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    Holos, Ano 21, maio/2005 54

    INVESTIGAO EXPERIMENTAL DE TRAOS PARA BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA DE VEDAO COM ADIO DE RESDUOS

    DE PNEUS RECICLADOS

    Eylisson A. Santos1, Edilberto Vitorino Borja2

    1 Aluno de graduao do Curso de Tecnologia em Materiais - CEFET/RN (Iniciao Cientfica); eylisson@yahoo.com.br

    2 Professor dos Cursos de Tecnologia em Produo da Construo Civil e Tecnologia em

    Materiais CEFET/RN; edilberto@cefetrn.br

    Recebido em outubro de 2004 e Aceito em abril de 2005

    RESUMO Em acordo com a tendncia mundial de se construir com resduos slidos, combinando o uso de energias renovveis com a reduo dos materiais inservveis que o presente trabalho foi desenvolvido, cujo principal objetivo a utilizao de resduos de pneus reciclados em blocos de concreto para alvenaria de vedao, buscando desta forma, mais uma contribuio para tal fim. Com este objetivo em mente, iniciou-se, nesta etapa da pesquisa, estudos experimentais em corpos de prova de concreto em 3 (trs) diferentes traos para anlise inicial do comportamento deste novo material com relao a sua resistncia compresso e assim, obter a melhor composio da mistura visando sua futura utilizao em blocos vazados de concreto com resduo de pneu. Para os trs propores iniciais, o agregado grado foi substitudo parcialmente pela borracha com porcentagens variando entre 5, 10 e 15%, em massa. A influncia da relao gua/cimento na resistncia compresso do concreto sem e com resduo de borracha tambm foi objeto do estudo, cujas relaes variaram de 0,55, 0,73 e 0,91 para cada tipo de trao com as diferentes porcentagens de borracha acima citadas. Os resultados dos estudos experimentais so apresentados e comparados graficamente entre si. Palavras-chaves: resduos de pneu; concretos com resduos; traos para blocos; reciclagem

    EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF CONCRETE BLOCKS TRACES FOR SEALING MASONRY WITH ADDITION OF RECYCLED TIRES RESIDUES

    ABSTRACT This work has been developed according to the world tendency of building with solid residues, combining the use of energy renewable sources of energy with the reduction of the useless materials its main objective is the use of recycled tire residues in concrete blocks for sealing masonry, aiming at providing one more contribution to such purpose. With this objective in mind, in this stage of research, experimental studies in concrete test specimens were started in three different mixes for initial analysis of the behavior of this new material with regard to its compressive strength in order to get the better composition of the mixture for future application in concrete blocks. For the three initial ratios, the aggregate was partially by rubber with percentages ranging from 5, 10 and 15%, in mass. The influence of the relation water/cement on the compressive strength of the concrete

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    without and with rubber residue was also object of study, whose relations varied from 0.55, 0.73 and 0.91 for each type of mix with the different rubber percentages above mentioned. The results of the experimental studies are presented and graphically between itself. Key words: residues of tires; concrete with residues; mixes for blocks; recycling;

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    INVESTIGAO EXPERIMENTAL DE TRAOS PARA BLOCOS DE CONCRETO PARA ALVENARIA DE VEDAO COM ADIO DE RESDUOS

    DE PNEUS RECICLADOS INTRODUO Um dos principais desafios ambientais enfrentados ao redor do mundo a disposio de pneus inservveis em terrenos baldios, rios e lagoas, formando um grande passivo ambiental. Vrias pesquisas vm sendo desenvolvidas no mbito de sua reutilizao com objetivo de minimiz-lo. A utilizao de pneus em obras de construo civil e em muitas outras reas, alm de dar uma destinao nobre a um elemento altamente poluente do meio ambiente, poder proporcionar uma sensvel economia no produto final. Considerando a sua substituio total ou parcial por elementos naturais e de uso tradicional dentro da construo civil, no esquecendo que um dos principais aspectos e de grande relevncia na utilizao desse material o ecolgico. No intuito de contribuir com solues alternativas para a destinao dos resduos de pneus provenientes das indstrias recauchutadoras com o seu uso dentro da indstria da construo civil, com vistas economia e melhoria de alguma das propriedades nos blocos de concreto vazado para alvenaria de vedao que o presente trabalho buscou focar o uso desse resduo, como forma de adio, em traos de concreto que fornecessem um melhor comportamento com relao a sua resistncia mecnica com vistas a sua utilizao futura. OBJETIVO O presente trabalho foi desenvolvido para identificar os efeitos do teor de borracha e a quantidade de gua na resistncia compresso. Dessa forma, variando os parmetros definidos acima, buscou-se o trao que conduzisse a maior resistncia compresso, associado umidade tima da mistura. Para o estudo foram produzidos 180 corpos-de-prova de 10x20cm, substituindo-se parte do agregado mido pelo resduo de pneu reciclado, tornando-os mais leves e com a resistncia esperada. A reduo na massa especfica devido a presena desse novo material na composio da mistura de fundamental importncia com relao a reduo das cargas permanentes atuantes na estrutura, acarretando um economia final na estrutura (estrutura menos robusta). METODOLOGIA Para o desenvolvimento da pesquisa, buscou-se, inicialmente, a coleta do resduo nas indstrias recauchutadoras de pneus na Ribeira-Natal/RN. Os resduos de pneus so obtidos atravs de processo mecnico que se utiliza de equipamento denominado raspadeira composto de cilindros dotados de ranhuras que provocam o desgaste na sua superfcie de rodagem, por raspagem, nos pneus usados, para posterior colocao de uma nova capa de bandagem.

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    O nico tratamento dispensado a este resduo foi a excluso de partculas que tivessem dimetros superiores a 9,5mm, adotando-se para isso o peneiramento. Constatou-se que as partculas maiores que 9,5mm de dimetro representaram aproximadamente 1% da amostra total coletada (figura 1).

    Figura 1 Resduo de pneu reciclado. Os demais materiais, incluindo-se o resduo de pneu, foram caracterizados atravs dos ensaios de granulometria, massa especfica e massa unitria. Os agregados naturais utilizados foram os encontrados na regio de Natal-RN. O cimento utilizado foi o CP II-Z 32.

    Aps a caracterizao fsica dos materiais, optou-se por utilizar trs traos para blocos de concreto proposto por ANDOFALTO (2002) na sua pesquisa, denominados de traos de referncia com as seguintes nomenclaturas: T-1, T-2 e T-3. Inicialmente, moldaram-se corpos de prova com os respectivos traos de referncia, variando para cada um deles o fator a/c nas seguintes relaes: 0,55, 0,73 e 0,91. Para cada trao e para cada fator a/c, foram moldados 5 corpos-de-prova rompidos aos 28 dias de idade. Aps a moldagem dos traos de referncia, variou-se a quantidade de resduo de borracha em substituio parcial ao agregado grado, nas percentagens de 5, 10 e 15%. Tambm foram moldados 5 corpos-de-prova para cada novo trao com borracha, agora denominados TR-1, TR-2 e TR-3, para verificao da resistncia compresso aos 28 dias. Caracterizao dos Materiais A caracterizao dos agregados naturais e da borracha, com relao a sua granulometria, foi baseada na NBR7217:1987, que preconiza a utilizao das peneiras da srie normal e intermediria. Na tabela I esto indicadas as porcentagens retidas acumuladas de cada agregado.

    Para determinao da massa especfica da borracha, utilizou-se o Mtodo do Picnmetro com substituio da gua pelo Xilol, cuja densidade menor que a gua (0,71 g/cm3). Todos os ensaios foram de acordo com as normas especficas da ABNT. A massa especfica e massa unitria esto indicadas na tabela II.

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    Tabela I Porcentagem retida acumulada nas peneiras da srie normal e intermediria. Peneiras

    (mm) Areia Pedrisco Borracha

    9,5 6,1 0,1 6,3 2,1 59,0 0,9 4,8 2,8 88,3 2,1 2,4 9,7 98,9 17,6 1,2 38,3 99,1 59,5 0,6 74,3 99,2 85,6 0,3 91,1 99,3 96,4 0,15 99,4 99,6 99,6

    Tabela II Caracterizao fsica dos materiais. Areia Pedrisco Borracha Cimento

    M.U. (kg/dm3) 1,42 1,40 0,41 1,07

    M.E. (kg/dm3) 2,59 2,59 1,61 3,02

    Produo dos corpos-de-prova de concreto Os corpos-de-prova de dimenses 10x20cm foram moldados com trs traos diferentes, definidos como T1, T2 e T3. Entre os traos variaram o fator gua/cimento e o percentual de resduo de pneu reciclado (5%, 10% e 15%). Os traos sem os resduos de borracha serviram como traos de referncia para anlise final dos resultados. A mistura e homogeneizao dos materiais ocorreram de forma mecnica usando-se uma betoneira com capacidade de 120l. Ao todo, foram moldados e ensaiados, para verificao da resistncia compresso, 180 corpos-de-prova. A moldagem de todos os corpos de prova para todos os traos analisados deu-se em acordo com a norma NBR-5738. Os traos em massa, fatores gua/cimento, e percentagens do resduo de pneu na mistura e quantidade de corpos-de-prova moldados, encontram-se indicados no tabela III. Cura dos Corpos-de-Prova Neste estudo, o processo de cura foi feito no laboratrio do CEFET-RN nas condies ambientes de temperatura, fazendo a manuteno da umidade por meio de asperso de gua, excluindo-se o sbado e domingo, at a vspera do seu rompimento. Tal metodologia foi adotada no intuito de aproximar as mesmas condies de cura realizadas nas fbricas de blocos de concreto.

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    Tabela III Identificao dos traos sem e com borracha. TRAOS DE REFERNCIA

    (SEM BORRACHA) TRAOS COM BORRACHA

    TRAO Fator a/c CP. TRAO Fator a/c CP.

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5 a/c = 0,55 5

    TR-1 1:5,50

    :3,33:0,175 (5%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5 a/c = 0,73 5

    TR-1 1 : 5,50 : 3,15 :

    0,35 (10%) a/c = 0,91 5 a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5

    T-1 1 : 5,50 : 3,50

    (1:9)

    a/c = 0,91 5

    TR-1 1 : 5,50 : 2,98 :

    0,53 (15%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5 a/c = 0,55 5

    TR-2 1 : 4,75 : 2,85 :

    0,15 (5%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5 a/c = 0,73 5

    TR-2 1 : 4,75 : 2,70 :

    0,30 (10%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5

    T-2 1 : 4,75 : 3,00

    (1:7,75)

    a/c = 0,91 5

    TR-2 1 : 4,75 : 2,55 :

    0,45 (15%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5 a/c = 0,55 5

    TR-3 1 : 6,75 : 4,04 :

    0,21 (5%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5 a/c = 0,73 5

    TR-3 1 : 6,75 : 3,83 :

    0,43 (10%) a/c = 0,91 5

    a/c = 0,55 5 a/c = 0,73 5

    T-3 1 : 6,75 : 4,25

    (1:11)

    a/c = 0,91 5

    TR-3 1 : 6,75 : 3,61 :

    0,64 (15%) a/c = 0,91 5

    Capeamento dos Corpos-de-prova Para o capeamento dos corpos de prova foi utilizado o mtodo usado pelo laboratrio da fabrica de cimento ITAPETINGA do grupo Joo Santos, situado no municpio de Mossor, com resultados bastante satisfatrios. Tal mtodo consistiu na substituio do capeamento tradicional que realizado com enxofre, por dois pedaos de couro cru de 3mm de

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    espessura, posicionados nas faces superior e inferior do corpo-de-prova quando na aplicao do carregamento (figura 2).

    Figura 2 Detalhe do capeamento dos corpos-de-prova e prensa de rompimento.

    Ensaios de Resistncia Compresso A determinao da resistncia compresso foi executada segundo a NBR 5739 depois de decorridos 28 dias da moldagem dos corpos-de-prova. A prensa para rompimento dos corpos-de-prova foi do tipo universal, marca EMIC DL2000, com clula de carga (TRD 30) acoplada a mesma e aquisio de dados via computador (figura 2), atravs do programa MTest verso 2.00. Todos os corpos-de-prova foram ensaiados no laboratrio do curso de Engenharia Civil da Universidade Potiguar. RESULTADOS E ANLISE DOS ENSAIOS Um dos principais focos, quando na anlise do concreto endurecido, a propriedade mecnica relativa a sua resistncia compresso, que serve como parmetro direto de avaliao da qualidade desse material e por isso de suma importncia quando na apresentao dos resultados. Na figura 3 apresentam-se as resistncias compresso dos traos de referncia (sem resduo). A maior resistncia compresso foi obtida no trao T-2 para o fator a/c = 0,91. Quando comparadas, isoladamente, as resistncias compresso dos traos de referncia com os traos com adio de resduo de pneu, observou-se um decrscimo na resistncia em todos os traos, conforme apresentado nas figuras 4, 5 e 6. Partindo-se para anlise dos traos entre si, o trao 2 (com e sem borracha) foi o que melhor sinalizou quais as propores mais adequadas desses materiais para os traos em estudo, apresentando as maiores resistncias compresso, conforme pode ser analisado nas figuras 3, 4, 5 e 6. Para os traos sem adio de borracha, as menores resistncias foram observadas no trao 1 ( figura 3). O trao que apresentou a menor resistncia compresso, quando com adies de borracha, foi o trao 3 (figuras 4, 5 e 6), independente do fator a/c.

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    2

    4

    6

    8

    10

    12

    6,17

    6,15

    11,37

    6,615,30

    4,48 5,735,084,24

    TRAOS SEM BORRACHA

    0,910,730,55

    Trao 3 (T-3) Trao 2 (T-2) Trao 1 (T-1)

    Res

    ist

    ncia

    C

    ompr

    ess

    o (M

    Pa)

    Relao a/c

    Figura 3 Traos de Referncia (sem borracha).

    0

    2

    4

    6

    8

    3,313,202,59

    7,096,51

    5,215,595,50

    4,74

    TRAOS COM 5% DE BORRACHA

    0,910,730,55

    Trao 3 (TR-3 5%) Trao 2 (TR-2 5%) Trao 1 (TR-1 5%)

    Res

    ist

    ncia

    C

    ompr

    ess

    o (M

    Pa)

    Relao a/c

    Figura 4 Traos com 5% de borracha.

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    0

    2

    4

    6

    2,502,322,05

    4,374,15

    3,113,50

    2,672,35

    TRAOS COM 10% DE BORRACHA

    0,910,730,55

    Trao 3 (TR-3 10%) Trao 2 (TR-2 10%) Trao 1 (TR-1 10%)

    Res

    ist

    ncia

    C

    ompr

    ess

    o (M

    Pa)

    Relao a/c

    Figura 5 Traos com 10% de borracha.

    0

    2

    4

    2,22

    1,83

    0,97

    2,93

    2,50

    1,942,59

    2,18

    1,36

    TRAOS COM 15% DE BORRACHA

    0,910,730,55

    Trao 3 (TR-3 15%) Trao 2 (TR-2 15%) Trao 1 (TR-1 15%)

    Res

    ist

    ncia

    C

    ompr

    ess

    o (M

    Pa)

    Relao a/c

    Figura 6 Traos com 15% de borracha.

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    CONCLUSES Com base nas anlises das figuras apresentadas podemos concluir que:

    Os procedimentos investigatrios utilizados na pesquisa na busca do melhor trao, com relao ao comportamento mecnico (resistncia compresso) da mistura, mostrou-se satisfatrio s analises desejadas; O trao que melhor apresentou resultados de resistncia, sem a presena do resduo de pneu, foi o trao T-2 para um fator gua/cimento de 0,91(figura 3), chegando a uma resistncia mxima de 11,37 MPa. Fato este perfeitamente explicvel devido o trao T-2 apresentar a menor quantidade de agregado em relao a quantidade de cimento (1: 7,75); Para os traos com adio de borracha para as trs variaes na percentagem de resduo (5, 10 e 15%) na mistura, o trao TR-2 foi o que apresentou a maior resistncia compresso (figuras 4, 5 e 6), com valores mais elevados para a relao a/c = 0,91. Observa-se, assim como nos traos sem adio do resduo, que a proporo entre agregados/cimento (1:7,75) permanece constante, tanto para o trao T-2 como para os traos 2 com adio de resduo de pneu, sendo vlida a explicao do item anterior;

    O trao que apresentou o maior valor de resistncia compresso foi o TR-2 (a/c = 0,91) com 5% de resduo de borracha na sua composio chegando ao valor mximo de 7,09 MPa;

    Vale ressaltar que o resduo de pneu exerceu uma influncia significativa na diminuio da resistncia compresso em todos os traos com percentuais de 10% e 15%. Nos estudos de TOPU (1997), recomenda-se quantidades de at 35% de resduo de borracha sem afetar significativamente a sua resistncia mecnica, desde que o dimetro das partculas do resduo no ultrapasse 1mm, fato este que no podemos tomar como referncia para a nossa pesquisa, uma vez que os dimetros das partculas adicionadas aos nossos traos variaram de 0,15 a 9,5mm;

    Como no podemos fazer uma relao direta da resistncia obtida nos corpos-de-prova com a resistncia em blocos de concreto, mesmo mantendo-se a proporo dos materiais, que a pesquisa continuar sendo desenvolvida com a utilizao dos traos estudados na confeco de blocos de concreto.

    REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR-7251. Agregado Determinao da Massa Especfica de Agregados por Meio do Frasco de Chapman. Rio de Janeiro, Brasil, 1987. ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR-5739. Concreto Ensaio de compresso de corpos-de-prova cilndricos. Rio de Janeiro, Brasil, 1994.

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    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR NM225 - Critrios mnimos de seleo de pneus para reforma e reparao. Inspeo e identificao. Rio de Janeiro, Brasil, 2000. Andofalto, R. P., Camacho, J. S. e Maurcio, R. M. Blocos de Concreto: A busca de um Trao Otimizado. Unesp, Ilha Solteira, So Paulo, Brasil, 2002. Sousa, J. G. G., Bauer, E. e Sposto, R. M. Blocos de Concreto Produzidos com Agregados Provenientes da Reciclagem de Resduos Gerados pela Construo Civil. IX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construdo, Paran, Brasil, 2002. Topu, I. B., e Avcular, N. Analysis of Rubberized Concrete as a Composite Material. Cemente and Concrete Reseach. USA, 1997. Soares, R. C., Costa Neto, L. X. da, Mendes, J. U. L. e Marinho, G. S. Uso de resduo de pneu como agregado de cimento portland. I Simpsio de Conforto Trmico da UFPI, Teresina, Piau, Brasil, 2003.

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