A necessidade de preservação ambiental e a tendência de escassez dos recursos naturais fazem com que a construção civil passe a adquirir novos conceitos, buscando soluções técnicas que visem a sustentabilidade de suas atividades. Nesse sentido, o aproveitamento dos resíduos de construção e demolição (RCD) destaca-se como possível alternativa, na medida em que busca valorizar os materiais descartados nas obras de engenharia, atribuindo-lhes a condição de material nobre. Ressalta-se que o aproveitamento dos RCD na própria construção, em determinadas situações, pode até mesmo trazer vantagens técnicas e redução de custos, como é o caso do uso dos resíduos de concreto na confecção de tijolos prensados de solo-cimento.

Figura 1 - Encontro de paredes feito com tijolos vazados de solo-cimento

Figura 2 - Construção em três pavimentos com tijolos de solo-cimento

Figura 3 - Tijolos de solo-cimento com resíduo Fabricação dos tijolos Na fabricação dos tijolos são utilizados os seguintes materiais: solo, cimento e água. A água é usada em pequena quantidade, o suficiente para se obter a umidade ótima para a prensagem do tijolo. A resistência média à compressão dos tijolos, segundo a NBR 8491 - Tijolo de solo-cimento - especificação, não deve ser inferior a 2,0 MPa aos sete dias, e a absorção média de água deve ser inferior a 20%. A norma recomenda o uso do cimento Portland comum. Quanto ao solo, é preferível utilizar solos arenosos. Os mais adequados são os que possuem 100% dos grãos passando na peneira 4,8 mm; de 10% a 50% passando na peneira 0,075 mm; limite de liquidez LL £ 45%; e limite de plasticidade LP £ 18%. Solos com essas características propiciam condições para que se tenha menor consumo de cimento e obtenção de tijolos de melhor qualidade. As vantagens da utilização dos tijolos de solo-cimento vão desde a fabricação até a sua utilização no canteiro de obras. Os equipamentos utilizados são simples e de baixo custo, possibilitando operação no próprio canteiro. Isso reduz os custos com transporte, energia, mão-de-obra e impostos. Além dessas vantagens, o tijolo de solo-cimento agrada também do ponto de vista ecológico, pois não passa pelo processo de queima, no qual se consomem grandes quantidades de madeira ou de óleo combustível, como é o caso dos tijolos produzidos em cerâmicas e olarias. Encontram-se no mercado empresas que oferecem diversos modelos de prensas para a fabricação dos tijolos. Algumas prensas fabricam até cinco tipos diferentes de tijolos, bastando para isso apenas trocar os seus moldes. Existem empresas que fabricam máquinas com revestimento interno (refil) da caixa matriz, onde o solo é prensado. Em geral essa parte da máquina sofre grande desgaste devido ao atrito com o solo, bastando, na sua manutenção, apenas efetuar a substituição do molde interno. O aprimoramento dos equipamentos para a fabricação dos tijolos tem contribuído para a racionalização das técnicas de construção, possibilitando a elaboração de projetos com maior qualidade, permitindo o uso dos tijolos inclusive em obras de padrão mais sofisticado. Podem ser produzidos tijolos maciços, tijolos modulares com encaixe, canaletas, placas de revestimento e até elementos decorativos. Apresenta-se, na figura 1, uma ilustração da amarração em encontro de paredes, cujo assentamento é feito por meio do encaixe dos tijolos vazados de solo-cimento. A técnica de assentar os tijolos por encaixe proporciona maior rapidez na execução da alvenaria. Os furos coincidentes possibilitam a passagem de tubulações, permitindo também a execução de colunas grauteadas. Na figura 2 é mostrada uma construção em três pavimentos, executada com tijolos prensados de solo-cimento.

Figura 4 - Ensaio de compressão dos tijolos

Figura 5 - Ensaio de compressão dos prismas

Figura 6 - Ensaio de retração linear Aproveitamento dos resíduos de concreto A idéia de aproveitar os resíduos de concreto na composição do solo para a confecção do solo-cimento surgiu em razão de se constatar que os solos arenosos são os mais indicados para a obtenção do solo-cimento. E foi exatamente isso o que se buscou com a incorporação dos resíduos de concreto, pois se trata de um material granular, cujas características granulométricas, após a britagem, assemelham-se às de uma areia grossa. Em trabalhos realizados no campus da Unesp em Ilha Solteira (SP), constatou-se que a incorporação de resíduos de concreto, na confecção de tijolos de solo-cimento, propiciou melhorias substanciais nas propriedades de resistência e absorção do solo-cimento, obtendo-se resultados muito melhores que aqueles estipulados nas normas brasileiras. Outro aspecto observado, em vista dos resultados alcançados, foi a inerente possibilidade de se reduzir o consumo de cimento na confecção dos tijolos. O aproveitamento dos resíduos de concreto na confecção dos tijolos, portanto, pode ser uma importante contribuição para a sociedade, na medida em que viabiliza uma opção técnica de baixo custo, plenamente inserida no contexto do desenvolvimento sustentável.

Metodologia experimental Na composição do solo-cimento, além do estudo com o solo natural, foram estudadas mais três misturas: solo mais 20% de resíduo de concreto (RC); solo mais 40% de RC; e solo mais 60% de RC (em relação à massa de solo). Para cada uma dessas composições foram utilizados três teores de cimento (6%, 8% e 10%) em relação à massa da mistura solo-resíduo. Considerando-se traços com 100 kg de solo, mostra-se na tabela 1 o consumo de cada material na preparação dos traços correspondentes. Mostram-se também as composições equivalentes, em porcentagem, de cada material em relação à massa total. Foram confeccionados tijolos (figura 3) para a realização dos ensaios de compressão simples (figura 4) aos 7, 28, 56, 120 e 240 dias. Foram também confeccionados prismas com dois, três e quatro tijolos (figura 5). Os tijolos utilizados na confecção dos prismas foram confeccionados utilizando-se a dosagem SC60-6. Os ensaios com prismas foram realizados aos sete e 28 dias. Os ensaios de caracterização dos materiais componentes do solo-cimento e dos tijolos foram realizados em conformidade com as seguintes normas: NBR 6457 - Preparação de amostras de solo e ensaio de caracterização. NBR 6459 - Determinação do limite de liquidez. NBR 7180 - Determinação do limite de plasticidade. NBR 7181 - Análise granulométrica de solos. NBR 7182 - Ensaio de compactação. NBR 8491 - Tijolos maciços de solo-cimento. NBR 8492 - Tijolo de solo-cimento - Determinação da resistência à compressão e da absorção d'água. Com a finalidade de se avaliar a retração linear das composições, realizou-se o ensaio sugerido pelo Ceped (1999). Nesse ensaio, o solo é umedecido até ficar com consistência plástica, semelhante à de uma argamassa de emboço. Em seguida é colocado dentro de uma caixa de madeira com 60 cm x 8,5 cm x 3,5 cm, previamente lubrificada com óleo mineral. Após o adensamento manual, o material fica em repouso à sombra por sete dias, quando então se procede a leitura da retração no sentido do comprimento da caixa (figura 6). O solo será considerado viável para a confecção do solo-cimento somente se a soma da fendas for inferior a 20 mm e não apresentar nenhuma fenda na parte central da caixa.

Análise granulométrica Os resultados obtidos na análise granulométrica são apresentados na tabela 2. Nota-se que o RC ficou constituído por 8,2% de areia fina, 36,4% de areia média, e 55,4% de areia grossa. Esse material, portanto, pode ser utilizado para corrigir a granulometria de solos finos, como é o caso do solo arenoso fino em estudo. A mistura contendo 40% de RC, como se observa, ficou com 20% de silte + argila e 80% de areia. Essa composição é considerada ideal por muitos pesquisadores do solo-cimento. Limites de consistência Apresenta-se na tabela 3 os valores obtidos para os limites de consistência. O Manual de Construção com Solo-Cimento, Ceped (1999), recomenda valores de LL £ 45% e de LP £ 18%. Conforme se observa, houve redução do LL e do LP após a adição dos RC e todas as misturas com RC apresentaram limites adequados para a confecção do solo-cimento. Já o solo natural apresentou LP = 18,3%, portanto superior aos 18% recomendados pelo Ceped (1999). Quanto ao LL, todas as misturas se enquadraram dentro dos limites recomendados. Compactação Na tabela 4 são apresentados os valores de umidade ótima e massa específica aparente seca máxima, obtidos no ensaio de compactação. Observou-se, com a adição do RC, que os valores de umidade ótima diminuíram e os de massa específica aparente seca aumentaram. Evidencia-se, portanto, que a adição do RC propicia a obtenção de materiais mais compactos, com melhor acomodação interna dos grãos na compactação. A tendência, portanto, é a de se obter materiais mais resistentes e com menor absorção de umidade.

Retração Os valores obtidos nos ensaios de retração linear são apresentados na tabela 5. O ensaio realizado com o solo natural, sem adição do RC, apresentou uma fenda na parte central da amostra e a retração total foi de 24 mm, acima, portanto, do limite recomendado pelo Ceped (1999), que é de 20 mm. Dessa forma, o solo natural utilizado nesse trabalho não seria apropriado para a confecção do solo-cimento. Porém, com a adição do RC, houve uma diminuição substancial nos valores de retração, de 24% para 7%. Além disso, não se observou, em nenhuma das amostras, a ocorrência de fendas na parte central da caixa, significando haver uma forte tendência de redução da retração por secagem em razão da incorporação do resíduo mineral. Absorção Na tabela 6 são apresentados os valores obtidos nos ensaios de absorção. Verificou-se que todos os traços atenderam a NBR 8492, que preconiza absorção máxima de 20%. Nota-se, também, que a adição do RC promoveu redução nos valores de absorção. Em média, o valor obtido para o solo-cimento sem RC foi de 17,2%, enquanto que para o solo-cimento com 60% de RC foi de 12,6%. Esse aspecto também é importante, pois quanto menor a absorção, melhor será o desempenho da alvenaria. Resistência à compressão dos tijolos Apresentam-se na tabela 7 os resultados obtidos no ensaio de compressão dos tijolos.

Resistência versus quantidade de RC Na figura 7 é apresentado o gráfico de resistência à compressão dos tijolos em função da quantidade de RC aos sete dias, e na figura 8, aos 240 dias. Nota-se que as adições de RC até 40%, em relação à massa de solo, proporcionaram aumentos na resistência à compressão dos tijolos. Já para adições entre 40% e 60%, observou-se uma tendência de estabilização. A realização de ensaios com tijolos produzidos com mais de 60% de resíduo, portanto, se faz necessária para que se possa ter uma melhor definição do comportamento do material e possivelmente uma avaliação do teor ótimo de RC incorporado, que conduza a valores mínimos de custo, associados com valores de resistência dentro dos limites preconizados nas normas brasileiras. Resistência versus idade de cura e teor de cimento São apresentados, nas figuras 9 a 12, os gráficos de resistência média à compressão em função da idade de cura e do teor de cimento. A resistência média dos corpos-de-prova com 6% de cimento, sem RC, aos sete dias (figura 12) não atendeu às prescrições da NBR 8492, que prescreve um valor médio maior ou igual a 2,0 MPa. Observa-se para todas as amostras em estudo que houve um aumento da resistência em função do tempo de cura e também em função do aumento da quantidade de cimento. Foram também realizados ensaios em prismas com dois tijolos, três tijolos e quatro tijolos, aos sete dias e aos 28 dias. Os resultados obtidos são apresentados na tabela 8 e na figura 13. Conclusões Objetivou-se, com a realização deste trabalho, por meio do aproveitamento do RC melhorar as características granulométricas do solo arenoso fino, característico da região Oeste do Estado de São Paulo, e também de outras regiões do Centro-Sul do Brasil, tendo em vista a sua aplicação na confecção de tijolos de solo-cimento. Em vista dos resultados obtidos e das análises efetuadas, concluiu-se que: O RC utilizado mostrou-se um excelente material para melhorar as características do solo em estudo, propiciando condições técnicas favoráveis para a confecção dos tijolos de solo-cimento com qualidade e redução no consumo de cimento. Os tijolos produzidos com o RC atenderam aos requisitos mínimos estabelecidos nas normas brasileiras. Houve aumento de resistência à compressão, em função do aumento da quantidade de RC, para os traços com até 40% de RC em relação à massa de solo. Para os traços com 60% de RC os valores de resistência ficaram próximos dos obtidos com 40% de RC, indicando haver estabilização no aumento da resistência para adições entre 40% e 60% de RC.