55CBC2013 - Bruno Et Al

ANAIS DO 55 CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO CBC2013 55CBC 1

CONFECO DE CONCRETO AUTOADENSAVEL COM A UTILIZAO DO RESDUO PROVENIENTE DO BENEFICIAMENTO DE GRANITO E

MRMORE

MAKING SELF-COMPACTING CONCRETE WITH WASTE FROM THE PROCESSING OF MARBLE AND GRANITE

Thyciano Sangalli(1), Bruno Gindri Brites(2), Matheus Piazzalunga Neivock(3), Sidiclei Formagini(4)

(1) Engenheiro Civil, Curso de Engenharia Civil, [email protected]

(2) Aluno,Curso de Engenharia Civil, [email protected] (3) Professor Mestre, Curso de Engenharia Civil, [email protected]

(4) Professor Doutor, Curso de Engenharia Civil, [email protected]

Curso de Engenharia Civil, Universidade Anhanguera Uniderp Fone: (67) 3348-8222 Rua Cear, 333, Miguel Couto, Campo Grande, MS, Caixa Postal 2153 - CEP 79003-010

Resumo

A utilizao de resduos provenientes da industrializao de produtos da construo civil apresentada como uma eficiente forma para reduo do impacto ambiental, pois leva em conta que a Construo Civil uma atividade que utiliza elevadas quantidades de recursos naturais. Por esta razo, esta atividade se mostra como um apropriado e eficiente meio para a reutilizao e reciclagem destes resduos. O beneficiamento dos blocos de granitos e mrmores gera uma grande quantidade de material pulverulento que pode ser reutilizado. Cerca de at 30% do bloco da rocha demudado em p, que na maioria das vezes acaba sendo descartado na natureza como lixo, sem o devido cuidado ambiental. Neste trabalho, foram confeccionados traos de concreto auto adensvel (CAA) utilizando este material. Os resultados demonstram que possvel a obteno de um CAA com a utilizao deste resduo, sendo este classificado de acordo com a NBR 15823/2010, nas seguintes classes: SF2 (espalhamento), PL2/PJ2 (caixa L) e VS1/VS2 (funil V). Aos 28 dias obteve-se resistncia mecnica a compresso de 43 MPa, o que demonstra o potencial deste material. Conclui-se que este material pode ser uma alternativa interessante para a confeco de CAA, sendo necessrio, portanto, novos estudos sobre resistncia mecnica, durabilidade e concentrao deste na composio final do trao. Palavra-Chave: Concreto auto adensvel, caa, mrmore, granito, resduo.

Abstract

The use of waste from the manufacturing of construction products is presented as an efficient way to reduce the

environmental impact, because the construction activity is an activity that uses large amounts of natural resources. For

this reason, this activity shows up as an appropriate and efficient way for the reuse and recycling of waste. The

processing of blocks of granite and marble generates a large amount of powdery material that can be reused.

Approximately 30% of the rock block is transformed into powder, which most often ends up being discarded as waste

in nature, without due environmental care. In this work, were fabricated self-compacting concrete (SCC) mixtures

(SCC) using this material. The results demonstrate that it is possible to obtain a SCC using this residue, which is

classified according to ABNT NBR 15823/2010, as the following classes: SF2 (flow test), PL2/PJ2 (L box) and

VS1/VS2 (V funnel). At 28 days there was obtained a compressive strength of 43 MPa, thus demonstrating the potential

of this material. It is concluded that this material can be an interesting alternative for the preparation of SCC, being

necessary, further studies on mechanical strength, durability and concentration of this material in the final mixture.

Keywords: Self-compacting concrete, scc, marble, granite, waste


1. Introduo

Com avano do setor da construo civil no Brasil cresce o uso das matrias

primas, o que leva o setor a procurar novos materiais e novas tecnologias para suprir a

demanda do mercado, podendo ser estes produtos oriundos do mesmo como o caso do

bloco verde e das indstrias que podem ser a slica ativa, escria de alto forno, casca de

arroz. Esse crescimento em 2010 representou aproximadamente 15,5% do PIB brasileiro,

e apesar de toda a sua importncia, esta parte da economia muito atrasada, com baixos

ndices de produtividade e gerador de cerca de 25% de resduos. O p mrmore e o p de

granito so uns dos materiais descartados pela indstria e que j apresentam estudos

realizados nesta rea e mostram que estes resduos de atividades do seu beneficiamento

podem ser utilizados na construo civil como substituio ou incorporao, reduzindo

impactos ambientais decorridos da produo, bem como a destinao do descarte deste

material. Com construes cada vez maiores e esbeltas foi preciso buscar mais formas e

tcnicas de adensamento e compactao do concreto, que so para o caso de uma

estrutura com uma grande quantidade de armadura que dificulta o seu acesso e que torna

cada vez mais difcil garantir a qualidade do produto final.

Os produtos cimentcios so um dos materiais mais importantes de toda a

histria, pois s com eles foi possvel a execuo de grandes obras da civilizao. A

explicao para essa constatao simples e ISAIA define como:

a natureza forneceu matrias-primas abundantes e o homem, pela sua inerente capacidade de elaborar relaes de causa-efeito, estabeleceu interaes entre as necessidades existentes e as possibilidades de aplicao que esses materiais disponibilizaram para soluo de seus problemas imediatos (ISAIA, 2005).


Cetin (1997) e Terzi Karasahin (2003) tambm confirmam que os resduos do p

de mrmore podem ser utilizados como material para construo de um asfalto de baixo

trfego. Resduos de mrmore podem atender a demanda de agregados para as

aplicaes da construo civil (Zorluer, 2003).

Portanto, a utilizao deste resduo na construo civil constitui uma resposta

inteligente na melhoria da gesto ambiental. De um modo geral, a utilizao destes

resduos vem crescendo em todo o mundo. Geralmente, a adio do fler do mrmore e

granito proporciona concretos de melhor desempenho, tanto no estado fresco,

relacionado trabalhabilidade, como endurecido, relacionado resistncia. CAA

(concreto autoadensvel) uma evoluo do concreto tradicional no qual est associada a

vantagens, como por exemplo, a alta capacidade de fluidez, coesividade e resistncia

segregao em seu estado fresco, e alta capacidade de preenchimento das formas,

mesmo na presena de altas taxas de armadura e sem vibrao.

Essa busca por produtos inovadores deve ter luz do conceito de desempenho, a

adio do p de mrmore ao concreto auto adensvel visa melhorar a qualidade e o seu

desempenho. Diante desse contexto, a substituio deste resduo favorece a produo de

um CAA, que tornar o elemento mais denso e com mnimos vazios, dificultando que

agentes nocivos externos ataquem o material.

No territrio brasileiro existem grande reservar de mrmores, granitos e outras

rochas ornamentais, com os mais variados aspectos estticos. De acordo com Filho e

Rodrigues (1990), em relao a produo destes materiais pode-se destacar os estados

do Esprito Santo, Minas Gerais, So Paulo, Mato Grosso do Sul, Rio de Janeiro, Bahia,

Cear e Paraba Dentre os estados produtores.

Deve-se ressaltar aps a lavra das rochas, o material bruto, deve ainda passar

por uma etapa de beneficiamento, este processo fabril, transforma as rochas em placas,

ladrilhos e outros produtos para o consumo final da indstria da construo civil e demais

envolvidos. Esta etapa de transformao pode ocasionar a perda de cerca de 30% da

massa inicial, sem incluir nesta estimativa os rejeitos provenientes ainda da etapa de

polimento. (NEVES, 2002)


1.1 Objetivos

Como demonstrado, o estado de Mato Grosso do Sul figura no cenrio nacional

entre os maiores produtores de mrmore e pedras ornamentais, por esta razo justifica-se

o estudo do emprego dos resduos gerados por esta indstria.

O objetivo deste trabalho demonstrar que possvel a produo de CAA com a

utilizao de resduo do beneficiamento mrmore e granito (RBMG) e caracterizar as

propriedades deste nos estados fresco e endurecido.

2. Programa Experimental

Esta pesquisa utiliza um trao j dosado e caracterizado por Alcntara (2012) e

Carvalho (2012) de acordo com o mtodo de Gomes, Gettu e Agull, (GOMES; BARROS,

2009), onde confeccionaram traos de CAA contendo cinza volante, slica ativa e com

carter inovador, utilizaram os agregados regionais disponveis no municpio de Campo

Grande, MS. Dentre estes agregados pode-se destacar a areia lavada disponvel na

regio que apresenta mdulo de finura de 0,95 a 1,15 e dimenso mxima mdia de

1,2mm.

O CAA confeccionado neste trabalho prope substituio total do particulado fino

(cinza volante e slica ativa) utilizados nos trabalhos citados pelo RBMG e adequao do

trao, para obteno do carter autoadensvel do concreto final. Esta substituio ser

realizada em funo de semelhana granulomtrica, entre os particulados utilizados por

Alcntara (2012) e Carvalho (2012) e o RBGM. Aps substituio sero realizados

ensaios de resistncia a compresso, espalhamento, caixa L e funil V, para

caracterizao do concreto produzido.

Como limitao do estudo foi utilizado RBMG fornecido por uma nica empresa,

caracterizando-se assim apenas um lote, com o intuito de aumentar a preciso e


homogeneidade dos resultados, minimizando, portanto, as variveis independentes da

pesquisa.

Os demais materiais utilizados foram o Cimento Portland CP II F 32 (Ita, saco de

50 kg), areia de quartzo natural lavada (minerao Campo Grande) e brita 0 de origem

basltica (minerao Campo Grande).

O aditivo qumico escolhido foi o Tec-Flow 7000 (Rheoset), aditivo

superplastificante de terceira gerao, cujo objetivo reduzir a relao gua/cimento e

melhorar a trabalhabilidade, tornando o concreto autoadensvel. A caracterstica do

aditivo est representado no quadro 1.

Quadro 1 Dados tcnicos do aditivo superplastificante TEC-FLOW 7000

Principal funo Superplastificante

Base qumica Policarboxilatos

Aspecto Lquido

Cor Castanho Claro

Densidade 1, 095 0,02% g/cm

Teor de Slidos 36,0% 2,0%

Fonte: Rheoset Indstria e Comrcio de Aditivos Ltda.

2.2 Ensaios

Neste trabalho foram determinadas as massas especficas do cimento, agregados

mido e grados conforme NBR NM 23 (ABNT, 2000), NBR NM 52 (ABNT, 2003) e NBR

NM 53 (ABNT, 2003) respectivamente, e a granulometria do RBMG de acordo com a NBR

NM 248 (ABNT, 2003).


Quanto ao CAA, foram escolhidos 3 (trs) ensaios para serem realizados com o

concreto no estado fresco e 1 (um) no estado endurecido, so eles:

a) Ensaio de espalhamento, a fim de avaliar o autoadensamento do concreto, de

acordo com a NBR 15.823-2 (ABNT, 2010);

b) Caixa L, a fim de avaliar a capacidade de passar por obstculos e analisar a

capacidade de fluidez, de acordo com a NBR 15.823-1 (ABNT, 2010) e NBR 15.823-4

(ABNT, 2010);

c) Funil V, a fim de caracterizar a viscosidade e a capacidade de fluidez, de

acordo com a NBR 15.823-1 (ABNT, 2010) e NBR 15.823-5 (ABNT, 2010);

d) Ensaios de compresso (para as idades de 3, 7, 14, 21 e 28 dias) de acordo

com a NBR 5739 (ABNT, 1994) e NBR 5738 (ABNT, 1994).

3. Resultados

3.1 Massa Especfica

Os ensaios foram feitos de acordo com os procedimentos estabelecidos pelas

normas tcnicas vigentes e foram compilados no quadro 2.

Quadro 2 Massas especficas dos materiais utilizados.

Material (g/cm) Mtodo de ensaio

Cimento Portland CP II F 32 (Ita) 3,05 ABNT NBR NM 23

RBMG 2,88 ABNT NBR 52

Areia natural 2,63 ABNT NBR 52

Brita zero 2,94 ABNT NBR NM 53

Fonte: SANGALLI, 2012


3.2 Granulometria do RBMG

O grfico 1 mostra a curva granulomtrica do RBMG.

Grfico 1- Curva Granulomtrica do RBMG


3.3 Apresentao e Adaptao do Trao

O trao base para este trabalho apresentado no quadro 3, entretanto vlido

ressaltar que este trabalho prope a substituio total da cinza volante por RBMG.

Quadro 3 Trao base do CAA

MATERIAL Kg/m

Cimento CPII E 32 ITA 347,44

Cinza Volante Pozofly 122,50

Areia 814,80

Brita 0 936,50

Aditivo Tec-Flow 7000 3,02

gua 156,34


Fonte: Alcntara, 2012

No primeiro ensaio com a substituio acima proposta, ou seja, utilizando os

mesmo parmetros estabelecidos pelo autor citado, o concreto no apresentou reologia

adequada para ser classificado como um CAA, mesmo aps a correo do trao com a

adio de 1/3 a mais da gua inicialmente proposta. O que demonstra que o agregado

utilizado consome mais gua, provavelmente devido a uma elevada rea superficial, uma

vez que os componentes do RBMG no apresentam elevada porosidade. A figura 1

demonstra o teste de espalhamento da primeira substituio proposta.

Figura 1 Teste de espalhamento do trao padro


Aps o primeiro resultado optou-se pelo aumento na dosagem do aditivo

superplastificante e manuteno da quantidade de gua j estabelecida pelo trao inicial.

Na segunda tentativa, foram adicionados 4,0 kg/m ao invs dos 3,02 kg/m inicialmente

propostos.

Este novo trao apresentou exsudao, consequentemente a pasta no

apresentou consistncia adequada para arrastar os agregados, ficando a grande maioria

concentrada no centro da placa, conforme pode ser verificado na figura 2, aps o teste de

espalhamento.


Figura 2 Teste de espalhamento com excesso de aditivo


Desta forma, ficou estipulado que a quantidade de aditivo estaria entre 3,02 kg/m

e 4,0 kg/m. A prxima tentativa foi adicionando 3,2 kg/m. Houve pouca mudana com

relao fluidez se for comparado primeira tentativa. Nas duas tentativas seguintes,

com adio de 3,2 kg/m e 3,4 kg/m e a pasta apresentou maior fluidez, entretanto ainda

no atendeu aos 55 cm mnimos estabelecidos em norma.

Para a adio de 3,7 kg/m, o teste de espalhamento acabou por superar os 55

cm de dimetro que requerido pela norma, conforme mostra figura 3.

Figura 3 Teste de espalhamento do CAA



Desta forma, ficou estipulado o seguinte trao para esta pesquisa, apresentado no

quadro 4.

Quadro 4 Trao do CAA com RBMG

MATERIAL Kg/m

Cimento CPII E 32 ITA 347,44

RBMG 122,50

Areia 814,80

Brita 0 936,50

Aditivo Tec-Flow 7000 3,70

gua 156,34

Fonte: Sangalli, 2012

3.4 Caracterizao do Concreto

Foram realizados ensaios de espalhamento, Caixa L e Funil V, para determinar

as propriedades no estado fresco, ensaios de resistncia compresso, para avaliao

no estado endurecido.

3.4.1 Ensaio de Espalhamento

No ensaio de espalhamento, o concreto ficou dentro da faixa necessria para ser

considerado autoadensvel, tendo como resultado mdio um espalhamento de 660 mm

num tempo de aproximadamente 5 segundos. Conforme norma, para o concreto ser

considerado auto adensvel, o mnimo de espalhamento 550 mm. Portanto

considerado como auto adensvel com base neste ensaio, sendo classificado segundo a

norma como um concreto SF2.


A figura 4 mostra detalhes do espalhamento do concreto, mostrando que no

houve exsudao, segregao ou acmulo de agregados no centro.

Figura 4 Detalhe do Teste de Espalhamento


3.4.2 Ensaio de Fluidez na Caixa L

O segundo ensaio foi a caixa L, para o concreto apresentar caractersticas

satisfatrias de habilidade passante, este concreto deve estar posicionado entre 8 e 10

mm da relao entre a altura h2 e altura h1. O trao do presente trabalho apresentou para

esta relao o valor de 8,2 mm. A caixa L possui trs barras de 12,5 mm e vista na

figura 5. O concreto analisado passou no segundo item para ser considerado um CAA e

foi caracterizado como PL2/PJ2.

Figura 5 Caixa L



3.4.3 Ensaio de Viscosidade e Fluidez do Funil V

O ltimo ensaio foi o funil V (figura 6), que fornece um parmetro sobre a fluidez

do concreto, este foi aprovado como CAA na ultima etapa, pois fluiu aproximadamente em

seis segundos e o limite era de at 25 segundos, nesta etapa o concreto classificado

com VS-1/VF-1.

Figura 6 Funil V


O quadro 5 compila as informaes obtidas ao final de cada ensaio.

Quadro 5 Trao do CAA com RBMG

Mtodo de ensaio Classe de Viscosidade

Espalhamento SF2

Caixa L PL2/PJ2

Funil V VS-1/VF-1


3.4.4 Ensaio de Resistncia a Compresso

O desempenho mecnico do concreto foi analisado atravs de rompimento de 10

corpos de prova para cada idade, a fim de estabelecer uma curva de resistncia mdia e

calcular o desvio padro. Os resultados so apresentados na tabela 1.


Tabela 1 Resistncia compresso

Idade

(dias)

Resistncia Compresso (MPa) Desvio

padro 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3 26,74 22,91 28,01 27,75 27,50 27,62 27,25 26,74 27,50 27,88 1,4957

7 38,20 33,10 37,81 37,68 38,45 33,74 38,83 38,70 38,75 38,70 2,1188

14 39,47 39,47 39,47 39,72 34,37 38,96 39,47 39,21 39,47 39,21 1,5972

21 41,38 40,74 40,48 39,97 39,97 40,74 40,74 40,48 40,99 40,10 0,4553

28 44,31 43,54 43,29 44,56 38,20 43,29 42,14 42,65 42,01 43,29 1,7908

Fonte: SANGALLI 2012

Os valores mdios de resistncia compresso so apresentados no quadro 6.

Quadro 6 Resistncia Mdia

Idade (dias) Resistncia compresso mdia (MPa)

3 27,50

7 38,32

14 39,47

21 40,61

28 43,29


Para estado endurecido o CAA e o concreto convencional podem se diferenciar

principalmente por causa do lanamento do concreto no estado fresco, onde as falhas de

adensamento podem influenciar na qualidade final do concreto convencional.

4. Concluso

O trabalho demonstrou que possvel a obteno de CAA com a incorporao de

RBMG, entretanto necessrio um cuidado adicional no controle dos teores de aditivos

qumicos e na relao gua/cimento.


O CAA produzido atende s premissas da sustentabilidade, por possuir em sua

composio o RBMG, que caracterizado com um resduo industrial, podendo ser

incorporado como mais uma opo de adio mineral na indstria da construo civil, por

exemplo, na substituio ao cimento.

Ao produzir o CAA com o trao padro estabelecido por Alcntara (2012) e

Carvalho (2012), os resultados iniciais no foram satisfatrios, entretanto aps a

modificao do mesmo, o espalhamento atingiu 650 mm de dimetro com tempo de

aproximadamente 5 segundos, na caixa L, o concreto auto adensvel teve o ndice

h2/h1 de 8,2 mm, obtendo a fluidez prevista em norma e no que diz respeito ao funil V, o

tempo do fluxo chegou prximo de 6 segundos.

Quanto a resistncia compresso, o concreto ultrapassou a marca de 43 MPa

aos 28 dias e apresentou uma adequada trabalhabilidade para moldagem dos corpos de

prova. Estudos indicam que a utilizao de p de mrmore e granito reduz em 70% a

penetrao de ons cloreto.

O objetivo geral de obter concreto autoadensvel, utilizando o resduo RBMG foi

atingido. Segundo a NBR 10823 (ABNT, 2010), o material produzido neste estudo pode

ser utilizado em paredes, paredes diafragma, pilares, pilares vigas, lajes, pr-moldados e

concreto aparente, adequado para elementos estruturais que requerem alta densidade

de armaduras e embutidos, mas exige controle da segregao e exsudao.

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