O uso de resíduos como finos na fabricação do Marco Antônio de Morais Alcântara Bruno Vendramini dos Santos 1
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
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
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
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
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
Tipos de finos utilizados no C.A.A: Fíler calcáreo. Metacaulim. Microsílica. Resíduos do agro-negócio calcinados. 7
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
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
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
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 0,289 2 0,84 0,62 0,01 0,35 0,9 0,589 0,310 3 1,06 0,71 0,013 0,5 0,9 0,540 0,284 4 1 0,71 0,01 0,4 0,9 0,542 0,285 5 1,07 0,74 0,012 0,45 0,9 0,535 0,281 11
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
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
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
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) 1 75 73 74 2 68 65 66,5 3 61 60 60,5 4 62 61 61,5 5 65 64 64,5 >60 <70 D 1 -D 2 <5 15
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 ) 1 18 2,19 2 4,5 2,01 3 2 2,12 4 5,2 2,09 5 14,2 2,05 16
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) 2 10 9 0,9 1 2 3 11 9 0,82 1 2 4 8,5 7,5 0,88 1 2 5 7,5 7,5 1 1 1,5 17
O uso de resíduos como finos na fabricação do Superplastificante/cimento: 0,007 Pó de pedra Diâmetros da superfície de espalhamento (cm) 60 62 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) 67 68 Observação 3: Composição estável sob o ponto de vista da segregação. = 4,1% Observação 4: Massa específica aparente: 2,23 g/cm 3 18
Ensaios mecânicos: cinzas de bagaço de cana Composição Resistência à compressão simples ( MPa) Valor médio Desvio padrão 1 18,2 0,11 2 13,9 0,63 3 12,30 0,57 4 10,5 0,61 5 11,0 0,6 19
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
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
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
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