• Peneiramento

• Retirada da fração metálica

Processamento das escórias

• Física

• Química

Caracterização dos agregados

• Física

• Mecânica

Caracterização das barras

• C20

• C40

Dosagem do

concreto • Física

• Mecânica

Caracterização do concreto

• Pull out test

• Conformaçãosuperficial

Teste deaderência • Resíduos

sólidos

Classificação ambiental

XXIII Seminário de Iniciação Científica

Ouro Preto - MG - Brasil

Aderência de barras de aço em concreto sustentável

Ellen Cristine Pinto da Costa¹; Bárbara Ponciano de Souza²; Ricardo André Fiorotti Peixoto³;

¹ Bolsista PROBIC; ² Co-orientadora; ³ Orientador;

Laboratório de Materiais de Construção Civil, campus UFOP, Bauxita, Ouro Preto – MG/BR

ellencosta425@gmail.com

Agradecimentos:

FAPEMIG, CNPQ, UFOP, PROPP, Grupo de pesquisa RECICLOS e Fundação Gorceix pelo apoio e fomento concedidos.

METODOLOGIARESUMO

Ao utilizar do conceito de sustentabilidade, considerando o melhor aproveitamento da matéria-prima e a

reciclagem de resíduos sólidos, a proposta de trabalho apresentada tem como objetivo analisar os

aspectos técnicos e ambientais dos concretos armados com substituição integral dos agregados naturais

por agregados artificiais obtidos do pós-processamento de escória de aciaria, através da verificação de

sua aderência a barras de aço. Para isso, foram realizados, inicialmente, ensaios de caracterização física

e química de amostras de escória de aciaria e, posteriormente, a caracterização física e mecânica das

barras de aço. Os resultados encontrados mostraram-se favoráveis à aplicação de escória de aciaria na

produção de concreto armado de cimento Portland, apresentando propriedades semelhantes aos

concretos armados convencionais. Criando assim ambiente favorável à sustentabilidade das construções

brasileiras, tornando-as mais econômicas.

INTRODUÇÃO

Assim como qualquer intervenção realizada pelo homem, a construção civil pode ser agente de diversos

impactos, sejam eles ambientais, sociais ou econômicos. A indústria da construção civil apresenta-se

como um dos setores com maior índice de impactos ambientais, principalmente, devido ao elevado

consumo de matéria-prima natural, manutenção e operação dos edifícios. Sendo o concreto um dos

materiais mais utilizados no mundo, destaca-se o elevado consumo de matérias-primas naturais, a citar

areia, pedra, cascalho moído e água potável, além do grande volume de extrações de rochas associado a

elevada emissão de CO2.

Ao considerar o volume de extração de matérias-primas naturais, aliado ao grande descarte de resíduos

sólidos industriais, baseando-se no conceito de sustentabilidade, surge a proposta de substituir

integralmente os agregados naturais por agregados artificiais, dado que o concreto é capaz de incorporar,

como material constituinte, resíduos provenientes da indústria siderúrgica. Após uma breve abordagem

desses resíduos, optou-se pelos obtidos do pós-processamento de escória de aciaria, devido ao grande

volume de subprodutos gerados a partir do processo produtivo do aço, o qual, assim como o cimento, é

um componente imprescindível para a construção civil. Dessa forma, enfoca-se a sustentabilidade voltada

para o ambiente construído, desde as etapas de concepção de um projeto até sua execução, visando o

aumento da vida útil das construções através da redução do desperdício e do aproveitamento de

resíduos.

Analisar os aspectos técnicos e ambientais dos concretos armados com substituição integral dos

agregados naturais por agregados artificiais, obtidos do pós-processamento de escória de aciaria, através

da verificação de sua aderência a barras de aço.

Cimento Portland

(CP V - ARI)

Água potávelEscória de Aciaria LD

(0-4,8 mm; 4,8-9,5 mm; 9,5-12,5 mm)

Barras de aço

(tipo CA)

Concreto armado sustentável

MATERIAIS

OBJETIVO

• Propriedades físicas . NBR 7480:2007

• Propriedades elasto-mecânicas . NBR 7480:2007

• Análise granulométrica . NBR NM 248:2003;

• Massa específica dos agregados miúdos . NBR NM 52:2009;

• Massa específica dos agregados graúdos . NBR NM 53:2009;

• Massa unitária . NBR NM 45:2006;

• Material pulverulento . NBR NM 46:2003;

• Teor de umidade . NBR 9939:2011;

• Umidade superficial . NBR 9775:2011;

• Absorção de água . NBR NM 30:2001;

• Morfologia por estereoscópio;

• Espectrometria de fluorescência de raios X (FRX).

Propriedades no estado fresco:

• Abatimento . NBR NM 67:1998;

• Massa específica . NBR 9833:2008;

• Teor de ar incorporado . NBR NM 47:2002;

Propriedades no estado endurecido:

• Absorção de água . NBR 9778:2005;

• Índice de vazios . NBR 9778:2005;

• Massa específica . NBR 9778:2005);

• Resistência à compressão . NBR 5739:2007;

• Tração por compressão diametral . NBR 7222:2011;

• Módulo de elasticidade estático . NBR 8522:2008;

• Módulo de elasticidade dinâmico

NBR 8802:2013 . ASTM C215-08.

• Pull out test: ensaios de arrancamento

RILEM/CEP/FIP RC6 – 1983;

• Conformação superficial . NBR 7480:1982.

• Produção dos concretos . NBR 12821:2009.

• Estabilização dos óxidos de cálcio e magnésio, por ciclos de molhagem e revolvimento.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

CONCLUSÕES

Como conclusões mais relevantes:

• O processamento da escória de aciaria se mostrou eficiente e passível de ser aplicado em grande

escala, tornando possível a produção de agregados artificiais fisicamente parecidos aos naturais, os

quais se diferenciam apenas pela porosidade e rugosidade;

• O dimensionamento das dosagens, adotando-se o método ABCP, atingiu as resistências à compressão

previstas;

• As análises físicas dos concretos apresentaram maiores índices de vazios nos concretos de escória,

mas, em relação às propriedades mecânicas, os concretos, de escória e convencional, mostraram-se

parecidos;

• As barras com diâmetros maiores geraram tensões de aderência superiores, mas em relação aos

concretos, ambos apresentaram tensões de aderência próximos;

• Atende à necessidade de se adotar processos mais sustentáveis e responsáveis, agregando valor

ambiental a arquitetura brasileira e as estruturas da construção civil, uma vez que ainda não existem

muitas pesquisas direcionadas à incorporação de resíduos em estruturas;

• Corrobora com a redução de rejeitos descartados no meio ambiente, bem como da extração de

agregados naturais e da emissão de gases CO2 envolvida nesses processos.

18,55

13,81 13,75

8,62

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

ELD 20 NAT 20 ELD 40 NAT 40

A (%

)Iv (

%)

Iv A

2,462,24

2,472,29

2,65

2,38

2,622,39

3,02

2,60

2,91

2,53

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

ELD 20 NAT 20 ELD 40 NAT 40

(g/c

m³) ρs

ρsat

ρr

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

50,00

55,00

3 Dias 7 Dias 28 Dias

MP

a

Idade

ELD 20

NAT 20

ELD 40

NAT 40

2,50

2,70

2,90

3,10

3,30

3,50

3,70

3,90

4,10

4,30

3 Dias 7 Dias 28 Dias

ELD 20

NAT 20

ELD 40

NAT 40

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ten

são

de

ad

ere

nci

a (M

Pa)

Deslocamento (mm)

8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ten

são

de

ad

erê

nci

a (M

Pa)

Deslocamento (mm)

8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ten

são

de

ad

erê

nci

a (M

Pa)

Deslocamento (mm)

8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ten

são

de

ad

erÊ

nci

a (M

Pa)

Deslocamento (mm)

8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm

Agregado miúdo ELD Agregado miúdo NAT

Agregado graúdo ELD Agregado graúdo NAT

Composição dos traços em massa

Absorção de água e índice de vaziosMassa específica – estado endurecido

Resistência à compressãoResistência à tração por compressão

diametral

ELD 20 NAT 20

TE

NS

ÕE

S D

E A

DE

RÊ

NC

IA

ELD 40 NAT 40

Escória de alto-forno

37%

Escória de aciaria

29%

Outros15%

Pós finos14%

Lamas5%

RESÍDUOS DASIDERURGIA

95%

50%

5%

50%

ESCÓRIA D E A LTO -FORNO ESCÓRIA D E A CIA RIA

UTILIZAÇÃO ECONÔMICA

Utilizada Descartada

(IABr, 2014)

Destinação inadequada de resíduos.

Aplicação de resíduos siderúrgicos em concretos

armados sustentáveis.

Em 2013, para cada tonelada de aço produzida

gerou-se 594 kg de coprodutos e resíduos, dos

quais:

RESÍDUO

17,7 milhões de toneladas

Concretos

produzidos com

escória de

aciaria

Concretos

produzidos com

agregados

naturais

CLASSE II A – não inerte

Composição principal:

• CaO (37-40)%;

• SiO2 (10-26)%;

• Al2O3 (2-7)%;

• MgO (2%). Fisicamente semelhantes ao

agregados naturais (areia e brita).

• Massa específica;

• Massa aparente;

• Absorção de água;

• Percentual de

pulverulentos.

Dentro dos

limites

normativos.

AGREGADOS

DE ESCÓRIA

• Variação de massa linear;

• Tensão de escoamento;

• Tensão máxima.

BARRAS DE

AÇO

• Classificação de resíduos

sólidos NBR10004:2004

.