Artigo Definitivo Final - Porcelanato

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ANLISE DO USO DE RESDUOS DE PORCELANATO PARA SUBSTITUIO DO AGREGADO BRITA NA PRODUO DE CONCRETO

LLAN CSAR FELIX DOS ANJOS RA: 1313128-2CRISTIANE MARAN NUMO RA: 1101077-2FERNANDO HENRIQUE EGA RA: 1100721-2INGRYD MAYARA SANTANA RA: 1100926-2

RESUMO

A expanso populacional teve como consequncia o aumento da demanda no setor habitacional, resultando no aumento dos resduos gerados na construo civil. Portanto, ser abordada neste artigo a substituio da brita por fragmentos de porcelanato como agregado ao concreto, visando uma alternativa para o destino destes resduos que so descartados em reformas de edificaes. O objetivo verificar a resistncia compresso da nova mistura comparando-a com um trao convencional. No entanto foram realizados ensaios de resistncia compresso para ambos os traos. Foram realizados tambm ensaios de granulometria para caracterizar o agregado alternativo com partculas de tamanho semelhante brita comumente utilizada. A substituio de 20% da brita por porcelanato resultou em um aumento significativo de resistncia a compresso axial.

PALAVRAS-CHAVE: Concreto, Porcelanato, Resistncia Compresso, Resduo.

ABSTRACT

The population growth has resulted in increased demand in the housing sector, resulting in an increase of waste generated in construction. Therefore, the scope of this article to replace the gravel with fragments of porcelain tiles to concrete as aggregate, seeking an alternative to the fate of these wastes that are disposed on renovations of buildings. The goal is to verify the compressive strength of the new mixture comparing it with a conventional trace. However tests were performed for both compression resistance traits. Assays were also performed to characterize the particle size alternative aggregation with particle size similar to gravel commonly used. Replacement of 20% of the crushed porcelain resulted in a significant increase in resistance to axial compression.

KEY-WORDS: Concrete, Porcelain, Compressive Strength, Residue.

INTRODUOO desenvolvimento das cidades brasileiras aumenta a demanda por novas edificaes ao mesmo tempo em que se faz necessria a construo de novas indstrias, estradas e obras de infraestrutura visando atender o crescimento considervel da economia nacional, o que mostra a importncia do ramo da construo civil no crescimento do pas e a influncia das construes no meio ambiente.Tais obras, na maioria das vezes, so projetadas e construdas sem levar em conta os impactos ambientais que cada vez mais agridem o meio ambiente, principalmente pela produo de grande quantidade de entulho depositada em lixes e aterros sanitrios. Em meio a estes materiais descartados encontram-se o piso porcelanato advindo da sobra do corte do piso e de m utilizao, resultando na sua quebra e consequente descarte. Desta forma, esta pesquisa justifica-se como alternativa para o destino de resduos de porcelanato que comumente so gerados em obras de reformas de edificaes na construo civil. O objetivo do presente artigo caracterizar a resistncia compresso do concreto confeccionado com a substituio de 20% do agregado grado (brita), em relao ao trao de concreto padro, devido sua alta resistncia por ser um material cermico e da dificuldade encontrada para descart-lo quando no utilizado.Esta pesquisa delimita-se a analisar e verificar estritamente a resistncia compresso do concreto produzido.

FUNDAMENTAO TERICAConcreto

A evoluo do concreto confunde-se com o prprio desenvolvimento humano, seu surgimento datado h milhes de anos, por alguns autores, desde a formao das rochas sedimentares (SOUZA, 2007).Hoje o concreto tornou-se um material fundamental e indispensvel para as obras da construo civil. Portanto, tornou-se alvo de pesquisas, onde possvel conhecer suas propriedades.Segundo GIAMMUSSO (1992), o concreto formado a partir da mistura de gua, cimento e agregados inertes, com partculas de variadas granulometrias. O cimento e a gua formam uma pasta, que com o passar do tempo torna-se rgido, adquirindo resistncia mecnica e aderindo os agregados.O concreto fresco possui algumas propriedades que viabilizam seu uso tais como: trabalhabilidade, consistncia, coeso e exsudao. Alm destes fatores, somada a evoluo de tcnicas e tecnologias utilizadas nas ltimas dcadas, o concreto sofreu grande evoluo, sendo este utilizado em diversos campos. E para adaptar-se a seus novos usos, foram criados infinitos tipos de concreto, utilizando-se de uma variedade de cimentos, agregados, aditivos e formas de utilizao. (SOUZA, 2007)Porcelanato

A principal matria prima dos produtos cermicos a argila. Compreendem-se como materiais cermicos todos os materiais inorgnicos, no metlicos, de emprego em engenharia ou produtos qumicos inorgnicos que so utilizveis comumente aps interveno em altas temperaturas (ACCHAR, 2000).O porcelanato um produto cermico de revestimento, com baixa porosidade, que de uso corriqueiro na construo civil.O processo de fabricao do porcelanato divide-se nas seguintes etapas: dosagem, moagem, atomizao, prensagem, secagem, queima e polimento. (SOUZA, 2007)Portanto, o porcelanato torna-se um resduo no reutilizvel na construo civil quando sua substituio necessria.Consistncia do Concreto fresco (slump test)

A consistncia do concreto uma propriedade associada com o estado de fluidez da mistura. A consistncia adequada essencial para garantir a trabalhabilidade do concreto, ou seja, a facilidade com que o concreto pode ser colocado num certo tipo de frma, sem a perda de sua homogeneidade (PETRUCCI, 1978). Esta propriedade pode ser mensurada atravs do ensaio de abatimento, conhecido como slump test.A consistncia e a trabalhabilidade dependem da composio do concreto, e, em particular, da quantidade de gua e da granulometria dos agregados. Ensaio de Resistncia a Compresso

Este ensaio normatizado pela ABNT NBR 7215/1997 e determina a resistncia compresso do concreto.O ensaio determina a carga mxima suportada para cada corpo de prova, sendo os resultados individuais dos corpos de prova expressos em MPa. O valor da resistncia compresso o quociente entre a carga aplicada e a rea da superfcie de contato da carga no corpo-de-prova. Anlise granulomtrica

A anlise granulomtrica um ensaio simples que consiste em dividir a amostra do agregado em fraes de partculas de mesma dimenso, que so definidas por aberturas de peneiras padronizadas. A finalidade fundamental da anlise granulomtrica o de analisar a constncia das dimenses das partculas. A compacidade, a estabilidade, e a trabalhabilidade do concreto no estado fresco esta diretamente relacionada distribuio dos tamanhos de partculas dos agregados (GIAMMUSSO, 1992).

METODOLOGIAMateriais Cimento Portland CP II-Z-32. Brita 1 e 2. gua. Areia mdia. Betoneira. Cone de abatimento. Rgua. Saco de estopa. Marreta. Porcelanato Eliane Panna Plus NA/40. Agitador de Peneiras Eletromecnico da marca SOLOCAP (Empresa fabricante: Geotecnologia Rodoviria LTDA). Balana digital da marca MARTE SLIM - modelo MS 20K. 9 corpos de prova em PVC.Procedimentos

Determinao do Trao PadroConsiderando um trao de concreto em massa, dado por 1: 2: 3: 0,5 (cimento: areia: brita: gua), necessrio relacionar cada parcela s propriedades que se deseja obter para o concreto a ser dosado. Em geral, trs parmetros so balizadores para a dosagem: a consistncia a coeso e a resistncia compresso. Aps a definio do trao inicial, foi realizada a transformao do mesmo em volume para nove corpos de prova resultando em: 5600cm : 8134 cm : 1500 cm :750 ml (cimento: areia: brita: gua).Desta forma, para o concreto produzido, foi considerada a dosagem obtida no trao calculado e realizado ensaios que garantissem que o concreto produzido apresente consistncia, coeso e resistncia de acordo com o valor esperado (15 MPa).A consistncia se relaciona com os termos do trao atravs da relao gua-materiais secos (H), baseado na lei de Lyse. A coeso se relaciona com os termos do trao atravs do teor de argamassa seca () e a resistncia compresso (Fcj) pela relao gua-cimento (x) atravs da equao de Abrams. A consistncia definida pela relao gua/materiais secos (H) e a coeso definida pelo teor de argamassa seca () do concreto. A resistncia compresso, para os mesmos materiais, varia inversamente com a relao gua-cimento (x), de acordo com a equao de Abrams:

Equao 1: Equao de Abrams

Com isto, as principais propriedades de interesse no concreto, a consistncia, a coeso e a resistncia compresso, ficam relacionadas com o trao atravs das caractersticas H, e x, respectivamente.

Preparao do Concreto

Para a produo do concreto foi utilizado uma betoneira de eixo inclinado. Antes de efetuar a mistura, a betoneira foi lubrificada com um trao de argamassa qualquer (cimento e gua), com o intuito da gua de amassamento do concreto no ser absorvida pelo equipamento. Posteriormente este material foi removido da betoneira e comeou-se a colocar os materiais para a produo do concreto. Inicialmente com o equipamento ligado colocou-se 1275 cm de brita, 8134 cm de areia, 375 ml de gua, 5600cm de cimento, 225 cm de porcelanato e o restante de gua (350 ml) respectivamente. Imediatamente aps o trmino da colocao de toda a gua, a betoneira permaneceu em movimento durante 5 minutos. A descarga do concreto fresco foi realizada numa bandeja de plstico e com auxlio de uma esptula, retirou-se a argamassa que ficou aderida nas paredes da betoneira (Figura 1).

Figura 1: Produo do Concreto

Slump Test

O instrumento utilizado para o ensaio consiste em uma forma tronco-cnica com dimetro de 10 cm e altura de 30 cm. Dentro da qual colocada uma massa de concreto em 3 camadas iguais, adensadas, cada uma com 25 golpes, com uma barra de socamento de 16 mm de dimetro. Logo aps, retira-se lentamente o molde, levantando-o verticalmente, e determina-se a diferena entre a altura do molde e a massa de concreto, depois de assentada, conforme Figura 2.O ensaio de abatimento do tronco do cone determina a medida da trabalhabilidade do concreto. (PETRUCCI, 1978)

Figura 2: Ensaio de Slump Test

As Tabela 1 e Tabela 2 a seguir apresentam a classificao do concreto segundo o valor em centmetros do abatimento no slump test e sua possvel utilizao numa construo.

Tabela 1: Classificao do concreto segundo o valor do abatimento no Slump Test

Tabela 2: Utilizao do concreto segundo o valor do abatimento no Slump Test

De acordo com as tabelas e o resultado de abatimento do slump test, 4,9 cm, possvel concluir que o concreto possui consistncia firme e pode ser utilizado em obras macias.

Confeco dos corpos de prova

Os corpos de prova foram feitos com tubos de PVC com dimetro de 100mm e altura de 200 mm. Foi previsto um corte na vertical colado posteriormente com fita, para facilitar a desenforma dos corpos (Figura 3).

Figura 3: Corpos de prova

Moldagem dos corpos de prova

A moldagem foi realizada atravs da insero de argamassa no molde cilndrico untado com leo vegetal, com o auxlio de uma esptula de pedreiro, de forma a preench-lo com 4 camadas e, em cada camada (com o auxlio do soquete), foram aplicados 30 golpes sobre a superfcie da argamassa, a fim de adens-la no molde eliminando os vazios (Figura 4).

Figura 4: Moldagem dos corpos de prova

Cura do concreto

Transcorridas 48 horas aps moldagem, os corpos foram retirados dos moldes e colocados no tanque de cura mida para entrar no processo de cura at as datas de rompimento (7,14 e 21 dias), conforme Figura 5.

Figura 5: Cura e desfoma dos corpos de provaEnsaio Granulomtrico

Desfragmentao da pea de Porcelanato

Inicialmente, 1000g de amostra de porcelanato foram inseridas num saco de estopa para proceder sua quebra, a fim de assemelhar seu formato entre brita 1 e 2. Em seguida, foram desferidos 100 golpes com o auxlio de uma marreta at a amostra atingir um formato semelhante ao encontrado nos resduos de porcelanato, principalmente quando se trata de entulhos deste material. O material resultante foi transportado em uma caixa de papelo fechada at o Laboratrio da instituio. A seguir, foram separadas as amostras de brita, areia e porcelanato para averiguao da granulometria pela anlise granulomtrica (Figura 6).

Figura 6: Preparao do Porcelanato

Anlise granulomtrica

A determinao dos tamanhos de partculas e sua distribuio so feitas por peneiramento. As peneiras utilizadas tm aberturas padronizadas pela NBR 5734.A srie utilizada constituda pelo seguinte conjunto de peneiras: 50mm|37,5mm|25mm|19mm|9,5mm|4,75mm|1,18mm|300 m.Neste experimento, foram realizados dois ensaios sendo ensaio de granulometria do concreto padro e ensaio de granulometria do concreto com substituio parcial do agregado (porcelanato).Nos dois ensaios, os agregados foram pesados na balana digital da marca MARTE SLIM - modelo MS 20K, obtendo 100g de brita e 100,2g de areia seca para o ensaio granulomtrico do concreto padro e 98,01g de brita, 100g de areia seca e 1000g de porcelanato para o ensaio de substituio parcial do agregado.Feito este procedimento, utilizou-se o agitador de Peneiras Eletromecnico da marca SOLOCAP (Empresa fabricante Geotecnologia Rodivrio LTDA), conforme Figura 7, contendo um jogo de peneiras parafusadas de ordem crescente de dimetro. Desta foram, foram inseridos cada agregado no agitador, realizando um total de cinco ensaios.O aparelho foi ligado na intensidade 4 e ficou em agitao por 2 minutos. Aps a agitao foram obtidos os valores acumulados retidos e/ou passantes em cada peneira.

Figura 7: Agitador de PeneirasDe posse dos resultados, foram elaboradas as Tabelas 3 e 4 contendo os resultados dos ensaios para o trao de concreto padro e o trao de concreto com a adio de porcelanato, para cada material utilizado.

Tabela 3: Ensaio granulomtrico dos agregados para o trao padro

Tabela 4: Ensaio granulomtrico dos agregados com adio de Porcelanato

Curva granulomtrica

A partir desses valores construiu-se uma curva granulomtrica atravs da metodologia de regresso linear para cada ensaio (Figuras 8 e 9), em que as ordenadas correspondem s porcentagens retidas ou acumuladas, e as abscissas correspondem ao logaritmo das aberturas das peneiras.Atravs da anlise de ambos os grficos, pode-se comprovar a semelhana granulomtrica da brita convencional ao resduo de porcelanato, viabilizando portanto a substituio do material estudado ao agregado grado.

Figura 8: Curva granulomtrica - Trao Padro

Figura 9: Curva granulomtrica - Com adio de PorcelanatoEnsaio de Resistncia Compresso

Este ensaio foi realizado de acordo com a ABNT NBR 7215/1997. Para realizao do ensaio de resistncia a compresso os corpos de prova foram retirados do tanque de cura mida e permaneceram 24 horas em processo de secagem na sombra. Aps tal procedimento, a superfcie dos corpos de prova foi regularizada e os mesmos rompidos.

Regularizao da superfcie do corpo de prova

A regularizao das superfcies tem finalidade de garantir que toda a carga aplicada durante o rompimento seja uniformemente distribuda sobre a seo. O mesmo foi feito utilizando um policorte com refrigerao (Figura 10), de modo que este seja deslocado sobre o disco de polimento em movimento e lavado em gua, para que no trouxesse para o disco de polimento o p de lixamento e gros de lixa. O polimento foi feito at que todas as deformaes superficiais fossem removidas.

Figura 10: Regularizao da superfcie do corpo de prova

Rompimento dos corpos de prova

O rompimento foi feito na mquina de ensaio (prensa) em idades estabelecidas (7, 14 e 21 dias), sendo que para cada idade foram ensaiados 3 corpos de prova. O corpo de prova foi posicionado no equipamento de compresso de modo que, quando estivesse centrado, seu eixo coincidisse com o da mquina, fazendo com que as resultantes das foras envolvidas passassem pelo centro.

Figura 11: Rompimento do corpo de prova

O ensaio de rompimento foi realizado tanto para os corpos de prova confeccionados com o trao padro, quanto aqueles confeccionados com o trao contendo agregado de porcelanato, sendo que seus resultados foram descritos na Tabela 5 seguir.

Tabela 5: Resultados de rompimento do trao padro

Grficos de resistncia compresso

Figura 12: Grfico comparativo de Resistncia a construo

CONSIDERAES FINAISCom o objetivo de verificar as influencias da adio de porcelanato na resistncia do concreto foram preparados 3 corpos de prova para serem rompidos aos 7, 14 e 21 dias, totalizando, assim, 9 corpos de prova para cada trao de concreto. Quando comparado com o trao padro, possvel verificar que aos 7 dias houve um aumento de 7,6% na resistncia do concreto com adio do porcelanato. Aos 14 dias o trao padro foi 4,14% mais resistente. Aos 21 dias houve um aumento significativo de 11,38% na resistncia do concreto com adio de porcelanato. Portanto, pode-se concluir que a substituio de 20% da brita por quantidade equivalente de porcelanato obteve resultado satisfatrio nos ensaios de resistncia a compresso.

REFERNCIASASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 5734: Peneiras para ensaio com telas de tecido metlico. Rio de Janeiro (1989). 14 p.

ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICAS. NBR 7215: Cimento Portland Determinao da resistncia compresso. Rio de Janeiro (1997). 8 p.

ACCHAR, W. Materiais Cermicos: cincia e tecnologia. Natal: Edufrn, 2000.

GIAMUSSO, S. E. Manual do Concreto. So Paulo, Ed.Pini, 1992.

PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland, 6 ed. Atualizada e revistada por Vladimir Antnio Paulon. Porto Alegre: Globo, 1978.

SOUZA, P.A.B.F. Estudo do comportamento plstico, mecnico, microestrutural e trmico do concreto produzido com resduo de porcelanato. 2007. Tese (Mestrado em Engenharia Civil) Departamento de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal. 2007.