Título do Projeto: Utilização do rejeito de poliestireno expandido modificado para confecção de pastas de cimento Portland

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1 Título do Projeto: Utilização do rejeito de poliestireno expandido modificado para confecção de pastas de cimento Portland Área de Conhecimento Grande Área: Engenharias Curso: Engenharia Civil Justificativa O cimento Portland (CP) é o aglomerante mais utilizado para produção de compósitos cimentícios no mundo (BATTAGIN, 2011; MEHTA; MONTEIRO, 2014). No entanto, o processo de produção deste aglomerante é altamente agressivo ao meio ambiente, sendo responsável por grande parte das emissões de dióxido de carbono (CO 2 ) lançados na atmosfera. Estima-se que para o ano de % do (CO 2 ) gerado no mundo serão oriundos do processo de fabricação do CP (MÜLLER; HARNISCH, 2008; BUSINESS COUNCIL FOR SUSTAINABLE DEVELOPMENT, 2009). O poliestireno expandido (EPS) por sua vez, também é um passivo ambiental gerado principalmente pelas industriais de embalagens, possuindo também outras aplicações que geram resíduos como a construção civil, artigos de consumo e agricultura (OLIVEIRA, 2013; DELFINO et al., 2015). Conforme Delfino (2014, p. 8), o EPS geralmente é reutilizado apenas, para formação do poliestireno expandido novamente, visto, também que, segundo Bajandas (2015), é preferível a reutilização do EPS na cadeia de produção, à direciona-lo para aterros sanitários. As aplicações do EPS na construção civil são direcionadas particularmente para desenvolvimento de concretos leves e enchimentos em formas para confecção de elementos estruturais (OLIVEIRA, 2013). De acordo com estudos apresentados por Delfino (2014), a utilização de EPS modificado em concretos e pastas de cimento Portland influencia diretamente em suas propriedades, tanto no estado fresco quanto endurecido. Esta modificação, como é denominada, é proveniente da dissolução do EPS por meio de misturas primárias, secundárias e ternárias de solventes. Adentrando a temática de reaproveitamento de resíduos, atualmente trata-se de uma necessidade, e não mais opção, tornando justificável qualquer projeto que envolva reutilização de subprodutos para melhoria de propriedades mecânicas, térmicas entre outras relevantes de compósitos com base cimentícia (GLEIZE, 2011; NEVILLE; BROOKS, 2013; OLIVEIRA, 2013). A fim de contribuir diretamente com a redução do impacto ambiental gerado pelo processo de produção do CP bem como com a deposição indevida do EPS, aliados a busca por obter novos materiais ou atribuir melhorias aos já existentes propõe-se a fabricação de pastas de CP incorporando percentuais diferentes de EPS na mistura. A dúvida que

2 nos leva a investigar é: Poderá então o EPS dissolvido atribuir melhores potenciais as pastas de cimento Portland tornando possível a redução na produção deste cimento que contribui muito tanto para os problemas ambientais do planeta? A presente pesquisa é condizente com o que está regido na Linha de Pesquisa Sistemas Produtivos da Unidade de Articulação Acadêmica (UnA) Produção, Construção e Agroindústria (UNISUL, 2011), bem como com as orientações contidas no Projeto Pedagógico Institucional (UNISUL, 2010, p. 33), sendo afirmado que o processo de ensino envolve a pesquisa [...] de tal modo a promover no acadêmico a autonomia em relação à gestão da própria aprendizagem e a responsabilidade quanto aos conhecimentos lapidados. Objetivos Objetivo Geral Avaliar o desempenho mecânico de pastas de CP com diferentes fatores água/cimento e percentuais de incorporação de EPS na mistura. Objetivos específicos Determinar as melhores relações água/cimento em que os teores de incorporação de EPS apresentam maiores contribuições na melhoria potencial das propriedades mecânicas; Avaliar as propriedades mecânicas como resistência à compressão axial, tração na flexão e módulo de elasticidade estático; Validar estatisticamente os resultados obtidos afim de possibilitar a aplicação deste em futuros trabalhos de pesquisa e de aplicações em obras correste. Metodologia Na primeira etapa será realizada a revisão bibliográfica referente aos temas que abrangem esta pesquisa que de acordo com Gil (2010), trata-se de uma pesquisa caracterizada como Estudo Experimental. A presente pesquisa será realizada com base em documentos de impacto da área abordada como artigos científicos, dissertações, teses e livros técnico. Posteriormente, as pastas serão produzidas conforme o que preconiza a NBR 7215 Cimento Portland: Resistencia a compressão no que diz respeito aos tempos de mistura e método de moldagem/cura. Logo, serão confeccionados traços pilotos (sem a incorporação de EPS dissolvido) para os fatores a/c de 0,35, 0,45 e 0,55 utilizando apenas cimento Portland e água (Pasta). Em seguida, serão adicionados em percentual (em função do peso do cimento) 0,5, 1, e 2%, respectivamente, de EPS dissolvido na mistura. Por fim, será analisada a resistência a compressão dos corpos de prova com dimensões de 50 x

3 100 (mm), conforme NBR 5739 (ABNT, 2009) resistência à tração na flexão conforme a NBR (ABNT, 2005) e determinação do módulo de elasticidade estático de acordo com o método proposto pela NBR 8522 (ABNT, 2008). Cada uma das propriedades será analisada nas idades de 1, 3, 7 e 28 dias, sendo moldados 4 corpos de prova para cada idade de uma das amostras estudadas (entende-se por amostra, nesta proposta, como as postas formadas pela combinação da relação água/cimento e do teor de incorporação do EPS dissolvido, incluído as pastas que não contém o EPS dissolvido, sendo denominadas amostras de referência). Aceitar-se-á um erro relativo dentro cada idade avaliada, para a mesma amostra, de 5%. Valor este indicado como adequado para pesquisas em Engenharia Civil. Ao final, será realizada a compilação dos dados e análise estatística, fazendo-se uso do software live R-Commander, da plataforma R, aplicando-se os métodos de Análise de Variância One-way (ANOVA); Análise de média (ANOM) e comparação de média Tukey HSU. Resultados esperados Com a incorporação de diferentes percentuais de EPS nas pastas de cimento Portland, almeja-se aumentar significativamente a resistência à compressão, a resistência à tração na flexão e o módulo de elasticidade. Contribuindo diretamente com o desenvolvimento de novos materiais de forma sustentável mantendo as propriedades mecânicas com menor custo e menor impacto ambiental. Cronograma Atividades Fazer levantamento das principais referências teóricas relativas a pastas de CP, métodos de dissolução, mecanismos de reações químicas de polímeros e EPS; Determinação das características físico/químicas do EPS; Verificação dos percentuais de incorporação de EPS na mistura/determinação das proporções (dosagem) da pasta de CP; Responsáveis pela atividade Ma/ 17 Abr/ 17 Meses decorrentes do projeto Jun Jul/ Ago Out Nov Dez /17 17 /17 /17 /17 /17 Mai /17 Jan /18 Mar Abr/ /18 18

4 Moldagem e cura dos corpos de prova/ Avaliação da resistência a compressão simples e absorção; Coleta, tratamento estatístico dos dados com auxílio de computacional e de softwares; Produção do artigo científico e publicação em congresso e periódico. Infraestrutura Infraestrutura já existente na UNISUL. Será utilizada a estrutura e os equipamentos do laboratório de Engenharia Civil dos campi de Tubarão (LEC-Tb), especificamente do misturador planetário, moldes, ferramentas e acessórios que forem necessários para realizar os ensaios de caracterização físico/química do EPS. Referências Bibliográficas ASSOCIAÇÃO DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7215: Cimento Portland - Determinação da resistência. 8 ed. Rio de Janeiro: ABNT, NBR 5739: Concreto Ensaios de compressão corpos de prova cilíndricos. 1 ed. Rio de Janeiro: ABNT, p. BATTAGIN, A. F.. Cimento Portland. In: ISAIA, G. C. (Org.). Concreto: Ciência e Tecnologia. São Paulo: IBRACON, Cap. 06. p DELFINO, T. Tratamento químico de resíduos de poliestireno e estudo do potencial aplicação conjunta em aditivos para concreto f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Química, Universidade do Sul de Santa Catarina, Tubarão, DELFINO, T et al. Contribuição aos estudos do melhoramento das propriedades do concreto no estado fresco e endurecido por adição de poliestireno expandido (EPS) dissolvido. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 57., 2015, Bonito. Anais.. Bonito: IBRACON, v. 1, p GIL, A. C. Como elaborar projetos de pesquisa. 5 ed. São Paulo: Atlas, 2010.

5 NEVILLE, A. M.; BROOKS, J. J.. Tecnologia do concreto. 2. ed. Porto Alegre: BOOKMAN, p. OLIVEIRA, L. S. Reaproveitamento de resíduos de poliestireno expandido (ISOPOR) EM compósitos cimentícios f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Mecânica, Departamento de Engenharia Mecânica, UFSJ, São João Del-rei, UNIVERSIDADE DO SUL SANTA CATARINA. Projeto Pedagógico Institucional. Tubarão, UNIVERSIDADE DO SUL SANTA CATARINA. Unidade de Articulação Acadêmica [UnA]: Produção, Construção e Agroindústria. Palhoça, World Business Council For Sustainable Development (WBCSD). Cement Industry Energy and CO2 Performance - Getting the Numbers Right, p.