AVALIAÇÃO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS CONTENDO AREIA RECICLADA REFORÇADOS COM FIBRAS DE SISAL

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1 AVALIAÇÃO DE COMPÓSITOS CIMENTÍCIOS CONTENDO AREIA RECICLADA REFORÇADOS COM FIBRAS DE SISAL Noelise Gomes Uzeda Sousa 1 ; Paulo Roberto Lopes Lima 2 ; Daniele Justo 3 ; Cintia Maria Ariani Fontes 2 1. Bolsista CNPQ, Graduanda em Engenharia Civil, Universidade Estadual de Feira de Santana, noeliseuzeda@hotmail.com. 2. Orientador, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Departamento de Tecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, lims.prl.uefs@gmail.com. 3. Aluna de Mestrado, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Departamento de Tecnologia, Universidade Estadual de Feira de Santana PALAVRAS-CHAVE: Fibra de sisal, argamassa, RCD INTRODUÇÃO Seja na extração de recursos naturais, na fabricação de produtos, na execução das atividades ou na geração de resíduos, a Construção Civil é um setor econômico marcado por grandes impactos ambientais. Os resíduos gerados por este atividade, que ficaram conhecidos Resíduos de Construção e Demolição (RCD), obtiveram visibilidade a partir do momento que passaram a fazer parte dos problemas urbanos nas grandes cidades, pois geralmente são depositados, sem qualquer segregação (SILVA et al, 2008). No entanto, sabe-se que matrizes cimentícias produzidas com RCD possuem comportamento mecânico frágil sob esforços de tração e que o acréscimo de agregado reciclado pode promover reduções na resistência à tração de 6% a 15% (RAVINDRARAJAH et al, 2000; citado por CABRAL 2007). Figueiredo (2000, citado por Lima 2011) afirma que a adição de fibras minimiza o comportamento frágil do concreto, o fazendo com que este apresente resistência residual a esforços mesmo após sua fissuração. O grande desafio é, entretanto, unir a utilização de materiais não convencionais com técnicas construtivas tradicionais, a exemplo de compósitos com reforço de fibras de sisal Visando avaliar melhorias nas propriedades mecânicas da argamassa com RCD, optou-se por utilizar como reforço fibras de sisal em comprimento de 40 mm após processo de hornificação. Para estudar o comportamento físico-mecânico desse material foram realizados ensaios de absorção por imersão e índice de vazios, resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, resistência à tração por flexão e flexão em quatro pontos, aos 28 dias, para teores de fibra de 4% e 6%. MATERIAIS E MÉTODOS A dosagem da matriz foi realizada seguindo o traço proposto por Ferreira (2012) para uma matriz autoadensável, com relação aglomerante:areia de 1:0,5 e fator água:aglomerante de 0,40. Visando manter a matriz livre de hidróxido de cálcio foram utilizados 33% de cimento, 27% de metacaulinita e 40% de cinza volante. Em virtude da presença das fibras, após a produção da matriz, verificou-se a necessidade de melhorar sua fluidez, e o fator água:aglomerante foi aumentado para 0,45. Com a relação água:aglomerante de 0,45 e o uso de superplastificante obteve-se um espalhamento de 140 mm para todas as matrizes produzidas. As fibras de sisal utilizadas no presente estudo foram fornecidas pela Sisaex Indústria Comércio e Exportação Ltda, situada no município de Conceição do Coité-BA. A fibra foi

2 lavada em água quente, 50 C, (Figura 1.a) para retirada de graxas e substâncias superficiais que podem interferir na hidratação do cimento e, em seguida, ela passou pelo processo de hornificação, com 10 ciclos de molhagem e secagem como proposto por Ferreira et al (2012) para que a fibra atingisse estabilidade dimensional. Após esta etapa foi realizada a secagem e o alinhamento seguido do corte da fibra com comprimento de 40 mm (Figura 1.b e c). Figura 1: a) Lavagem a quente das fibras; b)alinhamento das fibras; c) Corte no comprimento de 40 mm Após a obtenção da matriz (referência), com traço 0,33:0,27:0,40:0,50:0,45 (cimento:metacaulinita:cinzavolante:areia:água) foram produzidas mais 08 misturas utilizando 10% e 20% de substituição de areia natural por areia reciclada e adição de 4% e 6% de fibra de sisal. Tabela 1: Resultados dos ensaios realizados em matrizes e compósitos aos 28 dias Misturas Absorção Índice Resistência à Resistência à Resistência à por imersão (%) de vazios (%) compressão tração por compressão diametral tração na flexão REF 19,28 29,52 30,02 2,00 7,53 10RC 21,08 32,6 29,49 1,99 6,98 20RC 21,53 32,17 31,78 2,04 6,94 REF4F ,54 2,20 - REF6F ,79 1,95-10RC4F ,91 2,13-10RC6F ,17 2,04-20RC4F ,05 2,28-20RC6F ,49 1,88 - Como pode ser observada na Tabela 1, a absorção de água foi maior para as misturas em que houve substituição do agregado natural por agregado reciclado. Estes acréscimos foram para as misturas REF 10RC e REF 20RC, respectivamente, de 1,8% e 2,25% em relação à mistura de referência. Comportamento semelhante foi observado para o índice de vazios que mostrou- se maior nas misturas REF 10RC e REF 20RC.

3 Taxas maiores na absorção de água e no índice de vazios ocorreram em função da porosidade do agregado reciclado utilizado, que refletiu no comportamento das misturas em que foi adicionado. Os resultados para compressão uniaxial revelam aumento no valor da resistência para a mistura 20RC e redução para a mistura 10RC, quando comparadas à mistura de referência. De modo geral foi possível notar que a adição de fibras de sisal à mistura promoveu uma redução para os valores de resistência à compressão, sendo que as misturas com 6% de fibra mostraram pior comportamento na propriedade avaliada quando comparadas às misturas com 4% de fibra. Para o ensaio de compressão por tração diametral, pela Tabela 1, pode -se afirmar que a mistura 10RC4F apresentou uma redução de 3,18%, ao passo que a mistura 20RC4F apresentou um acréscimo de 3,64% na propriedade avaliada, quando comparadas à mistura 10RC. Ainda para a propriedade tração por compressão diametral foi possível notar acréscimo para misturas com 4% de reforço fibroso, ao passo que as misturas com 6% de reforço fibroso apresentaram redução, a exceção da mistura 10RC6F em relação à 10RC. Para tração na flexão, observou-se redução de 7,30% para a mistura de 10RC e de 9,16% para a mistura de 20RC. Tabela 2: Resultados do ensaio de flexão em quatro pontos para os compósitos Misturas σ pico δ pico σ pós-pico δ pós-pico REF4F 2,90 0,63 3,33 6,98 REF6F 2,05 0,68 2,70 23,04 10RC4F 3,43 0,73 3,53 7,39 10RC6F 2,94 0,95 3,78 18,11 20RC4F 3,06 0,94 3,35 10,55 20RC6F 2,33 1,34 3,43 29,21 A partir da análise da Tabela 2, observa-se que a tensão de pico das misturas 10RC4F e 20RC4F foi maior que a mistura REF4F. Este acréscimo na tensão de pico pode ser atribuído a presença do resíduo de concreto. É possível notar também que houve acréscimo nos valores para deslocamento. A tensão pós-pico das misturas REF4F, 10RC4F e 20RC4F apresentou um acréscimo de 14,82%, 2,91% e 9,47%, respectivamente. Na comparação entre o pós-pico das misturas com 4% de fibra, a misturas 10RC4F apresentou um acréscimo de 6% enquanto a mistura 20RC4F, apresentou um acréscimo de apenas 0,6%. Para os compósitos com 6% de fibra, pode-se concluir que ainda que a inserção do resíduo de concreto promoveu aumento da carga de pico para as misturas 10RC6F e 20RC6F, respectivamente, em comparação com a mistura REF6F. Para a adição de 6% de fibra ainda houve um acréscimo para os valores de deslocamento. A tensão pós-pico das misturas REF6F, 10RC6F e 20RC6F apresentou um acréscimo de 31,70%, 28,57% e 47,21%, respectivamente. Na comparação entre o pós-pico das misturas com 6% de fibra, a misturas 10RC6F apresentou um acréscimo de 40% enquanto a mistura 20RC6F, apresentou um acréscimo de 27%. Ainda de acordo com a Tabela 2, com o aumento do volume de fibras de 4% para 6%, foi observada redução nos valores de tensão de pico, menor tamanho e melhor distribuição das fissuras no ensaio de flexão em quatro pontos (Figura 2).

4 Figura 2: a) Amostra com RC e 4% de fibras; b) Amostra com RC e 6 % de fibras, no ensaio de flexão em quatro pontos CONSIDERAÇÕES FINAIS A presença de RC nas matrizes promoveu aumento no índice de vazios e na absorção de água em função da porosidade do agregado adicionado às misturas. Os valores para resistência à compressão uniaxial mostraram-se menores para os compósitos com adição de fibra e para aqueles com RC e adição de fibras. Pode-se observar também que os valores paraa resistência à tração por compressão diametral não variaram significativamente com a adição de RC ou de fibras ou de ambos. A adição de fibras promoveu melhora significativa no comportamento pós-fissuração. Observou-se que com a inserção de fibras os compósitos apresentaram propagação de fissuras, maiores deslocamentos e maior resistência residual que as matrizes não reforçadas Com base nos resultados experimentais obtidos, bem como nas conclusões de trabalhos que relatam temas semelhantes, fica atestada a possibilidade de uso da fibra em estudo. A avaliação dos ensaios realizados permitiu observar que a adição de fibras de sisal a matrizes cimentícias confere melhor comportamento mecânico com resistência residual após a primeira fissura. REFERÊNCIAS CABRAL, A. E. B; Modelagem de propriedades mecânicas e de durabilidade de concretos produzidos com agregados reciclados, considerando-se a variabilidade da composição do RCD. Tesee (Doutorado) - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, São Carlos, FERREIRA, S. R. Influência da hornificação na aderência fibra-matriz e no comportamento mecânico de compósitos cimentícios reforçados com fibras curtas de sisal.dissertação (Mestrado) Pós-graduação em Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana, FERREIRA, S.R.; LIMA, P..R.L.; SILVA, F.A.; TOLEDO FILHO, R..D.; Influência de ciclos molhagem-secagem em fibras de sisal sobre a aderência com matrizes de cimento Portland. Matéria (Rio J.) vol.17 no.2 Rio de Janeiro, 2012 LIMA, B. S.; LENZ, D. M.; VERNEY, J. C. K.; PEREIRA, F. M. Influência da fibra de curauá em compósitos cimentícios: verificação da resistência à flexão e da resistência à compressão. Revista de Iniciação Cientifica da ULBRA LIMA, P. R. L.; TOLEDO FILHO, R. D. Uso de metacaulinita para incremento da durabilidade de compósitos à base de cimento reforçados com fibras de sisal. Ambiente Construído, Porto Alegre, v. 8, n. 4, p. 7-19, out./dez, LIMA, P. R. L.; TOLEDOO FILHO, R. D.; FEITOSA LIMA, J. M. Mecanismos de fissuração sob tração direta de compósitos cimentícios reforçados com fibras curtas de sisal. Engevista. v 15, n 1, p , SILVA, T. C. R.; SUKAR, E. F; GUSMÃO, A. D; Diagnóstico da situação dos resíduos perigosos na Indústria da construção civil na cidade do Recife-PE.. In: IX Seminário Nacional de Resíduos Sólidos Sustentáveis, Palmas, UFT, 2008.

5 TOLEDO FILHO, R. D.; ENGLAND, G. L.; GHAVAMI, K. Comportamento em compressão de argamassas reforçadas com fibras naturais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental. v. 01, 1997.