curso de enfermagem execuÇÃo e anÁlise de concreto...

SIMP.TCC/Sem.IC. 2019(18); 1577-1586 CENTRO UNIVERSITÁRIO ICESP / ISSN: 2595-4210

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CURSO DE ENFERMAGEM EXECUÇÃO E ANÁLISE DE CONCRETO E ARGAMASSA COM AREIA DE GARRAFAS PET . EXECUTION AND ANALYSIS OF CONCRETE AND MORTAR WITH PET BOTTLE SAND.

Wesley Carlos Ferreira Brito Niécio da Costa Anunciação Junior

Resumo A presente pesquisa vem da hipótese da substituição do agregado miúdo, mais conhecido como areia, por material sintético semelhante. Neste estudo foi utilizado a areia de PET (Politereftalato de Etileno). O PET é o material que compõe as garrafas de refrigerantes e diversos recipientes na indústria alimentícia mundial e tem alto poder de poluir o meio ambiente caso não receba o tratamento adequado. Os materiais que compõem o concreto e as argamassas para a construção de edificações são retirados da natureza de forma de forma excessiva, causando danos irreversíveis ao meio ambiente. A poluição por garrafas PET também danifica vários ecossistemas e causa danos ao meio urbano, entupindo bueiros causando retenção do escoamento de águas pluviais e gerando inundações. A necessidade por matéria prima para uso na construção civil é a maior e está em seu pico, pois desde a década de 50 a população mundial dobrou e em consequência deste fato o consumo também aumentou e a relação disponibilidade e demanda é drasticamente agravada, segundo Silva e Koide (apud PENN e PARKER, 2017). Neste cenário, estudar a junção da necessidade de meios alternativos de produção de matéria prima para a construção civil se molda ao conceito de sustentabilidade, que historicamente é a utilização de matérias primas e produção de maneira consciente de forma a garantir o sustento e continuidade das gerações futuras. Para o desenvolvimento dos modelos experimentais e realização dos testes, foi utilizado materiais comuns na construção civil: Cimento CP-ARI-V, areia média como agregado miúdo e Brita “0” como agregado graúdo, bem como equipamentos para a dosagem e mistura como baldes, balança, masseira, betoneira e moldes de corpos de prova de 5X10 cm e 10X20 cm, conforme NBR 5739, NBR 5738 e NBR 248, bem como tabela de traços de concreto elaborada por (BARBOSA e BASTOS, 2008) condicionando o concreto convencional utilizado em obras de pequeno porte. Foi realizado estudo com a execução de concreto convencional, utilizando 50% e 100% de areia de PET, e realizado teste de compressão, mostrando resultados que podem ser adequados a uma faixa de utilização viável e técnica. Palavras chave: PET; Reciclagem; sustentabilidade; concreto. Abstract The present research comes from the hypothesis of replacing the fine aggregate, better known as sand, with similar synthetic material. In this study, PET (Ethylene Polyerephthalate) sand was used. PET is the material that makes up soft drink bottles and various containers in the world food industry and has high power to pollute the environment if not properly treated. The materials that make up concrete and mortar for building construction are excessively removed from nature, causing irreversible damage to the environment. Pollution from PET bottles also damages many ecosystems and causes damage to the urban environment, clogging manholes causing rainwater runoff and generating flooding. The need for raw material for use in construction is the highest and is at its peak, since since the 1950s the world population has doubled and as a result consumption has also increased and the relationship availability and demand is dramatically increased, according to Silva. and Koide (apud PENN and PARKER, 2017). In this scenario, studying the junction of the need for alternative means of production of raw materials for construction is shaped by the concept of sustainability, which historically is the use of raw materials and production in a conscious way to ensure the sustenance and continuity of generations. future. For the development of the experimental models and tests, common materials were used in civil construction: CP-ARI-V Cement, medium sand as fine aggregate and Brita “0” as coarse aggregate, as well as equipment for dosing and mixing as buckets. , scale, trough, concrete mixer and molds of specimens of 5X10 cm and 10X20 cm, according to NBR 5739, NBR 5738 and NBR 248, as well as a concrete trace table prepared by (BARBOSA and BASTOS, 2008) conditioning the conventional concrete used. in small works. A study was performed using conventional concrete, using 50% and 100% PET sand, and a compression test was performed, showing results that may be suitable for a viable and technical range of use. Keywords: PET; Recycling; sustainability; concrete.

Contato: [email protected]

1.Introdução

Em meio a quantidade de lixo produzido no

Brasil, que vai para aterros sanitários sem

reciclagem, há vários tipos de materiais que têm

potencial para serem reaproveitados em outras

atividades, mas que acabam sendo descartados de

maneira inadequada e acabam poluindo o meio

ambiente.

Segundo informações do The Ocean Clean

Up, entidade não governamental que tem ações em

todo mundo para a conscientização quanto ao

problema do descarte inadequado de resíduos

plásticos nos mares e oceanos, em meio a costa da

Califórnia e o Havaí encontra-se uma imensa área

de 1,6 milhão de quilômetros quadrados formada

principalmente por materiais plásticos que

geralmente são menos densos que a água e podem

flutuar e acumula-se em algumas partes dos mares

e oceanos devido a correntes marinhas. (THE

OCEAN CLEAN UP, 2019).

O Brasil dispõe de Lei especifica para

Como citar esse artigo: Brito WCF, Junior NCA. EXECUÇÃO E ANÁLISE DE CONCRETO E ARGAMASSA COM AREIA DE GARRAFAS PET .. Anais do 18° Simpósio de TCC e 15° Seminário de IC do Centro Universitário ICESP. 2019(18); 1577-1586


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destinação de resíduos sólidos a Lei nº12.305,

Política Nacional de Resíduos Sólidos-PNRS de

2010 que dispõe:

“Art. 1o Esta Lei institui a Política Nacional de Resíduos Sólidos, dispondo sobre seus princípios, objetivos e instrumentos, bem como sobre as diretrizes relativas à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos, incluídos os perigosos, às responsabilidades dos geradores e do poder público e aos instrumentos econômicos aplicáveis. § 1o Estão sujeitas à observância desta Lei as pessoas físicas ou jurídicas, de direito público ou privado, responsáveis, direta ou indiretamente, pela geração de resíduos sólidos e as que desenvolvam ações relacionadas à gestão integrada ou ao gerenciamento de resíduos sólidos.[...].” (BRASIL, 2010)

Sobre a reciclagem também incrementa que

a referida Lei em seu Artigo 6º que discorre sobre

os Princípios de que:

“VIII - o reconhecimento do resíduo sólido reutilizável e reciclável como um bem econômico e de valor social, gerador de trabalho e renda e promotor de cidadania;” (BRASIL, 2010)

Entendendo que há dispositivo legal na

legislação Brasileira a respeito do tema, que devido

a burocracia e interferências políticas e falta de

interesse do poder público em realmente aplicar de

forma efetiva ao que dispõe o dispositivo.

O Brasil aparece em estatísticas nada

animadoras para desenvolvimento sustentável e

bem-estar do meio ambiente, entendendo que este

não diz respeito somente a fauna, flora seja ela

terrestre ou aquática, mas também ao meio

ambiente urbano, que sofre com alagamentos

devido a entupimentos em galerias de águas

pluviais cheias de resíduos sólidos em grande parte

de plásticos e entre sua grande maioria estão as

garrafas PET.

Segundo Fundo Mundial para a Natureza

(WWF, 2019), o Brasil é o 4º maior produtor de lixo

plástico e recicla apenas 1,28%, situação que tende

a piorar por falta da aplicação das políticas já

existentes.

Neste sentido, a situação é considerada

crítica devido à falta de tratamento adequado dos

resíduos plásticos. É fato que neste cenário seja

desenvolvido estudos para o melhor

aproveitamento destes materiais plásticos para o

bem-estar da população, seja ela nas mais diversas

esferas, contribuindo para o crescimento

sustentável, social e econômico.

Diante do problema, foi percebido a

necessidade de estudo para colaborar com formas

de transformar o plástico em material útil à

construção civil visto que é a atividade que mais

consome recursos no planeta:

“Cada habitante do planeta consome, em média, 10 toneladas de material por ano. Nos países desenvolvidos, esse número pode chegar a 85 toneladas. De todo esse consumo, 40% a 75% estão na indústria da construção civil: Nós [da construção civil] somos responsáveis pela metade dos materiais consumidos na sociedade” (AGOPYAN, 2012)

Como forma de amenizar o consumo de

recursos naturais e propor uma solução para o

problema com o lixo plástico, propõe-se a utilização

do PET como alternativa de agregado para

confecção de concreto e argamassa para a

construção civil.

2.Materiais e Métodos

Para execução do concreto e argamassa que

foram produzidos para o teste de compressão, foi

feito o cálculo de traço para definição da quantidade

de cada material na mistura do concreto.

Foram utilizados os seguintes equipamentos:

Peneirador eletromecânico, balança, beker de 600

ml, recipientes para definição de volume das

amostras em ml/l, betoneira de 100 litros, molde

para corpo de prova 10x20 mm e 5x10 cm, escala

graduada em cm e mm metálica para medição,

paquímetro, baldes, argamasseira de 5 litros

Contenco Pavivest e prensa hidráulica elétrica

digital 100T Contenco Pavivest.

Para o traço foram utilizados os seguintes

materiais: areia média lavada, areia de pet, brita 0,


1579

água e cimento CP V ARI.

Foi utilizado o laboratório do Centro

Universitário ICESP para a realização de ensaio de

granulometria, definição de traço por volume,

execução do concreto e argamassa, modelagem

dos corpos de prova, cura e ensaio de compressão.

2.1. Areia de PET

A areia de PET é resultado da trituração de

garrafas PET. Ela resulta num material que contém

diversas granulometrias e que contém fibras devido

a plasticidade do material.

O material foi fornecido pela empresa Brasil

Limpo, que foi fundada em 2008 em Brasília-DF

onde está sua Matriz. Hoje com filiais por vários

estados, atuando no beneficiamento de materiais

recicláveis, promovendo o elo de ligação entre a

coleta seletiva e diversas fontes e beneficiando

estes materiais e colocando de volta no ciclo

produtivo industrial.

Todo material foi doado sem custos, sendo

enviado de sua Filial em Taborda/RN, onde o PET

passa pelo processo de trituração podendo ser

vendido em formato de AREIA ou FLAKES que são

partículas maiores.

2.3. Granulometria da areia de PET

A areia de PET é um material de textura

arenosa e fibrosa, parecido com a areia comum

utilizada na construção civil, mas possui um perfil

de finura e densidade diferentes, constatados

durante o processo de pesagem e determinação de

volume, conforme Imagens 2 e 3.

O material foi aplicado ao ensaio de

granulometria num grupo de 3 peneiras conforme a

Imagem 1 , colocado na base vibratória por 3 ou 4

minutos, separando os materiais retidos em cada

uma das peneiras e fundo falso, conforme

determina NBR-248 de 2013 nos itens 5 e 6 e suas

etapas.

A norma, para o referido ensaio e

determinação de granulometrias, informa que o

material deve passar por estufa a 50º C, mas esta

etapa não foi executada visto que o material veio

seco e livre de umidade.

Uma das características da areia de PET é

que ela é hidrofóbica, ou seja, não retém umidade,

desta forma não há inchamento quando imerso em

água.

Imagem 1-Peneiras para retenção de material arenoso. Fonte: o

autor.

Nas peneiras foram retidos materiais com

granulometria diferentes, de forma a separar o

material a granulometria mais próxima a da areia

comum para que fosse utilizada como matéria

prima da argamassa e do concreto. Assim foi

gerado a seguinte Tabela-1 com os resultados de

material retido:

Tabela 1-quantidade e percentuais de material retido. Fonte: o autor.

PENEIRA RETIDO (KG) Volume (L ) %

2.36mm/μm 1 2 12%

2.00 mm/μm 1,5 3 18%

1.18 mm/μm 3,6 7,2 43%

>1.18 mm/μm 2,3 4,6 27%

TOTAL 8,4 16,8 100%

No experimento não foi realizada as séries

consecutivas nas peneiras e o cálculo do modulo de

finura, pois o objetivo era encontrar característica

aparente e característica do agregado miúdo mais

adequado para argamassa e concreto.


1580

O material resultante menor que 1.18

mm/μm, tem característica extremamente fina e foi

utilizado na execução da argamassa.

2.4. Definição de traço

O cálculo e testes de materiais foram

realizados no laboratório de física e materiais do

Centro Universitário ICESP onde foi definido o traço

por volume, execução do concreto e argamassa,

modelagem dos corpos de prova, cura e ensaio de

compressão conforme NBR 5739/15, NBR 5738/18

e NBR 7515/96.

O traço foi definido levando em consideração que a

areia de PET tem peso especifico diferente da areia

média, caso fosse utilizado o traço por peso o

volume do composto sintético seria superior ao da

areia comprometendo o experimento, desta forma,

“o percentual de volume de areia média foi

substituído pelo volume correspondente em PET

reciclado.” (SILVA e KOIDE, 2017, p. 6).

Observada a diferença de peso específico

coletado durante a pesagem dos materiais

conforme Imagens 2 , 3 e 4, foi adotado o traço por

volume de forma a tornar a medida de areia média

de areia de PET equivalentes.

Imagem 2-Coleta de peso especifico da areia de PET. Fonte: o autor

Imagem 3-Coleta de peso especifico da areia média. Fonte: o autor

Imagem 4-Coleta de peso especifico da brita. Fonte: o autor

Para a adequação ao traço do concreto

convencional, foi utilizando o material separado nas

peneiras com granulometria mais próxima à areia

comum, portanto a areia de PET em granulometria

de 1.18 mm/μm foi a mais adequada com peso

especifico de 0,5 kg em um litro. Assim foi gerada a

Tabela 2 que demonstra o peso específico dos

materiais utilizados.

Tabela 2-Peso especifico dos materiais. Fonte: o autor

O traço de concreto utilizado foi o

referenciado na Tabela 3 , sendo uma adaptação do

modelo apresentado por Barbosa e Bastos (2008),

que discorrem a respeito do concreto convencional


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em traços mais comuns e mais adequados a obras

de pequeno porte.

Tabela 3-Traços de concretos com cimento CP V-ARI.

Adaptado. (BARBOSA e BASTOS, 2008, p. 5)

Considerando a Tabela 2 e 3, foi gerado o

traço para execução em volume determinando a

quantidade necessária para 6 corpos de prova de

10X20cm, sendo 3 para cada traço, no qual foi

substituído o agregado miúdo por areia de PET nas

proporções de 50% referenciado na Tabela 4 e

100% referenciado na Tabela 5 .

Tabela 4-Traço 50% PET. Fonte: o autor adaptado de (BARBOSA e BASTOS, 2008, p. 5)

Tabela 5-Traço 50% PET. Fonte: o autor adaptado de

(BARBOSA e BASTOS, 2008, p. 5)

Foi levantada a hipótese de que a

argamassa produzida também poderia ter um bom

rendimento no teste de resistência, logo foi

calculado traço de argamassa considerando um

volume de substituição de 50% para o ensaio de

resistência em corpo de prova de 5X10 cm, obtendo

a Tabela 6, como resultado de cálculo:

Tabela 6-Argamassa 50% PET. Fonte: O autor.

Diante das propostas, foram executados os

traços de concreto e argamassa considerando o

cimento CP V-ARI em Kg e os demais materiais em

volume (litros).

2.5. Execução e modelagem de concreto e

argamassa.

2.5.1. Argamassa

Para execução da argamassa os materiais

foram misturados em argamasseira em uma cuba

de inox de 5 litros por mais ou menos 5 minutos, e

levemente misturados com espátulas em intervalos

para garantir que o material que ficou preso nas

paredes da cuba também fosse misturado pelo

equipamento, procedimento descrito e adaptado da

NBR-7215 de 1996.

A matéria resultante tinha pouca

trabalhabilidade, de textura arenosa, sem muita

homogeneidade.

O material foi colocado em 4 camadas

iguais, a cada camada depositada no molde foram

desferidos 30 golpes com haste de adensamento

para comprimir e dar melhor distribuição do material

no molde e garantir que não ficassem espaços

vazios conforme (NBR-7215, 1996).

Forma produzidos 3 corpos de prova

conforme a Imagem 5 .


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Imagem 5-Corpos de prova com argamassa 50% PET.

Fonte: O autor

2.5.2. Concreto

Para a execução do concreto, o material foi

medido em volume e pesado para registro, salvo o

cimento que entrou no traço somente por peso.

Foram produzidos um traço com 50% e

outro com 100% de substituição do agregado miúdo

por areia de PET.

O material após pesado foi misturado em

betoneira por aproximadamente 5 minutos, sendo

que durante o processo houveram paradas para

soltar o material preso nas paredes da betoneira

para que todo material passasse pelo processo de

homogeneização.

Após o processo de mistura, o concreto foi

depositado no molde de 10X20 cm em duas

camadas, utilizou-se a haste de adensamento para

comprimir e distribuir igualmente o material, foram

desferidos 12 golpes, conforme Imagem-6 e 7 que

mostram em realce o procedimento normatizado

pela NBR-5738/2015.

Imagem 6-Tabela-3: camadas e golpes por diâmetro do molde.

(NBR-5738, 2015, p. 5)

Imagem 7-Corpos de prova com concreto de PET. Fonte: O autor.

O concreto resultante do traço R1,

conforme Tabela 4 , apresentou característica

homogênea similar à do concreto convencional e ao

ser depositada no molde não apresentou

resistência ao adensamento.

O concreto resultante do traço R2,

conforme Tabela 5, não se mostrou homogêneo e

sem plasticidade. O concreto não tinha uma

aparência estável e as partículas de PET eram

perceptíveis na mistura. O adensamento se

mostrou insuficiente, pois não havia areia comum

para que absorvesse água e se misturasse com o

cimento gerando a argamassa necessária para dar

liga aos componentes.

Os corpos de prova foram colocados em

tanque para cura úmida e rompidos por meio de

prensa hidráulica.

2.6. Ensaio de compressão

O ensaio de resistência a compressão foi

executado utilizando a prensa hidráulica elétrica

digital 100T Contenco Pavivest (Imagem-8 ), na

qual os corpos de prova foram submetidos a

compressão até seu rompimento e apurada o

resultado tanto para argamassa quanto para o

concreto.


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Imagem 8-Prensa Hidráulica - C.P 100T

3. Resultados e discussões

Após colhidas as resistências de ruptura,

apresentam-se os resultados e as considerações a

respeito da utilização da areia de PET como

agregado miúdo na argamassa e no concreto,

gerando a Tabela-7.

Tabela 7-Resultadodo ensaio de resistência e ruptura.

Fonte: O autor.

Para cálculo de resistência, utilizou-se a

seguinte expressão apresentada na Imagem 9.

Imagem 9-Cálculo de resistência. (NBR-5739, 2018, p. 5)

Para todas as amostras, percebeu-se a

diminuição do peso em relação ao concreto e

argamassa convencional.

Constatou-se que em relação a amostra de

controle de concreto convencional que tinha 3,5kg,

a R1 tinha peso médio de 3,10kg representando

uma diminuição de 11,43%, a R2 peso médio de

2,65kg representando uma diminuição de 24,29%.

Na argamassa, percebeu-se também a diminuição,

pois a amostra de controle tinha peso de 0,350 Kg

e o peso médio das amostras de M1 foi de 0,300 kg

representando uma redução de 14,83%.

Após a ruptura dos corpos de prova,

evidenciou-se que a areia de PET, por ser uma

resina e ter propriedades hidrofóbicas, não reagiu

quimicamente com os demais materiais que fazem

parte da argamassa e do concreto, resultando em

um material que tende a degradação,

desagregação e esfarelamento superficial na M1,

R2 e parcialmente na R1, conforme Imagens 10, 11

e 12.

Imagem 10-Rompimento da M1.Fonte: O autor.

Imagem 11-Rompimento da R2.Fonte: O autor.

Imagem 12-Rompimento da R1.Fonte: O autor.

Os corpos de prova foram rompidos em 7,


1584

14 e 21 dias e os resultados do ensaio a compressão

foram bem promissores variando de 5,531 Mpa a

12,611 Mpa em 21 dias. Os Gráficos 1, 2 e 3

representam a evolução de cada amostra nos

períodos citados.

Gráfico 1-Ruptura em MPA argamassa 50% PET.

Gráfico 2-Ruptura em MPA concreto 50% PET.

Gráfico 3-Ruptura em MPA concreto 100% PET.

Percebeu-se o esfarelamento dos corpos

de prova, mostrando a não homogeneidade do

concreto. A argamassa apresentou resultado sólido

ao teste de compressão, mas se mostrou bastante

porosa e suscetível a impacto e fissuramento.

Nas amostras não foi aplicado nenhum tipo

de aditivo, a areia e o agregado graúdo utilizados

estavam secos. Todo material passou por secagem

natural. Diante dos resultados expostos seguem as

conclusões.

4. Conclusão

O material tem potencial e possibilidade de

uso pensando em traços com aditivos plastificantes

para que o concreto se torne mais homogêneo e

que haja maior ligação química entre os compostos.

Assim mais estudos devem ser aplicados para uma

utilização maior que 5 e 15% em substituição ao

agregado miúdo.

O material produzido pode ser

caracterizado como concreto leve, pois apresentou

peso específico para R1 de 1973,521Kg/m³ e R2 de

1687,042 Kg/m³, conforme NBR-6118/2014 que

determina características do concreto de pelo

menos 2400Kg/m³ para concreto comum e

2500Kg/m³ para concreto armado.

O material produzido com as

características já apresentadas não poderia ser

aplicado ao concreto armado devido à falta de

coesão e características físicas necessárias a

aglutinação do concreto de PET com o aço, bem

como resistir a tração, compressão e torção das

forças atuantes.

Conclui-se neste estudo que o material tem

baixa resistência, pouca estabilidade, mas pode ser

empregado em blocos de fechamento e na

composição de contrapisos, pois apresenta peso

próprio mais baixo que o concreto comum, servindo

de material leve e colaborando para estruturas mais

econômicas na utilização de concreto convencional

e aço. Desta forma segue Tabela 8 com

possibilidades de uso, levando em consideração as

resistências alcançadas nos ensaios de resistência.

Tabela 8-Usos do concreto de PET

O uso da areia de PET na construção civil

também serve com atividade sustentável impedido

que materiais poluentes sejam descartados de


1585

maneira imprudente no meio ambiente e diminuindo

a quantidade de material retirado pela construção

civil da natureza.

Agradecimentos:

Agradeço aos Professores por possibilitarem

o aprendizado teórico e prático quanto a atividade

de engenheiro civil.

Agradeço em particular aos Professores

Flavio dos Ramos Souza Mendonça, Ronaldo Kelly

Medeiros, Niécio da Costa Anunciação Junior e a

Professora Edney Gomes Raminho, além do

Coordenador do Curso Professor Wesley Candido

de Melo, todos muito importantes na execução

deste artigo e colaboradores diretos para minha

formação como acadêmico e futuro profissional da

Engenharia Civil.


1586

Referências:

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[ 17 ] . WWF. Brasil é o 4º país do mundo que mais gera lixo plás tico . [S.l.]: [s.n.], 2019. Disponível em: <https://www.wwf.org.br/?70222/Brasil-e-o-4-pais-do-mundo-que-mais-gera-lixo-plastico>. Acesso em: 15 jun. 2019.

[ 18 ] . WWF; DALBERG, A. WWF Relatório 2019.SOLUCIONAR A POLUIÇÃO PLÁSTICA: TRANS-PARÊNCIA E RESPONSABILIZAÇÃO . Gland, Suíça, p. 50. 2019.

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