necessitam do uso de argamassa e de mão de obra especializada. Assim, faz com que haja uma economia no tempo de execução e no custo de serviço da obra. Levando-se em consideração que o piso intertravado já vem pré-moldado de fábrica, ou seja, não precisando de um tempo de cura no local da obra, segundo Leite (2015) o tráfego de automóveis e pessoas pode ser feito de imediato após sua finalização, sendo esse um ponto positivo comparado aos demais pavimentos.

Além disso, o uso de blocos maciços de concreto vem ganhando espaço no mercado em decorrência de outras características, tais como: baixo custo de manutenção, reutilização de grande parte dos blocos e facilidade de remoção das peças. Bem como podem variar entre tamanhos, formas e cores, tendo uma relevância positiva para aqueles que visam, também, a parte estética da obra.

De acordo com Corrêa (2009), a reutilização dos materiais tem como objetivo diminuir os impactos ambientais. E, levando em consideração que existe um preocupante descarte incorreto de pneus no meio ambiente, com cerca de mais de 450 mil toneladas no Brasil, segundo o Socialismo criativo (BORGES, 2019). Surgiu-se métodos de reconstrução de pneus que permitem uma maior durabilidade ao longo do tempo. Entretanto, o mesmo gera resíduos de borracha que vão de contra a sustentabilidade quando descartados de maneira irregular.

Seguindo Bauer (2008), os agregados utilizados para a preparação de concreto, são materiais granulares, inertes (não reagem quimicamente) e incoesivos. E segundo Fioriti (2007), os resíduos de borracha gerados através da técnica de recauchutagem vem de um material que não reage quimicamente com o concreto e apresenta pouca ou nenhuma impureza. Diante disso, é possível que os blocos de concreto com adição de resíduos de borracha sejam utilizados em pavimentos urbanos? O presente trabalho tem como objetivo principal realizar um estudo comparativo com relação ao uso de blocos intertravados de concreto com adição de resíduos de pneu. Sendo assim, propõe-se a avaliar as mudanças nas características desses blocos para fins de melhorias, utilizando-se de processos de medição de resistência à compressão, bem como absorção de água.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 MATERIAIS

Utilizou-se o cimento Portland com adição de fíler Calcário do tipo CP II-F-32, bem como água, areia média, brita 12, conhecida como pedrisco. O resíduo da borracha teve como origem o processo de recauchutagem de pneus, como ilustrado na Figura 01.

Figura 1: Peneiramento de resíduos.

Figura 2: Resíduo de borracha de pneu.

Nesse processo geram-se partículas de diferentes tamanhos, formatos além da presença de arames. Dessa forma, foi necessário realizar uma separação manual das partículas maiores e a passagem pela peneira malha 40 para uma melhor padronização, conforme mostrado na Figura 02.

2.2 MÉTODOS

Para dosagem do concreto, fez-se o uso do traço em massa de 1:1,5:1,81:0,48 (cimento, agregado miúdo, agregado graúdo e relação água/cimento), denominado de traço de referência (T-Ref). Foram feitas substituições parciais de agregado miúdo pelo resíduo de pneu em proporções de 5%, 8% e 10% em massa, identificados respectivamente por T-5, T-8 e T-10. Nas Tabelas 1 e 2 mostram os percentuais de materiais utilizados, bem como o consumo de cada traço.

Tabela 1: Percentual de resíduos de pneu.

Tabela 2: Consumo dos materiais.

Com o auxílio da betoneira para a mistura dos materiais, foram produzidos manualmente corpos de prova com formas de dimensões de comprimento, largura e altura, respectivamente, de 20x10x6 cm, conforme as recomendações da ABNT NBR 9781 (2013). A Figura 3 ilustra as formas que foram utilizadas para moldar os corpos de provas prismáticos bem como os mesmos já desmoldados. Foram produzidos um total de 16 corpos de provas (Cps) para cada traço, totalizando 64 Cps, sendo 6 para cada dia de compressão, 3 para o ensaio de absorção e um extra para eventuais imprevistos.

Figura 3: Desmoldagem dos blocos.

Após o procedimento de desmoldagem dos corpos de provas, estes foram submersos em um tanque de água seguindo o processo de cura por imersão até as datas de realização dos ensaios.

2.3 ENSAIOS REALIZADOS

O ensaio de compressão dos corpos de provas foi realizado em uma máquina modelo PC200C da EMIC 2000KN. A carga utilizada no ensaio foi aplicada na direção do esforço solicitado, fazendo com que o centro de gravidade da peça coincidisse com o centro das placas de aço da prensa, conforme mostrado na Figura 4.

Figura 4: Ensaio de compressão.

 

Para o ensaio de absorção por imersão a fim de identificar o valor do nível de porosidade da peça, de acordo com os procedimentos descritos na ABNT NBR 9781 (2013), desenrolou-se o ensaio utilizando 3 peças para cada traço, aos 28 dias. As peças mantiveram-se à uma temperatura de 110 ± 5 ºC dentro de uma estufa.

Por intermédio da fórmula A = ((m2-m1) / m1) x 100, determinou-se a porcentagem de absorção de cada corpo de prova (A). Onde “m1” é a massa seca e “m2” é a massa saturada, em gramas.

3. RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS

As tabelas e gráficos a seguir ilustram os resultados observados para o ensaio de composição granulométrica dos agregados e do resíduo. A Tabela 3 apresenta os dados da composição granulométrica do agregado miúdo (areia) que apresentou um módulo de finura de 2,23, diâmetro máximo de 2,4 mm e uma massa específica de 2,59 g/cm³.

Tabela 3: Característica da areia.

A Tabela 4 mostra a composição granulométrica de acordo com as características do agregado graúdo (pedrisco), apresentando um diâmetro máximo de 9,5 mm, módulo de finura de 6,56 e uma massa específica de 2,65 g/cm³.

Tabela 4: Característica do pedrisco.

A Tabela 5 descreve os dados da composição granulométrica do resíduo de pneu com um módulo de finura de 4,19 e diâmetro máximo de 4,8 mm.

Tabela 5: Característica do resíduo de pneu.

Gráfico 1: Curva granulométrica dos materiais.

Tendo em vista os resultados obtidos, nota-se que a granulometria dos resíduos de pneu localiza-se no intermédio entre a granulometria dos agregados miúdos (areia) e graúdos (pedrisco), conforme mostra a Figura 5.

3.2 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

Os dados individuais de resistência à compressão das quatro condições avaliadas estão mostrados nas Tabelas 6 e 7, sendo aos 7 e 28 dias, respectivamente.

Tabela 6: Resistência à compressão dos blocos de concreto aos 7 dias (Mpa).

Tabela 7: Resistência à compressão dos blocos de concreto aos 28 dias (Mpa).

A Tabela 8 traz a média dos 6 cps estudados para cada traço e seus respectivos desvios padrões aos 7 e 28 dias. O desvio padrão para todas as condições avaliadas ficou abaixo de 0,6 MPa correspondendo a um percentual abaixo de 3,0%, o que significa um padrão excelente de produção dos corpos de provas.

Tabela 8: Resistência à compressão dos blocos de concreto (Mpa).

Para melhor visualização dos valores encontrados a Figura 5 apresenta o gráfico de barras da resistência à compressão aos 7 e 28 dias para todos os traços.  O traço T-5 apresentou aos 28 dias uma resistência média de 23,63 Mpa em médias equivalente com os traços T-Ref e T-10, considerando a existência do desvio padrão. Sendo assim constatou-se que a partir do 7º dia os traços realizados apresentaram pouco ganho de resistência até chegar aos 28 dias. Assim como, de acordo com o estudo de Albuquerque et al. (2006), a adição de resíduos de borracha no concreto não proporciona um ganho de resistência satisfatório, comprovando assim, os dados apresentados na figura acima.

Gráfico 2: Resistência à compressão aos 7 e 28 dias (MPa).

3.3 ABSORÇÃO DE ÁGUA

Através dos ensaios de absorção de água demonstra-se que quanto maior for a absorção, maior será a quantidade de números de poros na peça.

Tabela 9: Percentual de absorção de água

Ao analisar a tabela acima é possível observar que houve mudanças nos resultados de acordo com a adição dos resíduos de pneu, entretanto, ainda assim, atende o critério de menor ou igual a 6%, da ABNT NBR 9781 (2013).

Gráfico 3: Absorção de água por imersão.

Visando os dados mostrados no gráfico 3, nota-se que o traço T-5 teve a maior absorção de água entre os demais, bem como o traço T-8 foi o traço com menor absorção.

Sendo assim, os resultados gerados concordam com o que está escrito em Fioriti (2007), no qual diz que a substituição parcial da areia por resíduos de borracha tende a diminuir a absorção de água.

 4. CONCLUSÕES

Perante os resultados obtidos, é possível que os blocos de concreto com adição de resíduos de borracha sejam utilizados em pavimentos urbanos? Considerando os dados gerados através do ensaio de absorção de água, percebe-se que mesmo havendo uma variação de um traço em relação ao outro, o limite máximo estabelecido pela norma ABNT NBR 9781 (2013) de 6% é atendido.

Já com relação a resistência do bloco de concreto submetido à compressão, refletiu-se que a substituição do agregado miúdo pelo resíduo de pneu é inversamente proporcional à resistência do bloco. Sendo assim, quanto mais resíduos eram colocados no traço, menor era o valor da resistência.

Por consequência, ao verificar os resultados dos ensaios, conclui-se que é inviável o uso de bloco intertravado com incrementação de resíduos de pneu, visto que o mesmo não atende a resistência necessária para fins de pavimentação. Entretanto, os blocos de concreto produzidos com substituições da areia pelo resíduo de pneu, podem ser utilizados em ambientes de pequeno tráfego, como praças, calçadas, canteiros, entre outros. 

REFERÊNCIAS

ABCP, Associação Brasileira de Cimento Portland. Pavimento Intertravado. Abcp (2009). Disponível em: <https://abcp.org.br/basico-sobre cimento/aplicacoes/pavimento-intertravado/. Acesso em: 11/12/2021.

ALBUQUERQUE, A. C.; ANDRADE, W. P.; HASPARYK, N. P.; ANDRADE, M. A. S.; BITTENCOURT, R. M. A. Adição de Borracha de Pneu ao Concreto Convencional e Compactado com Rolo. In ANAIS DO ENTAC. 2006.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9781: Peças de Concreto para Pavimentação – Especificação e métodos de ensaio. Rio de Janeiro, 2013.

BAUER, F. L. A. Materiais de Construção. 5ed. São Paulo: LTC, Editora S.A., 1995. V.1. Disponível em: https://pt.slideshare.net/juniorgestao/materiais-de-construo-volume-2-bauer-5-edio. Acesso em: 16/12/2021.

BRITO, Gabriela do Prado Sá. Estudo da viabilidade técnica de paver com resíduo de pneu em substituição parcial dos agregados. 2013.

BORGES, Leonardo. Pneus velhos podem se transformar em asfalto ecológico. Socialismo Criativo, 2019. Disponível em: https://www.socialismocriativo.com.br/site2022/pneus-velhos-podem-se-transformar-em-asfalto-ecologico/. Acesso em: 20/12/2021.

FIORITI, C. F. Pavimentos intertravados de concreto utilizando resíduos de pneus como material alternativo. 2007. Tese (Doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental) – Escola de Engenharia de São Carlos. Universidade de São Paulo, 2007.

LEITE, Abner Augusto dos Santos. Blocos de concreto para pavimentação intertravada com adição de sílica ativa. Trabalho de Conclusão de Curso. (Graduação em Engenharia Civil) – Departamento Acadêmico de Construção Civil Curso de Engenharia Civil. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2015.

NASCIMENTO, M. V. L. de A. Estudos de blocos intertravados de concreto para pavimentação com incorporação de resíduo do polimento do porcelanato. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade Federal de Pernambuco, Caruaru, 2016.

^[1] Graduação. ORCID: 0000-0002-6304-3767.

^[2] Graduação. ORCID: 0000-0001-6386-9975.

^[3] Orientador. ORCID: 0000-0002-9941-905X.

Enviado: Maio, 2022.

Aprovado: Junho, 2022.