ESTUDO DA VIABILIDADE DO EMPREGO DE CONCRETO PRODUZIDO COM ESCÓRIA DE ACIARIA EM PAVIMENTOS RÍGIDOS

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1 ESTUDO DA VIABILIDADE DO EMPREGO DE CONCRETO PRODUZIDO COM ESCÓRIA DE ACIARIA EM PAVIMENTOS RÍGIDOS 1. Introdução Atulmente questões referentes à corret utilizção e preservção do meio mbiente é um tem relevnte em tod sociedde, principlmente ds grndes empress industriis. Busc-se, então, o melhor proveitmento ds mtérisprims, redução d gerção e o reproveitmento de resíduos, lém de su disposição dequd. Nesse contexto, existe um expressiv demnd oriund d necessidde de desenvolvimento e sustentbilidde do processo industril siderúrgico, num tenttiv de minimizr os impctos cusdos pel produção do ço, um vez que é inevitável que este procedimento ocorr sem gerções de resíduos industriis. Polítics empresriis têm se fundmentdo em ções de reciclgem, tecnologi de mteriis, desenvolvimento de produtos e estbelecimento de metodologis construtivs e processos executivos plicdos à indústri d construção civil, de form tecnicmente dequd, economicmente viável e mbientlmente corret. Visto que indústri d construção civil é um dos setores que mis impct o meio mbiente, devido o elevdo consumo de mtéri-prim. Sendo ssim, propost deste trblho é desenvolver um produto inovdor e uto-sustentável no mercdo d construção civil utilizndo um tipo de resíduo industril, escóri de ciri isent de mteriis metálicos, em substituição totl dos gregdos nturis n fbricção de concreto destindo à construção de pvimentos rígidos. 2. Memoril Descritivo Com o objetivo de desenvolver processos de engenhri sustentáveis e inovdores, que tendm demnds tuis e que representem vibilidde pr produtos e mteriis de bse tecnológic utilizdos n construção civil; prtir d 1

2 reciclgem resíduos sólidos provenientes d tividde de siderurgi, form produzidos gregdos de escóri de ciri isent de su frção metálic, em processo industril especilizdo. A prtir de então, form conduzidos ensios de crcterizção físic relciond à identificção ds crcterístics grnulométrics, teor de umidde, mss específic e mss unitári dos gregdos. A prtir dos resultdos obtidos, form dimensiondos três trços experimentis C10, C20 e C30 pr concreto convencionl e concreto com escóri, segundo prescrições ABNT, pr nálise e comprção do comportmento mecânico ds misturs endurecids. Um estudo de cso, presentndo reis possibiliddes de plicção e desenvolvimento em engenhri foi executdo incluindo tods s etps d construção do pvimento rígido de um ciclovi. O estudo inclui: preprção do subleito, crcterizção de mteriis, produção d mistur, moldgem, cur, pintur e liberção pr o tráfego. Decorrido um no, foi relizdo inspeções de cmpo pr controle de qulidde e nálises de mnifestções ptológics Crcterizção dos gregdos Cimento Portlnd O cimento Portlnd utilizdo n fbricção do concreto experimentl foi o cimento ARI-RS (resistente sulftos) - CP V Agregdos Os ensios de crcterizção dos gregdos form relizdos tnto pr os gregdos nturis (rei) como pr os gregdos rtificiis (escóri de ciri) Preprção ds mostrs e determinção d composição grnulométric Pr os gregdos nturis e rtificiis form relizdos ensios de determinção d composição grnulométric, NBR NM248/03. A colet ds mostrs e preprção de cordo com NBR NM26 e NBR NM27. 2

3 Ensio de mss específic Os procedimentos form executdos de cordo com NBR 9776/87 pr gregdo miúdo por meio do frsco de Chpmn. Pr gregdos grúdos, form definids msss específics ns condições sec e sturd, de cordo com NBR 9937/ Determinção d mss unitári no estdo solto O ensio de determinção d mss unitári pr gregdo em estdo solto foi relizdo de cordo com NBR 7251/ Teor de umidde O ensio pr determinção do teor de umidde ds mostrs foi relizdo de cordo com DNER ME 213/ Dosgem do concreto Utilizou-se pr dosgem dos trços de concretos C10, C20 e C30, produzidos com gregdos nturis e rtificiis, os 28 dis de idde, método Bolomey Ensios relizdos no concreto Determinção d consistênci O ensio de determinção d consistênci pelo btimento do tronco de cone foi relizdo de cordo com NBR NM67. Figur 1 - Determinção do Slump 3

4 Resistênci à compressão Anteriormente o ensio de compressão, os corpos-de-prov devem ser molddos e curdos de cordo com NBR 5738/94. O ensio de compressão de corpos-de-prov cilíndricos de concreto foi ensido segundo NBR 5739/94. Figur 2 - Ensio de resistênci à compressão Resistênci à trção n flexão O ensio de determinção d resistênci à trção n flexão de corpos-deprov prismáticos de concreto relizdo de cordo com MB 3483/91. Figur 3 - Ensio de trção n flexão 4

5 Módulo de elsticidde O ensio de determinção dos módulos estáticos de elsticidde relizdo segundo NBR 8522/03. Figur 4 - Determinção do módulo de elsticidde 2.4. Estudo de cso Ciclovi Pr plicção do concreto produzido com escóri em pvimento rígido em vis de tráfego intenso estudou-se preliminrmente crcterístics que dizem respeito à durbilidde do mteril sujeito às intempéries nturis e o seu desempenho o longo do tempo. Optou-se, portnto, pel construção de um ciclovi em Timóteo - MG, com 1000 metros de comprimento e 3,5m de lrgur. A construção deu-se ns seguintes etps: 1)Preprção d bse e colocção dos moldes de mdeir (figur 5); 2)Preprção d sub-bse, constituíd de gregdos de escóri com espessur de 10 centímetros e, ds junts de mdeir (figur 6); 3)Pvimentção d ciclovi com concreto de escóri, com cmd de oito centímetros de espessur e do tipo de pvimento de concreto simples, sem rmção e brrs de trnsferênci. Foi construído tmbém, dispositivos de drengem d vi (figur 7). Depois de sec, ciclovi recebeu pintur pr sinlizção horizontl d fix. (figur 8). 5

6 Figur 5 - Preprção d bse e Colocção dos moldes de mdeir Figur 6 - Preprção d Sub-bse e instlção ds junts de mdeir Figur 7 - Sistem de Drengem Figur 8 - Ciclovi sinlizd 3. APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS 3.1. Crcterizção dos gregdos A seguir serão presentdos os resultdos dos ensios de grnulometri, mss específic, mss unitári e teor de umidde relizdo nos gregdos de escóri (escóri 0-4mm, escóri 4 10mm e escóri 10-19mm) e nturis (rei e brit 0 e brit 1) Grnulometri Dos vlores encontrdos, encontr-se dimensão máxim do gregdo, o módulo de finur do mteril e curv de distribuição grnulométric. 6

7 Os resultdos referentes o ensio pr rei nturl estão expressos n tbel 1 e no gráfico 1, seguir. Tbel 1 - Arei Nturl Arei Nturl Módulo de Finur Dimensão Máxim 2,71 4,8 Arei Nturl tid e R 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0% 0, Diâmetro prtículs (mm) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% te n s P Zon ótim Zon utilizável Arei Nturl Gráfico 1 - Grnulometri Arei nturl Os resultdos referentes o ensio pr brit 0 e pr brit 1 estão expressos n tbel 2 e o gráfico 2, seguir. Tbel 2 - Brit 0 e Brit 1 Brit 0 e Brit 1 Módulo de Finur Dimensão Máxim Brit 0 6,24 12,5 Brit 1 7,

8 Brit 0 e Brit 1 0% 100% 10% 90% 20% 80% 30% 70% 40% 50% tid e R 60% 60% 50% 40% te n s P 70% 30% 80% 20% 90% 10% 100% Diâmetro prtículs (mm) 0% Fix 4,75-12,5 Fix 9,5-25 Brit 0 Brit 1 Gráfico 2 - Grnulometri brit 0 e Brit 1 Os resultdos referentes o ensio pr escóri 0-4-mm estão expressos n tbel 3 e o gráfico 3, seguir. Tbel 3 - Escóri de Aciri (0-4mm) Escóri de Aciri (0-4mm) Módulo de Finur Dimensão Máxim 2,9 4,8 8

9 Escóri 0-4mm tid e R 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 0% 0, Diâmetro prtículs (mm) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% te n s P Zon ótim Zon utilizável Escóri 0-4mm Gráfico 3 - Grnulometri escóri de ciri (0-4mm) Os resultdos referentes o ensio pr escóri 4-10mm e 10-19mm estão expressos n tbel 4 e o gráfico 4, seguir. Tbel 4- Escóri de Aciri 4-10mm e 10-19mm Escóri de Aciri 0-4mm, 4-10mm e 10-19mm Módulo de Finur Dimensão Máxim Escóri 4-10mm 5,4 9,5 Escóri 10-19mm 6,

10 Gráfico 4 Grnulometri escóri 4-10mm e escóri 10-19mm Mss específic O gráfico seguir present os resultdos encontrdos pr mss específic dos mteriis estuddos. Mss Específic 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,78 Escóri 0-4mm 2,66 Arei Nturl 2,73 2,73 2,49 2,71 Brit 0 Brit 1 Escóri 4-10mm 2,39 2,59 Escóri 10-19mm Sec Sturd Gráfico 5 - Mss específic Mss unitári O gráfico seguir present os resultdos encontrdos pr mss unitári 10

11 dos mteriis estuddos. Mss Unitári (g/cm3) 1,5 1,45 1,4 1,43 1,45 1,48 1,35 1,3 1,39 1,36 1,33 1,25 Escóri 0-4mm Arei Nturl Brit 0 Brit 1 Escóri 4-10mm Escóri 10-19mm Gráfico 6 - Mss Unitári Teor de umidde O gráfico seguir present os resultdos encontrdos pr o teor de umidde dos mteriis estuddos. Teor de Umidde ,2 % Escóri 0-4mm 5,2 Arei Nturl 6,3 4,6 3,4 Brit 0 Brit 1 Escóri 4-10mm 2,9 Escóri 10-19mm Gráfico 7 - Teor de Umidde 3.2. Crcterizção do concreto São presentdos os resultdos e nálises dos ensios de resistênci à compressão dos trços de concreto C10, C20 e C30 fbricdos com gregdos de escóri, denomindos RSS e com gregdos nturis, denomindos Conv. A prtir de um nálise comprtiv entre os trços, reltiv à vibilidde técnic e 11

12 econômic do concreto, levndo-se em considerção s solicitções de crg d ciclovi, foi seleciond o trço C20 pr construção d mesm. Assim, form relizdos ensios de trção n flexão e módulo de elsticidde com o respectivo trço Resistênci à compressão Os resultdos de resistênci do concreto convencionl e de escóri estão presentdos no gráfico 8, seguir. Resistênci x tempo (Escóri e Convencionl) C10 C20 C30 35,0 Resistênci (Fck) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 8,2 11,8 15,2 7,8 12,1 15,8 12,8 15,2 19,7 11,2 19,2 26,3 16,4 20,5 23,2 17,7 25,6 33,1 RSS Conv RSS Conv RSS Conv 3 dis 7 dis 28 dis Tempo (dis) Gráfico 8 - Comprtivo de resistênci Resistênci à trção n flexão Form molddos três corpos-de-prov e foi obtido um vlor de 2,9 MP pr o trço C20, os 28 dis. Abixo o limite ser obedecido superior 4,5 MP. No entnto, pr vi em questão, s crgs tuntes são bixs e, portnto, o vlor encontrdo tende os requisitos pr ess destinção Módulo de elsticidde Os resultdos de módulo de elsticidde do concreto convencionl e de escóri estão presentdos no gráfico 9, seguir. 12

13 Módulo de Elsticidde 30 (GP) ,75 20,03 22,38 24,08 26,29 27, C10 C20 C30 Concreto Escóri Concreto Convencionl Gráfico 9 - Módulo de Elsticidde 3.3. Controle de qulidde d ciclovi Após um no de construção d ciclovi, foi relizd um inspeção de cmpo pr nálise de possíveis ptologis que possm ter surgido durnte este período de utilizção. Não form encontrdos nenhum tipo de ptologi como mnchs superficiis, degrdção, flechs e pontos de desgregção de concreto. No entnto, lgums fissurs surgirm ns junts, como mostr s figurs seguir. Figur 9 e 10 - Fissurs ns junts 13

14 Figur 11 - Vi em perfeito estdo de utilizção Esse fto é explicdo devido o fto ds junts terem sido produzids com mdeir brnc. Provvelmente, mdeir bsorveu prte dá águ do concreto e eventulmente do solo, ou ind águs de precipitções pluviométrics, o que possibilitou ocorrênci de fissurs. 4 CONCLUSÃO 4.1. Qunto os gregdos resultdos obtidos pr nálise grnulométric, demonstrm estr, os gregdos de escóri de ciri, dentro dos limites estbelecidos pel NBR pr utilizção em misturs de concreto; resultdos obtidos pr mss específic do gregdo miúdo, demonstrrm ser escóri de ciri 4,5% mis pesd que rei nturl utilizd. resultdos obtidos pr mss específic do gregdo grúdo, demonstrrm ser os gregdos nturis 11,9% mis pesdos que os gregdos rtificiis. resultdos obtidos pr mss unitári do gregdo grúdo, demonstrrm ser os gregdos nturis, no estdo solto, 11,3% mis pesdos que os gregdos rtificiis. resultdos obtidos pr teor de umidde, demonstrrm ser os gregdos rtificiis mis higroscópicos que os gregdos nturis. 14

15 4.2. Qunto o concreto e plicção como pvimento Trços com menores teores de cimento (C10), produzidos com gregdos rtificiis presentm melhor desempenho mecânico que trços produzidos com gregdos nturis. Trços com miores teores de cimento (C30), produzidos com gregdos rtificiis presentm pior desempenho mecânico que trços produzidos com gregdos nturis Análise globl e vibilidde Produzir concretos de escóri consiste solução sustentável, mbientl, tecnológic e econômic, tnto pr obrs de engenhri qunto siderurgi. Concreto de escóri de ciri present vibilidde econômic, tendo em vist que 1 toneld de escóri cust de R$2,50; comprtivmente 1 toneld de gregdos nturis que present preço médio de R$40, REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS NORMALIZAÇÃO ABNT - Associção Brsileir de Norms Técnics NORMALIZAÇÃO DNITT Deprtmento Ncionl de Infrestrutur de Trnsportes Terrestres MEHTA, P.K.; MONTEIRO, P.M. Concreto: estrutur, proprieddes e mteriis. São Pulo: PINI, PADULA, F. R. G. ; PEIXOTO, Ricrdo André Fiorotti ; MAIA, Nilton d Silv ; ZILLE, H. R. B.. O uso de escóri de ciri em pvimento rígido. Reunião de pvimentção urbn. Ribeirão Preto - SP : RPU, PEIXOTO, Ricrdo André Fiorotti. Concreto de escóri de ciri. INPI , 10 bril