Construction and Demolition (C&D) wastes are materials produced in the process of construction, renovation, or demolition of structures (buildings and roads). It also includes materials generated as a result of natural disasters (EPA, 2009). Preliminary estimates from the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) show that the nation generated more than 160 million tons of building related C&D wastes in 2003. Also, Pennsylvania Department of Environmental Protection (PADEP) estimated that in 2005, Pennsylvania disposed over 2.25 million tons of C&D wastes in its municipal and C&D landfills (PADEP, 2009).Though previous studies have shown that it is cost-effective and environmentally friendly for contractors or construction managers to recycle C&D wastes rather than disposing them in landfills, these previous studies, however, paid little or no attention to detailed cost of recycling C&D wastes in a particular geographical area or region as compared to the availability of market for recycled materials or monetary value of the recycled materials. Hence, the objective of this study was to develop a mathematical model that helps stakeholders in construction business to evaluate the potential cost of recycling C&D waste components in their geographical area or region, and the potential revenue from the recycled materials. The model developed in this thesis will enable private companies or individuals to identify, invest and participate in the recycling of C&D waste components that yield good profits in their region or area. It will also enable Government to identify, sponsor or provide incentives for the recycling of C&D waste components that yield no or less profit in order to reduce environmental pollution and generate jobs. A case study is conducted in Pennsylvania to test the model developed in this thesis and the test has been successful. Based on the mathematical model and logic structure for selecting C&D waste components for recycling, drywall, roofing shingles and wood are identified as the components whose recycling will yield good profit and thus may not need government's support or incentives. Moreover, C&D waste components such as concrete, brick, block and asphalt, have been identified as components whose recycling will not be profitable enough and therefore would require government's support or incentives. The result of the case study also shows that the quantity of non-ferrous metals in C&D wastes are very small and their recycling will not yield any significant profit. / Civil Engineering

Esta pesquisa propõe uma metodologia para avaliar o potencial de reciclagem de resíduos e indicar as aplicações mais sustentáveis, considerando aspectos econômicos, de mercado, ambientais e de risco à saúde humana. A idéia central é avaliar o uso do resíduo baseado em suas características e propriedades físico-químicas e, a partir disso, identificar áreas potenciais que possam absorvê-lo da forma mais sustentável possível. A avaliação da aplicabilidade foi realizada com base em requisitos identificados por especialistas de diversas áreas. A metodologia foi testada para avaliar o potencial de reciclagem dos resíduos de tratamento de esgoto e dos resíduos de construção e demolição (RCD). / This research suggests a methodology to evaluate the recycling potential of waste products and to indicate the most sustainable applications regarding economical, market, environmental and hazard to human health aspects. The main idea is to evaluate the use of the waste based on its physico-chemical characteristics and properties, and then, to identify potential areas to absorb them, through sustainable processes. The evaluation of the applicability has been based on requirements identified by specialists from several areas. The methodology has been applied to evaluate the recycling potential of sewage sludge wastes and construction and demolition wastes (CDW).

O concreto autoadensável (CAA) é um concreto especial com a capacidade de fluir e preencher completamente todos os espaços das fôrmas pela ação de seu peso próprio, sem que haja ocorrência de bloqueio e segregação da mistura. Contudo, para alcançar essas características, normalmente esse concreto é dosado com um maior teor de materiais finos e/ou com aditivo modificador de viscosidade. Os agregados provenientes de Resíduos de Construção e Demolição (RCD) já estão sendo utilizados na produção de concretos, porém o uso dos materiais finos de agregados reciclados não é recomendado para a produção de concretos convencionais. Entretanto, acredita-se que em CAA esses materiais finos podem ser uma oportunidade interessante, tanto para a questão da reutilização desses resíduos, conseguindo uma destinação nobre para esses materiais com baixa demanda no mercado, como na manutenção das propriedades deste concreto, sendo os principais agentes do controle de segregação. Desta forma, o presente trabalho consistiu em estudar a influência da utilização de finos de RCD (concretos, argamassas e tijolos cerâmicos), separadamente, em substituição parcial ao agregado miúdo natural, nas principais propriedades do concreto autoadensável no estado fresco (fluidez, habilidade passante e resistência à segregação) e no estado endurecido (resistência à compressão e módulo de elasticidade), bem como avaliar seu desempenho quanto à durabilidade (absorção de água e penetração de íons cloretos). Os resultados demostraram perda de fluidez e boa coesão nos concretos autoadensáveis que empregaram agregados reciclados. No entanto, ainda conferem boas características de autoadensabilidade, atendendo as condições normativas para uso em estruturas correntes de engenharia. No que tange às propriedades mecânicas, foi observado aumento de resistência à compressão e decréscimo do módulo de resistência para concretos com finos de RCD. No quesito de durabilidade, os concretos com agregados reciclados apresentaram valores mais elevados para absorção de água por capilaridade e penetração de íons cloretos em comparação aos concretos de referência. / Self-compacting concrete (SCC) is a special concrete with the ability to flow into and completely fill all spaces within the formworks only by the action of their own weight, without blocking and segregation of the mixture. However, to achieve these characteristics, normally this concrete needs to be mixed with more content of fine materials and/or viscosity modifiers additives. The aggregates from Construction and Demolition Wastes (CDW) are used for concrete production, but the use of fine recycled aggregate is not recommended for the production of conventional concrete. Although, it is believed that in SCC these fine aggregates can be an interesting opportunity for the reuse of these wastes, achieving a noble destination for these materials with low demand in the market, as for the maintenance of the properties of this concrete, being the main agents of segregation control. So, the present research consisted in studying the influence of the use of CDW fines aggregates (concretes, mortars and ceramic bricks, separately) to replace the natural sand in the main properties of the self-compacting concrete in the fresh state (flowability, passing ability and segregation resistance) and in the hardened state (compressive strength and modulus of elasticity), as well as to evaluate its performance in terms of durability (water absorption and chloride penetration). The study results showed loss of flowability and increased cohesion in the self-compacting concretes that used recycled aggregates. However, they still confer good characteristics for self-compacting concrete, taking into account the normative conditions for using current engineering structures. With respect to the mechanical properties, it was observed an increase of compressive strength and decrease of the modulus of elasticity for concrete with CDW fines aggregates. In terms of durability, concretes with recycled aggregates presented higher values for capillarity water absorption and penetration of chloride ions compared to the references concretes.

O intenso crescimento populacional traz consigo uma preocupação ambiental, já que, diante da necessidade de exploração dos recursos naturais, a adoção de políticas de reciclagem faz-se fundamental para alcançar o desenvolvimento sustentável. Neste cenário, apesar dos resíduos de construção e demolição (RCD) possuírem alto potencial de reciclagem, a estes sempre foi dispensado o tratamento de lixo. Além disso, os estudos realizados visando à reciclagem dos RCD mostram-se bastante concentrados na produção de agregados para a fabricação de concreto e para a aplicação em pavimentação. Diante disso, neste trabalho procurou-se definir uma nova aplicação para os resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R), buscando caracterizar suas propriedades geotécnicas como material de construção e verificando o seu desempenho como material de preenchimento de estruturas de solo reforçado. Ensaios de caracterização, de resistência ao cisalhamento e ensaios de arrancamento de geogrelha revelaram que o RCD-R apresentou baixos coeficientes de variação nas suas propriedades e excelente comportamento mecânico, o que justifica a sua utilização na aplicação proposta. / The intense population growth brings some environmental concerns due to the need of exploitation of natural resources, and the adoption of recycling policies is basic principle to reach sustainable development. In this scenario, however, the high potential of recycling the construction and demolition wastes (CDW) has been ignored. Moreover, studies focus mainly on the recycling of CDW for the production of aggregates for use in pavements and concrete. The present study deals with a new application of the recycled construction and demolition waste (RCDW) as backfill of reinforced soil structures. Characterization, direct shear and pullout tests on geogrids has depicted that RCDW shows low coefficients of variation of its properties and excellent mechanical behavior that justify its use for proposed application.

Orientador: Rosane Aparecida Gomes Battistelle / Banca: Adilson Renofio / Banca: Adriana Antunes Lopes / Resumo: O crescimento dos resíduos sólidos vem se transformando em um dos grandes desafios para os órgãos municipais, especialmente dos resíduos sólidos urbanos, decorrentes da indústria da construção civil. Este trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico do gerencimento deste tipo de resíduos na região metropolitana de São Paulo, baseando-se em informações fornecidas pelos órgãos envolvidos e em visitas a locais de armazenamento, triagem, reciclagem e disposição final. Esta investigação decorreu da necessidade de se avaliar estratégias para minimizar os impactos socioambientais negativos, acarretados por esses resíduos. Seu objetivo geral foi coletar dados que delineassem a realidade do descarte de resíduos da construção civil no município de São Paulo e gerar subsídios que pudessem servir de apoio aos agentes envolvidos. Teve também por objetivos específicos: identificar os pontos de descarte na região metropolitana de São Paulo e realizar, por meio de dados e informações obtidas junto a órgãos públicos e empresas privadas, uma estimativa da geração dos resíduos de construção civil nesses pontos. Como resultado, contabilizou-se valores na ordem de 1.366.460,17 t/mês. Conclui-se que há necessidade de uma maior valorização de todos os materiais que constituem as peças de uma construção , no sentido de que não ocorram sobras, nem desperdícios de matéria-prima. Recomenda-se a preservação das áreas de jazidas de materiais e minimização do uso desses locais para destinação final dos resíduos. / Abstract: The growth of solid waste has become one of the greatest challenges for the public authorities, in particular the management of solid urban waste resulting from the construction industry. The purpose of this work is to perfom a diagnosis of the management of this type of waste in the greater São Paulo. This study is based on information supplied by the involved agencies, as well as visits to storage, separation, recycling and final disposition sites. Such investigation results from the need to evaluate strategies to minimize negative social and environmental impacts caused by such waste. The goal was to raise general data to draw the reality of disposal of waste from construction in the municipality of São Paulo and generate subsidies that could serve as a support for the agents involved. He had also by specific objectives: to identify the points of disposal in the greater São Paulo and carry through data and information from the public agencies and private companies, an estimate of the generation of waste from construction at such points. The data totalize a generation of Construction and Demolition Waste (CDW) of 1.366.460,17 metric tons/month in the city of São Paulo. In conclusion, one can mention the need to increase the value of all materials used as construction elements so that no unused materials remain nor raw materials are wasted. It is recommended to preserve the extraction sites of the materials and limit the use of these sites as final waste destination. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-08-08Bitstream added on 2014-06-13T20:32:12Z : No. of bitstreams: 1 ribeiro_s_me_bauru.pdf: 9974950 bytes, checksum: 2e37c3736c3edb14915d4f743b3cd23b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O crescimento dos resíduos sólidos vem se transformando em um dos grandes desafios para os órgãos municipais, especialmente dos resíduos sólidos urbanos, decorrentes da indústria da construção civil. Este trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico do gerencimento deste tipo de resíduos na região metropolitana de São Paulo, baseando-se em informações fornecidas pelos órgãos envolvidos e em visitas a locais de armazenamento, triagem, reciclagem e disposição final. Esta investigação decorreu da necessidade de se avaliar estratégias para minimizar os impactos socioambientais negativos, acarretados por esses resíduos. Seu objetivo geral foi coletar dados que delineassem a realidade do descarte de resíduos da construção civil no município de São Paulo e gerar subsídios que pudessem servir de apoio aos agentes envolvidos. Teve também por objetivos específicos: identificar os pontos de descarte na região metropolitana de São Paulo e realizar, por meio de dados e informações obtidas junto a órgãos públicos e empresas privadas, uma estimativa da geração dos resíduos de construção civil nesses pontos. Como resultado, contabilizou-se valores na ordem de 1.366.460,17 t/mês. Conclui-se que há necessidade de uma maior valorização de todos os materiais que constituem as peças de uma construção , no sentido de que não ocorram sobras, nem desperdícios de matéria-prima. Recomenda-se a preservação das áreas de jazidas de materiais e minimização do uso desses locais para destinação final dos resíduos. / The growth of solid waste has become one of the greatest challenges for the public authorities, in particular the management of solid urban waste resulting from the construction industry. The purpose of this work is to perfom a diagnosis of the management of this type of waste in the greater São Paulo. This study is based on information supplied by the involved agencies, as well as visits to storage, separation, recycling and final disposition sites. Such investigation results from the need to evaluate strategies to minimize negative social and environmental impacts caused by such waste. The goal was to raise general data to draw the reality of disposal of waste from construction in the municipality of São Paulo and generate subsidies that could serve as a support for the agents involved. He had also by specific objectives: to identify the points of disposal in the greater São Paulo and carry through data and information from the public agencies and private companies, an estimate of the generation of waste from construction at such points. The data totalize a generation of Construction and Demolition Waste (CDW) of 1.366.460,17 metric tons/month in the city of São Paulo. In conclusion, one can mention the need to increase the value of all materials used as construction elements so that no unused materials remain nor raw materials are wasted. It is recommended to preserve the extraction sites of the materials and limit the use of these sites as final waste destination.

Esta pesquisa propõe uma metodologia para avaliar o potencial de reciclagem de resíduos e indicar as aplicações mais sustentáveis, considerando aspectos econômicos, de mercado, ambientais e de risco à saúde humana. A idéia central é avaliar o uso do resíduo baseado em suas características e propriedades físico-químicas e, a partir disso, identificar áreas potenciais que possam absorvê-lo da forma mais sustentável possível. A avaliação da aplicabilidade foi realizada com base em requisitos identificados por especialistas de diversas áreas. A metodologia foi testada para avaliar o potencial de reciclagem dos resíduos de tratamento de esgoto e dos resíduos de construção e demolição (RCD). / This research suggests a methodology to evaluate the recycling potential of waste products and to indicate the most sustainable applications regarding economical, market, environmental and hazard to human health aspects. The main idea is to evaluate the use of the waste based on its physico-chemical characteristics and properties, and then, to identify potential areas to absorb them, through sustainable processes. The evaluation of the applicability has been based on requirements identified by specialists from several areas. The methodology has been applied to evaluate the recycling potential of sewage sludge wastes and construction and demolition wastes (CDW).

O intenso crescimento populacional traz consigo uma preocupação ambiental, já que, diante da necessidade de exploração dos recursos naturais, a adoção de políticas de reciclagem faz-se fundamental para alcançar o desenvolvimento sustentável. Neste cenário, apesar dos resíduos de construção e demolição (RCD) possuírem alto potencial de reciclagem, a estes sempre foi dispensado o tratamento de lixo. Além disso, os estudos realizados visando à reciclagem dos RCD mostram-se bastante concentrados na produção de agregados para a fabricação de concreto e para a aplicação em pavimentação. Diante disso, neste trabalho procurou-se definir uma nova aplicação para os resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R), buscando caracterizar suas propriedades geotécnicas como material de construção e verificando o seu desempenho como material de preenchimento de estruturas de solo reforçado. Ensaios de caracterização, de resistência ao cisalhamento e ensaios de arrancamento de geogrelha revelaram que o RCD-R apresentou baixos coeficientes de variação nas suas propriedades e excelente comportamento mecânico, o que justifica a sua utilização na aplicação proposta. / The intense population growth brings some environmental concerns due to the need of exploitation of natural resources, and the adoption of recycling policies is basic principle to reach sustainable development. In this scenario, however, the high potential of recycling the construction and demolition wastes (CDW) has been ignored. Moreover, studies focus mainly on the recycling of CDW for the production of aggregates for use in pavements and concrete. The present study deals with a new application of the recycled construction and demolition waste (RCDW) as backfill of reinforced soil structures. Characterization, direct shear and pullout tests on geogrids has depicted that RCDW shows low coefficients of variation of its properties and excellent mechanical behavior that justify its use for proposed application.

Com a intensificação da geração de resíduos sólidos urbanos, as autoridades, pesquisadores e sociedade têm voltado seus esforços para enfrentar as dificuldades de manejo e disposição final adequada desses resíduos. Neste sentido, é coerente afirmar que os resíduos de construção e demolição (RCD) fazem parte dessa problemática, pois geralmente representam a maioria dos resíduos sólidos gerados no meio urbano. A ausência de políticas públicas em relação à gestão e gerenciamento desses resíduos tem provocado diversos impactos como, por exemplo, o surgimento de vários depósitos clandestinos nas áreas mais afastadas do perímetro urbano e gastos por parte da administração pública com modelos de gestão corretiva. Entretanto, esse modelo corretivo tem se demonstrado obsoleto e ineficaz para minimizar os impactos negativos gerados pela deposição irregular de RCD. Diante desses fatos, foi criada a Resolução CONAMA nº 307/2002, que instituiu que os municípios devem prover políticas públicas voltadas a evitar o descarte dos RCD em locais irregulares e que contemplem a minimização dos impactos causados ao meio ambiente e saúde humana. Assim, com intuito de contribuir nesta área de conhecimento a presente pesquisa teve por finalidade estudar a situação do sistema de gerenciamento integrado de RCD do município de São Carlos-SP, após a regulamentação da Resolução CONAMA nº 307/2002. Para tanto, foi realizado um levantamento da situação atual do gerenciamento dos RCD no município, por meio de quatro etapas de estudo - contextualização dos indicadores básicos locais; caracterização quantitativa; caracterização qualitativa e por fim análise das áreas de descarte clandestino e áreas de implantação de pontos de captação para pequenos volumes de RCD. Com base nos resultados obtidos neste estudo, foi possível verificar que o município de São Carlos possui um Plano Integrado de Gerenciamento de RCD, em consonância com a Resolução CONAMA nº 307/2002. Porém pode-se constatar que o respectivo município não possui implantada uma rede de captação que contemple os pequenos volumes, assim este sofre com o aumento de áreas de descarte clandestino, as quais causam diversos impactos ao meio ambiente e saúde pública local. Entretanto, medidas adotadas neste novo sistema também demonstraram fatores positivos como a redução de descartes em aterros e geração de emprego e renda. Por fim, esta pesquisa implementou uma metodologia de caracterização dos RCD por análise de imagens, a qual se demonstrou eficiente na caracterização de amostras que apresentavam peças com grandes volumes como, por exemplo, vigas, pilares e placas de concreto. / With the increased generation of urban solid wastes, the authorities, researchers and society have turned their efforts to tackle the difficulties of handling and final disposal of such wastes. In this sense, it is consistent to say that the construction and demolition wastes (C&D) are part of this problem, because they generally represent the majority of solid waste generated in urban areas. The absence of public politics regarding the management of such waste have caused many impacts, for example, illegal discharges dumping sites in areas furthest from the urban perimeter and spending by the government with corrective models. However, this corrective model has proven obsolete and ineffective to minimize the negative impacts caused by the irregular disposal of C&D wastes. Given these facts, the resolution nº 307/2002 of the National Environmental Council (CONAMA) for the C&D wastes was created, which established that municipalities must provide public politics that aim at preventing the disposal of C&D wastes at irregular areas and reduce impacts to the environment and human health. Therefore, to contribute to this area of knowledge this research studied the situation of the integrated management system of C&D wastes from São Carlos-SP, after the implementation of resolution nº 307. For this, a survey was done of the current situation of management of C&D wastes in the city through four stages - local contextualization of basic indicators, quantitative characterization, qualitative characterization and finally analysis of areas of irregular discharge and areas of implantation of points for small volumes of C&D wastes. Based on the results of this study, we observed that the municipality of São Carlos has an Integrated Waste Management of C&D wastes, according to resolution nº 307. However, it was found that the municipality has not established a system of small volumes, so it suffers with increasing areas of irregular disposal, which causes many impacts to the environment and local public health. However, measures taken in this new system also demonstrated positive factors such as the reduction of discards in landfills and the generation of employment and income. Finally, this study implemented a methodology to characterize the C&D by image analysis, which has demonstrated effectiveness in the characterization of samples with high volume parts such as beams, pillars and slabs of concrete.

Com a intensificação da geração de resíduos sólidos urbanos, as autoridades, pesquisadores e sociedade têm voltado seus esforços para enfrentar as dificuldades de manejo e disposição final adequada desses resíduos. Neste sentido, é coerente afirmar que os resíduos de construção e demolição (RCD) fazem parte dessa problemática, pois geralmente representam a maioria dos resíduos sólidos gerados no meio urbano. A ausência de políticas públicas em relação à gestão e gerenciamento desses resíduos tem provocado diversos impactos como, por exemplo, o surgimento de vários depósitos clandestinos nas áreas mais afastadas do perímetro urbano e gastos por parte da administração pública com modelos de gestão corretiva. Entretanto, esse modelo corretivo tem se demonstrado obsoleto e ineficaz para minimizar os impactos negativos gerados pela deposição irregular de RCD. Diante desses fatos, foi criada a Resolução CONAMA nº 307/2002, que instituiu que os municípios devem prover políticas públicas voltadas a evitar o descarte dos RCD em locais irregulares e que contemplem a minimização dos impactos causados ao meio ambiente e saúde humana. Assim, com intuito de contribuir nesta área de conhecimento a presente pesquisa teve por finalidade estudar a situação do sistema de gerenciamento integrado de RCD do município de São Carlos-SP, após a regulamentação da Resolução CONAMA nº 307/2002. Para tanto, foi realizado um levantamento da situação atual do gerenciamento dos RCD no município, por meio de quatro etapas de estudo - contextualização dos indicadores básicos locais; caracterização quantitativa; caracterização qualitativa e por fim análise das áreas de descarte clandestino e áreas de implantação de pontos de captação para pequenos volumes de RCD. Com base nos resultados obtidos neste estudo, foi possível verificar que o município de São Carlos possui um Plano Integrado de Gerenciamento de RCD, em consonância com a Resolução CONAMA nº 307/2002. Porém pode-se constatar que o respectivo município não possui implantada uma rede de captação que contemple os pequenos volumes, assim este sofre com o aumento de áreas de descarte clandestino, as quais causam diversos impactos ao meio ambiente e saúde pública local. Entretanto, medidas adotadas neste novo sistema também demonstraram fatores positivos como a redução de descartes em aterros e geração de emprego e renda. Por fim, esta pesquisa implementou uma metodologia de caracterização dos RCD por análise de imagens, a qual se demonstrou eficiente na caracterização de amostras que apresentavam peças com grandes volumes como, por exemplo, vigas, pilares e placas de concreto. / With the increased generation of urban solid wastes, the authorities, researchers and society have turned their efforts to tackle the difficulties of handling and final disposal of such wastes. In this sense, it is consistent to say that the construction and demolition wastes (C&D) are part of this problem, because they generally represent the majority of solid waste generated in urban areas. The absence of public politics regarding the management of such waste have caused many impacts, for example, illegal discharges dumping sites in areas furthest from the urban perimeter and spending by the government with corrective models. However, this corrective model has proven obsolete and ineffective to minimize the negative impacts caused by the irregular disposal of C&D wastes. Given these facts, the resolution nº 307/2002 of the National Environmental Council (CONAMA) for the C&D wastes was created, which established that municipalities must provide public politics that aim at preventing the disposal of C&D wastes at irregular areas and reduce impacts to the environment and human health. Therefore, to contribute to this area of knowledge this research studied the situation of the integrated management system of C&D wastes from São Carlos-SP, after the implementation of resolution nº 307. For this, a survey was done of the current situation of management of C&D wastes in the city through four stages - local contextualization of basic indicators, quantitative characterization, qualitative characterization and finally analysis of areas of irregular discharge and areas of implantation of points for small volumes of C&D wastes. Based on the results of this study, we observed that the municipality of São Carlos has an Integrated Waste Management of C&D wastes, according to resolution nº 307. However, it was found that the municipality has not established a system of small volumes, so it suffers with increasing areas of irregular disposal, which causes many impacts to the environment and local public health. However, measures taken in this new system also demonstrated positive factors such as the reduction of discards in landfills and the generation of employment and income. Finally, this study implemented a methodology to characterize the C&D by image analysis, which has demonstrated effectiveness in the characterization of samples with high volume parts such as beams, pillars and slabs of concrete.