DOSAGEM DE UM CONCRETO FLUIDO COM FIBRAS DE BORRACHA E DE POLIPROPILENO COM ADIÇÃO DE RESÍDUOS DO BENEFICIAMENTO DO MÁRMORE E GRANITO

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1 DOSAGEM DE UM CONCRETO FLUIDO COM FIBRAS DE BORRACHA E DE POLIPROPILENO COM ADIÇÃO DE RESÍDUOS DO BENEFICIAMENTO DO MÁRMORE E GRANITO T. N. M. Silva, A. S. R. Barboza Av. David Jonas Fadini, s/nº, Rosa Neto, Eunápolis-BA, CEP: ; tassianeuda@gmail.com Instituto Federal da Bahia (IFBA), Universidade Federal de Alagoas (UFAL) RESUMO Com a intensa industrialização, aumento na quantidade de pessoas em centros urbanos e diversificação do consumo de serviços e bens, os resíduos passaram a serem considerados problemas urbanos com coordenação complexa e dispendiosa. Os materiais utilizados para a definição desta dosagem foram: cimento Portland, água potável, agregado miúdo e graúdo natural, adição de resíduo mineral, aditivo superplastificante, fibras de borracha e de polipropileno. A metodologia utilizada para a realização desse estudo foi a de GOMES, desenvolvida para concreto auto adensável. Com o objetivo de produzir o concreto fluido com fibras e resíduos proposto neste trabalho, foi necessário realizar algumas adaptações, já que o método aplicado não previa inserção de fibras. A otimização da dosagem foi alcançada através da combinação do teor de fibras e agregados. O teor ótimo foi adquirido com aplicação de 50% de agregado miúdo e 50% de graúdo, 2% fibras de borracha e 0,25% de polipropileno. Palavras-chave: borracha, polipropileno, resíduos. INTRODUÇÃO Com a intensa industrialização, proveniente do surgimento de novas tecnologias, aumento na quantidade de pessoas em centros urbanos e diversificação do consumo de serviços e bens, os resíduos passaram a ser considerados como problema urbano com uma coordenação complexa e dispendiosa levando em consideração a massa e o volume aglomerados, principalmente após A ausência de locais adequados para a deposição de resíduos causada pela valorização e ocupação de áreas urbanas, elevados custos sociais na coordenação de resíduos, problemas de contaminação ambiental e saneamento público caracterizavam este problema. O consumo elevado de agregados na construção civil vem estimulando pesquisas visando o reaproveitamento de resíduos, em substituição às 4081

2 matérias primas tradicionais. A inserção de fibras e resíduos gerados pelo beneficiamento de mármore e granito (RBMG) no concreto surge com o propósito de melhorar fatores limitantes e essenciais a sua utilização. Materiais que possuem uma microestrutura heterogênea como a borracha e o polipropileno são favorecidos pela combinação estratégica de diferentes fases apresentando como resultado um material composto com desempenho superior ao de seus componentes, integram uma importante classe de materiais modernos. A inserção de fibras no concreto passa a existir com o intuito de combater fatores que possivelmente comprometeriam a sua utilização, ou simplesmente limitariam o seu uso. A adição de fibras é motivada pelo fato da matriz fluida quando submetida à tensão apresentar microfissuras. Quando ocorre a propagação rápida das fissuras, as mesmas podem ser responsáveis pela ruptura do material, justificando a utilização das fibras no concreto. O concreto fluido é um concreto especial, permite a inclusão de adições minerais que são essenciais para garantir a viscosidade necessária para assegurar uma melhor resistência à segregação conservando a fluidez da matriz. Este concreto vem se destacando por ser constituído por uma matriz cimenticia fluida, facilitando o preenchimento de fôrmas complexas, favorecendo a obtenção de estruturas mais duráveis com maior rapidez e economia (LISBÔA, 2004). A aplicação de fibras proporciona um grande beneficio ao meio ambiente e uma melhoria significativa em fatores limitantes do concreto. Visando atender uma das características principais do concreto fluido, várias pesquisas estão sendo desenvolvidas, tendo ênfase às que objetivam definir uma metodologia de dosagem para esses concretos fluidos com fibras. MATERIAIS E MÉTODO Materiais Cimento O cimento utilizado para o desenvolvimento deste estudo foi o CP II-F32, comercialmente encontrado na região, fornecido em sacos de 50 kg, cuja caracterização química e física foi realizada conforme a NBR 11578: 1991, e os 4082

3 resultados foram fornecidos pelo fabricante para a realização da presente pesquisa. De acordo com o fabricante a densidade do mesmo foi de 3150 kg/m. Agregado miúdo O agregado miúdo utilizado foi areia natural lavada média, cujo diâmetro característico máximo foi 2,40 mm. Agregado graúdo O agregado graúdo utilizado foi pedra britada de origem granítica, com dimensão máxima de 12,5mm. Água No desenvolvimento da presente pesquisa a água utilizada foi potável proveniente do sistema público de abastecimento de água, do Estado de Alagoas. Adição mineral O material utilizado no estudo desenvolvido foi oriundo de tanques de decantação de uma indústria de beneficiamento do mármore e granito do Estado de Alagoas, procedente do polimento e do corte de chapas de mármore e granito. A caracterização do RBMG determinou a massa específica, obtida de acordo com o método normatizado estabelecido para a determinação da massa especifica de solos presente na NM 52: 2009, cujo resultado foi de 2,685g/cm³. Aditivo O aditivo utilizado foi um superplastificante de última geração do tipo policarboxílico, com o objetivo de melhorar a trabalhabilidade da mistura, sem que houvesse necessidade de alterar a relação água/cimento. O teor de sólidos adotado foi de 30% estando dentro da faixa especificada pelo fabricante. 4083

4 Fibra de borracha O material utilizado nessa pesquisa foi coletado numa empresa recondicionadora de pneus localizada na cidade de Maceió, no estado de Alagoas. A coleta foi efetuada de acordo com as prescrições contidas na NBR 10007:2004. A fibra de borracha utilizada para a realização deste trabalho foi a passante na #2,38mm e retida na #2,0mm, conforme mostram as figuras 1. Fig. 1. Material retido na peneira de abertura 2,00mm Fonte: Santos, Fibra de polipropileno As fibras de polipropileno utilizadas não oxidam e possuem 40 mm de comprimento e fator de forma de 90, essas fibras foram inseridas na matriz cimentícia com o objetivo de melhorar a ductibilidade e a durabilidade, controlar a propagação de fissuras. Método Devido à inexistência de métodos de dosagem para concreto fluido, optou-se pela adaptação de um método de dosagem para CAA, para o desenvolvimento desta pesquisa. Os métodos de dosagem utilizados para os concretos convencionais são diferentes dos utilizados para CAA. Para determinar a dosagem de um concreto algumas exigências devem ser atendidas, como condições de exposições das estruturas, especificações de projeto, materiais disponíveis na região, técnicas de execução e custo (HELENE &TERZIAN, 1992). 4084

5 Para o desenvolvimento desta pesquisa o método escolhido para adaptação foi o método de Gomes (2002). Método de Gomes Esse método apresenta um procedimento de caráter experimental para obtenção da dosagem do concreto auto adensável de alta resistência. Gomes em 2002 propôs um procedimento fundamentado na otimização separada da pasta, do esqueleto granular de agregados, na determinação da dosagem ótima de superplastificante, obtida através da variação da quantidade de superplastificante, mantendo constantes as relações água/cimento (a/c) e fíler/cimento (f/c); bem como a produção do concreto com a dosagem de superplastificante igual à dosagem ótima da pasta. Quanto ao esqueleto granular, deverá ser adotado um tamanho característico máximo para o agregado de 20 mm. A relação areia/brita (ar/br) é determinada segundo um critério de máxima densidade em seco e sem compactação, no sentido de ser obtida uma mínima quantidade de vazios entre os dois materiais. RESULTADOS E DISCUSSÕES Como a fibra de borracha seria adicionada ao compósito em substituição de parte do agregado miúdo (areia), fez-se necessário a realização de uma adaptação do ensaio de esqueleto granular para estes dois materiais. Realizando-se este ensaio com um percentual maior de areia foi constatado que à medida que ocorria a variação do teor de borracha o volume proposto era preenchido, porém as partículas não promoviam o preenchimento dos vazios. Tal fato pode ser atribuído às diferenças das propriedades constituintes de cada material. Definiu-se o esqueleto granular para a produção do concreto, levando em consideração a brita e a areia que foram misturadas em um recipiente de 5 litros, variando-se a relação entre os agregados, e pesando-as, de modo a encontrar a relação que apresentasse maior densidade e menor volume de vazios entre esses materiais. Na produção do concreto, o RBMG utilizado possuía granulometria de (0,3 µm), considerando os benefícios que os finos proporcionam para a 4085

6 autoadensabilidade, de acordo com a literatura, adotando-se um teor 0,5% de superplastificante, levando em consideração a incorporação do agregado graúdo e das fibras, ato que eleva o teor necessário. Em seguida foi estabelecido, para análise inicial, o percentual de 3% para as fibras de borracha e 0,35% para as fibras de polipropileno. A combinação ótima encontrada foi de 50% de brita e 50% de areia. Conhecidas tais porcentagens, as relações a/c = 0,5 e r/c = 0,5 (as mesmas usadas na argamassa, baseadas no trabalho de Nunes (2012), a relação sp/c adotada (0,5%), o teor de sólidos do superplastificante, e as massas específicas de cada material, foi possível definir a dosagem do concreto. O concreto proposto inicialmente não atendeu as características de fluidez, o mesmo apresentou uma enorme segregação Fig. 2., optou-se pela modificação do teor de fibras de 3% para 2% de fibra de borracha e 0,35% para 0,25% de fibra de polipropileno, conforme Fig. 3., essa modificação representou uma redução de 32% do volume de fibras da mistura. Fig. 2. Ensaio de Espalhamento do concreto inicial Fonte: Próprio autor Fig. 3. Ensaio de espalhamento do concreto ótimo Fonte: Próprio autor 4086

7 CONCLUSÕES A metodologia de dosagem aplicada foi a de Gomes (2002), para definição do esqueleto granular e dosagem final do concreto. Ressalta-se que este método foi desenvolvido para concreto auto adensável sem fibra, necessitando de adaptações para o concreto aqui estudado. Diante da analise dos resultados obtidos nos ensaios para os concretos produzidos, foi possível observar no estado fresco que o concreto inicial apresentou um espalhamento reduzido, já o concreto fluido produzido após o ajuste do teor de fibras, caracterizou-se como um concreto fluido com características de auto adensabilidade, podendo não necessitar de adensamento mecânico. AGRADECIMENTOS REFERÊNCIAS LISBÔA, E.M. Obtenção do concreto auto-adensável utilizando o resíduo de serragem de mármore e granito e estudo de propriedades mecânicas p. Dissertação Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Alagoas, Maceió. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR (1991) Cimento Portland composto. Especificação. Rio de Janeiro. NBR (2004) Amostragem de resíduos sólidos. Rio de Janeiro. NBR NM 52 (2003) Agregado miúdo - Determinação de massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro. HELENE, P.; TERZIAN, P. (1992) Manual de dosagem e controle do concreto. Brasília: Pini. 4087

8 GOMES, P. C. C. Optimization and Characterizationof High-Strength Self- Compacting Concrete Tese (Doutorado em Engenharia Civil) Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, UniversitatPolitècnica de Catalunya, Barcelona. NUNES, M. C. Avaliação do processo de produção de um concreto fibroso fluido aplicado em elementos pré-moldados em uma micro-empresa do setor Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação Engenharia Civil), Universidade Federal de Alagoas, Maceió. DOSAGE OF A FLUID FIBER CONCRETE RUBBER AND POLYPROPYLENE WITH ADDITION OF WASTE PROCESSING OF MARBLE AND GRANITE ABSTRACT The methodology used to conduct this study was GOMES, designed to self compacting concrete. With the goal of producing the fluid concrete with fibers and waste was necessary adaptations, since the method applied did not anticipate inclusion of fibers. Key-words: concrete, fluid, fibers. 4088