AVALIAÇÃO DO BIOCRETO COM FIBRAS MINERALIZADAS DE BAMBU RESUMO

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1 AVALIAÇÃO DO BIOCRETO COM FIBRAS MINERALIZADAS DE BAMBU VIVIANE DA COSTA CORREIA 1, JOSÉ DAFICO ALVES 2, CÍRIO JOSÉ COSTA 3 1 Bolsista PBIC/UEG, acadêmico do curso de Engenharia Agrícola da UnUCET - UEG 2 Orientador, Prof. Doutor, Depto. de Engenharia Agrícola da UnUCET - UEG. 3 PVIC/UEG,acadêmico do curso de Engenharia Agrícola da UnUCET UEG. RESUMO As fibras de bambu podem substituir o aço das armaduras do concreto devido às suas condições de baixa densidade e resistência equivalente à 1/5 do aço. O biocreto com fibras recicladas de bambu será um concorrente do concreto com fibras de aço, podendo ter um vasto campo de aplicação, tais como: fabricação de pré-moldados, tais como: blocos para alvenaria, telhas, pisos e etc. Foi adicionado ao concreto, teores de fibra de 1,0%, 2,0% e 2,5% em volume. Moldou-se corpos-de-prova para todas as misturas e realizou-se testes de resistência à compressão e tração por compressão diametral aos sete e vinte e oito dias. Para contornar a questão da combustibilidade do bambu e imunizá-lo ao ataque de fungos e bactérias foi realizado tratamento de mineralização das fibras de bambu com calda de cimento, antes de serem adicionadas ao concreto. Os resultados mostraram que existe um teor ótimo de fibras a ser incorporado que deve estar entre 1,0% e 2,0%, proporcionando notáveis melhoramentos das propriedades mecânicas do concreto. PALAVRAS - CHAVE: fibras de bambu, resistência, calda de cimento. INTRODUÇÃO Segundo BERALDO & CHEN (2002), a utilização de materiais de construção à base de matrizes cimentícias reforçadas por fibras vem aumentando rapidamente e, atualmente, nos países desenvolvidos, o volume alcançado situa-se ao nível de milhares de toneladas por ano. Isso se deve ao fato de que com esse tipo de material torna-se possível produzir componentes de construção leves, com bons desempenhos mecânicos (principalmente absorção de energia causada por impactos), isolamento termo-acústico e viabilidade econômica. Segundo BARROS & SOUZA (2004), o uso de um determinado material na construção está condicionado a questões como durabilidade e capacidade de suportar as solicitações impostas durante a vida útil da obra. As propriedades mecânicas do bambu 1

2 também são influenciadas pela espécie, idade de corte, teores de água e umidade na composição e outros. A idade mínima de abate do bambu é de três anos, já que possui resistência mecânica estrutural, sem comparação com outro vegetal. De acordo com TEIXEIRA (2006), a partir de experiências bem sucedidas em países como a Costa Rica, onde 75% das habitações econômicas são construídas com o emprego do bambu (FUNBAMBU, 1998), entende-se que há grande possibilidade de aproveitamento do bambu como alternativa tecnológica na construção de habitações econômicas em nosso país. Segundo ALVES (1976), para garantir a durabilidade, o bambu e as fibras vegetais devem receber tratamento para evitar apodrecimento e ataque de fungos e cupins. Um tratamento conhecido é o de mineralização que consiste na preparação de uma solução de silicato de sódio, que ao ser aplicada em fibras vegetais, ajudam a eliminar o efeito da absorção de água destes materiais. Contudo, o objetivo deste trabalho foi a análise do concreto com incorporação de fibras de bambu e verificar as propriedades de resistência e módulo de elasticidade do mesmo. MATERIAIS E MÉTODOS A mineralização das fibras de bambu e a confecção dos corpos-de-prova foram realizados no laboratório de Materiais de Construção da Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas da Universidade Estadual de Goiás. Os ensaios realizados nos corpos-de-prova ocorreram no departamento de Engenharia Civil da Universidade Católica de Goiás. As fibras de bambu utilizadas foram adquiridas como resíduo em oficina artesanal de produtos fabricados a partir de bambu. A mineralização das fibras foi feita com calda de cimento, relação de 10/1L de água e cimento, para que todo o conteúdo de fibras ficasse submerso foi necessária a adição de 40L de água para 4L de cimento. As fibras ficaram submersas na calda por um período de 24h, e expostas ao ar para que fossem secas naturalmente e em seguida armazenadas em embalagens plásticas até a incorporação ao concreto. Realizou-se ensaio de composição granulométrica dos agregados miúdo e graúdo, segundo NBR 7217 da ABNT, utilizado na determinação da porcentagem de agregados a ser incorporada à pasta, para compor o concreto. Foram necessários os valores de massa específica aparente dos agregados miúdo e graúdo para se calcular os traços, os ensaios foram realizados segundo método NM 52:2002 para agregados miúdo e segundo método NM 53:2002 para agregados graúdo. 2

3 Utilizou-se de traço padrão de concreto com relação água/cimento igual a 0,50. O método de ensaio foi de acordo com ALVES (2002), rodou-se um traço de referência, sem adição de fibras para comparação e outros três traços com adição de teores de fibras de 1,0%, 2,0% e 2,5% do volume de concreto. Em todas as misturas de concreto empregou-se aditivos superplastificantes para se obter misturas com desempenho para vários tipos de estruturas de forma que seja avaliado seu potencial para estruturas de médio à grande porte. Moldou-se e curou-se cinco corpos-de-prova para cada traço, segundo NBR 5738 (2003) da ABNT. Os corpos-de-prova foram rompidos aos sete e vinte e oito dias de idade segundo NBR 5739 (1994) da ABNT. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 encontram-se os valores calculados dos traços de referência (B0), com adição de 1,0% de fibras (B1), 2,0% (B2) e 2,5% (B3). A partir desses valores foi possível determinar a quantidade de cada material a ser utilizado na composição do concreto. Nota-se que ao aumentar a quantidade de fibras, diminui-se a quantidade de agregados, porém, o cimento, a água e o super plastificante, mantêm-se em quantidades constantes. TABELA 1 Traços de Concreto Materiais Traço B0 Traço B1 Traço B2 Traço B3 Cimento Areia Artificial 1,266 1,015 0,764 0,638 Brita 0 1,466 1,213 0,961 0,834 Fibras de Bambu - 0,013 0,027 0,033 Água 0,50 0,50 0,50 0,50 Superplastificante 0,01 0,01 0,01 0,01 A Tabela 2 apresenta resultados médios de resistência e módulo de elasticidade para adição de cada teor de fibras ao concreto. Nota-se que o concreto apresentou maior resistência à compressão aos 28 dias de idade. Para idade de 7 dias, embora as resistências sejam menores, também apresentou a mesma tendência de crescimento com os teores de 1,0% e 2,0% considerado ótimo. Na resistência à tração, também seguiu a mesma tendência que na compressão. Segundo OLIVEIRA (2005), estudos realizados por ZIA et al. (1996), indicam que a resistência á compressão tende a diminuir quando o volume de fibras é elevado (maiores que 3

4 3%), pois o efeito da grande quantidade de ar incorporado devido ao grande volume de fibras tem influência significativa na redução da resistência. Nesse estudo observou-se que houve quedas de resistência à compressão, conforme literatura citada e também à tração, quando o teor de fibras adicionado foi superior a 2,0%. Analisando o módulo de elasticidade, verifica-se que o concreto se tornou mais elástico ao se adicionar o teor de 2,5% de fibras, ou seja, houve maior deformação nos corposde-prova em que foram adicionados esse teor de fibras. As Figuras 1, 2 e 3 apresentam melhor os resultados, mostrando as variações de resistência e elasticidade, quanto aos teores de fibras adicionadas. TABELA 2 Resistências e Módulo de Elasticidade Traços Teor de Resistência à Resistência à Tração por Módulo de Fibras (%) Compressão (MPa) Compressão Diametral Elasticidade (MPa) (GPa) 7 dias 28 dias 7 dias 28 dias 28 dias B0-31,10 36,17 3,30 3,60 27,74 B1 1,0 37,70 42,16 3,88 3,94 31,50 B2 2,0 34,30 43,20 3,68 3,95 32,80 B3 2,5 22,40 28,40 2,87 2,92 39,70 R e sis tê n c ia à C o m p re s sã o (M P a ) dias 28 dias Tempo de cura (dias) 0% de fibras 1,0% de fibras 2,0% de fibras 2,5% de fibras FIGURA 1 Resistência dos corpos-de-prova à compressão 4

5 Resistência à Tração p or Com p ressão D iam etral (MPa) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 7 dias 28 dias Tempo de cura (dias) 0% de fibras 1,0% de fibras 2,0% de fibras 2,5% de fibras FIGURA 2 Resistência dos corpos-de-prova à tração por compressão diametral Módulo de Elasticidade (GPa) dias Tempo de cura (dias) 0% de fibras 1,0% de fibras 2,0% de fibras 2,5% de fibras FIGURA 3 Módulo de Elasticidade CONCLUSÕES Baseando-se nos resultados, pode-se afirmar que o biocreto, concreto incorporado com fibras de bambu, pode ser utilizado, visto que quando adicionada à quantidade de fibras considerada ótima, apresenta resistência superior ao concreto sem fibras. O biocreto é uma alternativa econômica, devido à redução de custos com a utilização das fibras de bambu em substituição ao aço que é um produto consideravelmente de custo elevado comparado ao bambu. É também uma alternativa que pode reduzir agressões ao meio ambiente, sendo o bambu originado de fonte natural renovável. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALVES, J. D. Influência das fibras nas propriedades do concreto. In: IBRACON INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO, 18., JORNADA SUL-AMERICANA DE ENGENHARIA ESTRUTURAL, 1976, Salvador. 5

6 ALVES, J. D. Manual de Tecnologia do Concreto. 4. ed. Goiânia: UCG, p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Composição granulométrica do agregado miúdo. Rio de Janeiro, NBR Argamassa e Concreto Determinação da resistência à compressão de corpos-deprova cilíndricos. Rio de Janeiro, NBR Argamassa e Concreto Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, NBR Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, NBR ASSOCIAÇÃO MERCOSUL DE NORMALIZAÇÃO. Agregado Graúdo Determinação da massa específica aparente e absorção de água NM 53.. Agregado miúdo Determinação da massa específica aparente e absorção de água NM 52. BARROS, B. R.; SOUZA, F. A. M. Bambu: alternativa construtiva de baixo impacto ambiental. In: CONFERÊNCIA LATINO-AMERICANA DE CONSTRUÇÃO SUSTENTÁVEL, 1., 2004, São Paulo. BERALDO, A. L.; CHEN, F. K. C. H. Telhas onduladas bambu-cimento. In: CONGRESSO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA UNICAMP, 10., 2002, Campinas. FUNBAMBU Fundación del Bambu. BAMBUSETUM. Boletim Informativo. Costa Rica, OLIVEIRA, S. L. Taxa de armadura longitudinal mínima em vigas de concreto de alta resistência com fibras de aço f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. TEIXEIRA, A. A. Painéis de bambu para habitações econômicas: avaliação do desempenho de painéis revestidos com argamassa f. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo, Área de Tecnologia) Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de Brasília, Brasília - DF. ZIA, P.; AHMAD, S.; LEMING, M State of the art Report: High Performance Concrete. Federal Highway Administration, McLean, VA. 6

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