O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável. Marco Antônio de Morais Alcântara Bruno Vendramini dos Santos

Transcrição

1 O uso de resíduos como finos na fabricação do Marco Antônio de Morais Alcântara Bruno Vendramini dos Santos 1

2 Concreto auto-adensável (C.A.A): Não necessita ser vibrado para ser lançado e adensado. Necessita ser fluido, sem que haja a segregação, exsudação, ou bloqueios em armaduras. 2

3 Viabilidade do concreto autoadensável: Uso de superplastificantes. Uso de finos para a formação de pasta. Redução na relação volume de agregado graúdo/volume de concreto. 3

4 Importância da granulometria dos elementos que influenciam na reologia do concreto: Materiais granulares: inércia, atrito. Materiais finos: ação de superfície e de formação de pasta. 4

5 Eficácia e influência dos materiais na reologia do concreto auto-adensável: Água: desfloculação (limitado, seu excesso induz à segregação) Superplastificante ( dispersão dos cimento, reduz a viscosidade do concreto, sujeito à um valor crítico) Finos (lubrificação por rolamento conforme o tipo de superfície, função da porcentagem, podendo facilitar ou refrear o escoamento) 5

6 Importância dos finos utilizados: Formação de pasta. Redução dos choques inter-granulares. Aspectos relevantes: Finura (superfície específica, agente de formação de pasta) Tipo de superfície (atrito, condição de lubrificação) 6

7 Tipos de finos utilizados no C.A.A: Fíler calcáreo. Metacaulim. Microsílica. Resíduos do agro-negócio calcinados. 7

8 Cinzas de bagaço de cana (C.B.C)e Cinzas de casca de arroz Elevada finura Atividade pozolânica e reatividade em função do controle da temperatura na queima e do caráter amorfo ou cristalino. 8

9 Experiência realizada Uso de cinzas de bagaço de cana do tipo cristalina procedente de usina sucroalcoleira do interior do estado de São Paulo, uso de cinzas de casca de arroz, e pó de pedra. Materiais: cimento Portland ARI, cinzas, agregado graúdo tipo seixo rolado, agregado miúdo tipo areia natural, superplastificante de ação estérica eletrostática, água. Peneirada em peneira de abertura de 2 mm 9

10 Variáveis de estudo para a otimização de composições: Relação água/cimento Relação finos/cimento Relação superplastidicante/cimento Requisitos: oferecer condições de fluidez e de segregação dentro dos padrões estabelecidos. 10

11 Traço Parâmetros gerais das composições: Caso de cinzas de bagaço de cana Relação entre os constituintes a/c a/(c+fíler) sup/cim fíler/cim ag.miúdo/ag.graúdo vol. agreg total/ vol. concreto vol. agreg graúdo/ vol. Concreto 1 1,06 0,78 0,013 0,35 0,9 0,551 0, ,84 0,62 0,01 0,35 0,9 0,589 0, ,06 0,71 0,013 0,5 0,9 0,540 0, ,71 0,01 0,4 0,9 0,542 0, ,07 0,74 0,012 0,45 0,9 0,535 0,281 11

12 O uso de resíduos como finos na fabricação do Parâmetros gerais das composições: Caso de pó de pedra e cinzas de asca de arroz Relações entre as proporções. Observações Composição pó de pedra Composição cinzas de casca de arroz Água/cimento 0,68 0,68 Água/ligantes 0,44 0,5 finos/cimento 0,54 0,35 Agregado miúdo/agregado 0,99 0,99 graúdo Superplastificante/ cimento. 0,007 0,007 Valor admissível 0,01 Volume de 61% 62(%) agregados/volume total Volume de agregado 44% 44,3% miúdo/volume da pasta 12

13 Ensaios realizados para o concreto fresco: Ensaio de espalhamento slump-flow Ensaio de segregação por peneiramento Ensaio da caixa em L Avaliação da massa específica aparente 13

14 Ensaios para o concreto endurecido Resistência à compressão simples aos 7 e aos 28 dias Resistência à compressão diametral aos 7 e aos 28 dias 14

15 C Resultados: Ensaio de espalhamento slumpflow Resultados dos ensaios de validação para o concreto fresco, ensaio de espalhamento. Ensaio Ensaio de espalhamento Exigências D 1 (cm) D 2 (cm) Média(cm) D 1,D 2 (cm) D 1, D 2 (cm) , , , ,5 >60 <70 D 1 -D 2 <5 15

16 Ensaio de segregação e massa específica aparente Resultados dos ensaios de validação para o concreto fresco, ensaio de segregação e massa específica aparente Composição Valor de pi (%) Massa específica aparente (g/cm 3 ) ,19 2 4,5 2, ,12 4 5,2 2, ,2 2,05 16

17 Ensaio da caixa em L C Resultados dos ensaios de validação para o concreto fresco, ensaio da caixa em L Ensaio da caixa em L * H 1 (cm) H 2 (cm) H 1 /H 2 T 20 (s) T 40 (s) , , ,5 7,5 0, ,5 7, ,5 17

18 O uso de resíduos como finos na fabricação do Superplastificante/cimento: 0,007 Pó de pedra Diâmetros da superfície de espalhamento (cm) Observação 1: Sem apresentar franjas de exsudação. Observação 2: Valor médio de ALCANTA RA (2004)=2,36 g/cm 3 Superplastificante/cimento: 0,007 Composição estável sob o ponto de vista da segregação = 2,65. 3 Massa específica aparente: 2,29 g/cm Cinzas de casca de arroz Diâmetros da superfície de espalhamento (cm) Observação 3: Composição estável sob o ponto de vista da segregação. = 4,1% Observação 4: Massa específica aparente: 2,23 g/cm 3 18

19 Ensaios mecânicos: cinzas de bagaço de cana Composição Resistência à compressão simples ( MPa) Valor médio Desvio padrão 1 18,2 0, ,9 0, ,30 0, ,5 0, ,0 0,6 19

20 O uso de resíduos como finos na fabricação do Cinzas de casca de arroz e pó de pedra. Resultados mecânicos Resistência à compressão simples ( MPa) Pó de pedra Cinzas de casca de arroz Valor médio Desvio padrão Valor médio Desvio padrão 27,71 2,26 34,57 1,57 20

21 Aspectos da influência da presença das cinzas e da segregação em corpos de prova (CBC). Composição 1 menos rica em finos de C.B.C Composição 3 mais rica em finos de C.B.C 21

22 Conclusões Pelo que se depara desta avaliação conclui-se que as cinzas de bagaço de cana e de casca de arroz são adequadas para a utilização como finos em concreto auto-adensável. Aparentemente, em decorrência da sua finura muito elevada e conseqüente superfície específica, as composições com C.B.C requerem altos valores de água em composição, influenciando nos valores de resistência mecânica; em contra partida, se tem o efeito da segregação atenuado pela presença das cinzas, em parceria com os ajustes do esqueleto granular. 22

23 Agradecimentos: IBRACON pela oportunidade de apresentação e de divulgação do trabalho Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) UNESP e Laboratório CESP de Ilha Solteira 23