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UNIVERSIDADE CEUMA CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO TURMA: 670431 EQUIPE: 01 SEMINÁRIO SOBRE EPS – Concreto Leve NOME Visto/Nota 1. Aline Cristina Torres dos Santos 2. Andressa Oliveira Nascimento 3. Carlos Alberto R. Mesquita Filho 4. Deyse Correa Lima 5. Felipe Correia Magalhães 6. Hellson Lucas A. do Nascimento 7. Jairo Souza Rodrigues 8. João Luiz Ramos Teixeira Junior 9. Lídia do Nascimento Nery 10. Luis Gustavo Oliveira 11. Luiz Gabriel dos Santos Fialho 12. Max Welley Oliveira São Luís Maio – 2014

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  • UNIVERSIDADE CEUMA CURSO DE GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

    PR-REITORIA DE GRADUAO

    TURMA: 670431

    EQUIPE: 01

    SEMINRIO SOBRE EPS Concreto Leve

    NOME Visto/Nota

    1. Aline Cristina Torres dos Santos 2. Andressa Oliveira Nascimento 3. Carlos Alberto R. Mesquita Filho 4. Deyse Correa Lima 5. Felipe Correia Magalhes 6. Hellson Lucas A. do Nascimento 7. Jairo Souza Rodrigues 8. Joo Luiz Ramos Teixeira Junior 9. Ldia do Nascimento Nery 10. Luis Gustavo Oliveira 11. Luiz Gabriel dos Santos Fialho 12. Max Welley Oliveira

    So Lus

    Maio 2014

  • SEMINRIO DE CINCIA DOS MATERIAIS UNIVERSIDADE CEUMA PRO-REITORIA DE GRADUAO ENGENHARIA CIVIL

    EPS Concreto Leve

    Aline Cristina Torres dos Santos Andressa Oliveira Nascimento Carlos Alberto R. Mesquita Filho Deyse Correa Lima Felipe Correia Magalhes Hellson Lucas A. do Nascimento Jairo Souza Rodrigues Joo Luiz Ramos Teixeira Junior Ldia do Nascimento Nery Luis Gustavo Oliveira Luiz Gabriel dos Santos Fialho Max Welley Oliveira

    Universidade CEUMA, email da turma: [email protected]

    Resumo: No campo da construo civil, a reutilizao de resduos diversos como matria-prima de vrios materiais

    vem ganhando espao. Neste contexto, o presente trabalho teve o objetivo de estudar a viabilidade da reutilizao de

    resduos de EPS na produo de concreto leve, em substituio parcial ao agregado grado convencional. Foram

    moldados, sistematicamente, 10 corpos-de-prova cilndricos de dimenses 10x20cm (dimetro e altura,

    respectivamente), desses corpos-de-prova, todas as amostras foram submetidas a ensaio de resistncia compresso e

    somente 5 ao ensaio de absoro de gua. Os resultados permitiram uma comparao entre a resistncia compresso

    do concreto leve de EPS com outros tipos de concretos, a saber: fibrocimento, EPS e PET. Comparando a resistncia a

    compresso, procurando comprovar que o EPS, apresenta considervel resistncia compresso podendo ser usado

    em qualquer ramo da construo convencional que no exija grandes esforos. Apesar de o concreto leve custar mais

    que o concreto de peso normal, a estrutura pode custar menos como resultado da reduo do peso prprio e do custo

    menor para fundaes. As principais vantagens tcnicas trazidas pelo uso de resduos de EPS so as seguintes:

    possibilidade da produo de peas de concreto mais leves, resistncia ao fogo, boa resistncia compresso e

    capacidade isolante e trmica. A finalidade desta pesquisa a produo e analise de concreto leve para produo de

    blocos de vedao, utilizando EPS (isopor) na composio de concreto leve, em substituio parcial ao agregado

    grado comumente usado em sua confeco, atendendo s exigncias tcnicas previstas em normas da ABNT

    (Associao Brasileira de Normas Tcnicas). Analisando ensaios tcnicos, possibilitando a avaliao das suas

    propriedades, respeitando os padres mnimos de desempenho. Podendo concluir que vivel a reutilizao de

    resduos de EPS como material constituinte do concreto, destacando-se suas vantagens tcnicas e solues ambientais

    advindas de sua reutilizao para tal finalidade.

    Palavras-chave: Concreto leve, Blocos de vedao, Eps, Ensaios Tecnicos.

    1. INTRODUO

    Nas obras de concreto, o peso prprio representa uma grande parcela das aes totais na estrutura, e a reduo da massa especfica torna-se de grande interesse. Assim o concreto leve apresentado atualmente como um material de construo utilizado em todo o mundo, com aplicao em diversas reas da construo civil.

    A ampla utilizao desse material deve-se especialmente aos benefcios promovidos pela diminuio de sua massa especfica, como a reduo de esforos na estrutura e na infraestrutura das edificaes, a economia com frmas e cimbramentos, pela reduo das solicitaes, em comparao com concretos convencionais, bem como a diminuio dos custos com transporte e montagem de construes pr-fabricadas, pela reduo no peso dos materiais manuseados e aumento da produtividade.

    Atualmente, o concreto leve de EPS empregado em situaes que no objetivam funo estrutural, uma vez que a norma no prev sua aplicao para tal finalidade. Sendo assim, utilizado na fabricao de blocos para vedao, regularizao de superfcies, envelopamento de tubulaes, isolante trmico, entre outros.

  • Sem i n r i o de C i nc i a d o s M a t e r i a i s do c ur s o d e E n ge n h ar i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e C e um a.

    A aplicao do poliestireno expandido (EPS) na construo civil est cada vez maior, para diversos casos, devido

    sua baixa densidade, resistncia a fogo, boa resistncia compresso e capacidade de isolamento trmico. O volume de resduos de EPS gerado vem se constituindo em grande preocupao, buscando-se possveis aplicaes deste material em concretos e argamassas, verificando as alteraes nas propriedades e apresentando possibilidade de utilizao como concreto para contra piso e blocos de argamassa com ou sem funo estrutural.

    2. REVISO BIBLIOGRFICA

    2.1. EPS

    O Poliestireno Expandido (EPS) e uma espuma formada a partir de derivados de petrleo. E um plstico celular rgido, onde seu produto final so perolas de at 3 milmetros de dimetro que sofrem expanso em at 50 vezes do seu tamanho original.

    EPS e a sigla internacional do Poliestireno Expandido, de acordo com a definio da norma DIN ISSO-1043/78. O Material foi descoberto em 1949 pelos qumicos Fritz Stastny e Karl Buchholz, quando trabalhavam nos laboratrios da Basf, na Alemanha. No Brasil, e mais conhecido como isopor, marca registrada da Knauf que designa, comercialmente, os produtos de poliestireno expandido vendidos por esta empresa. (ABRAPEX, 2006, p. 7).

    O Poliestireno Expandido apresenta em seu volume at 98% de ar e 2% de poliestireno. Conforme a ABRAPEX (2006), em 1 de EPS existem cerca de 70 milhes de clulas fechadas e cheias de ar.

    O EPS apresenta algumas vantagens na construo civil, dentre elas se destacam o isolamento trmico, a durabilidade, a dilatao trmica, a impermeabilidade, a higiene e a facilidade de manuseio com relao a diversos materiais de construo. O exemplo de sua utilizao nas lajes pr-moldadas, em que substituem as tavelas cermicas, reduzindo custos no somente com sua fcil aplicao, mas tambm nas cargas verticais na estrutura da obra.

    A Associao Brasileira de Poliestireno Expandido ABRAPEX (2006) define o EPS como um plstico celular rgido, resultado da polimerizao do estireno em gua, como agente expansor. Para a transformao do EPS, emprega-se o pentano, um hidrocarboneto que se deteriora rapidamente pela reao fotoqumica gerada pelos raios solares, o que no compromete o meio ambiente. A molcula de EPS mostrada na Figura 1 (ABRAPEX, 2007). Outros aditivos tambm podem ser adicionados a esse procedimento para o melhoramento das propriedades do EPS. O produto final so prolas de at 3 milmetros de dimetro, que se destinam expanso.

    Figura 1 Molcula de EPS

    Segundo Luiz Molina Luz (2007) o processo de transformao fsica se divide em trs etapas: 1. A pr-expanso: A expanso do poliestireno (PS) expansvel efetuada numa primeira fase num pr-expansor atravs de

    aquecimento por contato com vapor de gua. O agente de expanso incha o PS para um volume cerca de 50 vezes maior do original. Da resulta um granulado de partculas de isopor constitudas por pequenas clulas fechadas, que armazenado para estabilizao.

    2. O armazenamento intermedirio: O armazenamento necessrio para permitir a posterior transformao do isopor. Durante esta fase de

    estabilizao, o granulado de isopor arrefece o que cria uma depresso no interior das clulas. Ao longo deste processo o espao dentro das clulas preenchido pelo ar circundante.

    3. A moldagem: O granulado estabilizado introduzido em moldes e novamente exposto a vapor de gua, o que provoca a soldadura

    do mesmo; assim obtm-se um material expandido, que rijo e contm uma grande quantidade de ar. Os produtos finais de EPS so inodoros, no contaminam o solo, gua e ar, so 100% reaproveitveis e reciclveis e

    podem voltar condio de matria-prima. O poliestireno expandido no serve de alimento a nenhum ser vivo, inclusive microrganismos, portanto no atrai cupins nem apodrece. (ABRAPEX, 2006)

    O EPS produzido em duas verses: Classe P, no retardante chama, e Classe F, retardante chama. Tambm dividido em 3 grupos de massa especfica aparente: I - de 13 a 16 kg/m3, II - de 16 a 20 kg/m3, III - de 20 a 25 kg/m3. (ABRAPEX, 2006).

    Na Tab. (1) so mostradas as caractersticas exigveis para o EPS de acordo com a norma NBR 11752 (ABNT, 1993).

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    Tabela 1. Fonte: http://www.abrapex.com.br/02Caracter.html (2008).

    2.2. Poliestireno Expandido na Construo Civil

    Esse material ganhou nos ltimos 35 anos uma posio estvel na construo de edifcios, no apenas por suas

    caractersticas isolantes, mas tambm por sua leveza, resistncia, facilidade de trabalhar e baixo custo. Atualmente, suas vantagens podem ser conferidas no apenas em lajes e miolos de parede, mas tambm em

    detalhes decorativos de fachadas, na fabricao de concreto leve e, especialmente, na fundao de estradas. 2.3. Resistncia do Concreto EPS

    Os concretos leves so conhecidos pelo seu reduzido peso especficos e elevada capacidade de isolamento trmico e

    acstico. Com grande versatilidade de aplicaes, utilizado em obras de pequeno a grande porte. Embora os mais utilizados sejam os concretos celulares, existem inmeras vantagens na utilizao do Poliestireno Expandido (EPS), conhecido popularmente como Isopor, e foi inserido na construo civil para garantir leveza e conforto trmico. Largamente utilizado na fabricao de embalagens.

    Quando utilizados em lajes, reduz em at 20% o custo da fundao de uma obra. Atualmente o EPS est sendo testado na fabricao de blocos e painis para construes de casas populares. So materiais reutilizados e triturados, com o propsito da proteo do meio ambiente e de garantir a sustentabilidade.

    O concreto leve tem um amplo campo de aplicao, sua utilizao decorre principalmente do fato de atender requisitos como massa especfica reduzida, isolamento trmico elevado, aproveitar materiais naturais peculiares, aproveitar resduos industriais, substituir materiais naturais de uso generalizado com caractersticas semelhantes, apresentar boa resistncia ao fogo, entre outros.

    Na construo civil pode ser utilizado em vedao, isolamento trmico, enchimento, regularizao de superfcies, envelopamento de tubulaes e at mesmo preenchendo funes estruturais.

    Para vedao aplicado na forma de blocos furados, tijolos, painis e concreto massa. Para isolamento trmico sua utilizao feita da mesma maneira como as indicadas para vedao O concreto leve pode ser obtido com grande padro de qualidade em qualquer lugar do mundo, por ser um material

    de fcil moldagem, o que muito facilita os projetos arquitetnicos. Misturado em betoneiras (cimento, areia e as prolas de poliestireno), depois moldado nas formas. Seu transporte simples, utilizando carrinho de mo ou caminho bomba, como um concreto convencional. Por tratar-se de um material leve, h uma grande facilidade em seu manuseio. 2.3.1. Propriedades Mecnicas do EPS Resistencia a Compresso

    As caractersticas mecnicas mais fundamentais do poliestireno expandido (EPS) relacionam-se com as classes de

    manuseamento e o bom emprego, sendo: a resistncia compresso, resistncia flexo, resistncia trao e a fluncia sob compresso. Os valores da resistncia esto relacionados principalmente com a densidade do EPS.

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    As propriedades mecnicas do EPS avaliam-se geralmente atravs da sua resistncia a esforos mecnicos tais como:

    Resistncia compresso a 10% de deformao; Resistncia flexo; Resistncia trao; Resistncia ao corte; Fluncia em compresso; Resistncia flexo;

    Na compresso, o poliestireno expandido (EPS) proporciona um desempenho elstico at a deformao atingir cerca de 2% da espessura da placa, nesta circunstncia uma vez removida forca que provoca a deformao, a placa recupera a espessura original.

    2.3.2. Vantagens da utilizao do concreto leve EPS No e conhecido o perodo de durabilidade do poliestireno expandido (EPS). Porm, suas caractersticas impem a

    sua correta aplicao de modo que seja garantido um desempenho apropriado ao longo do tempo. Necessita ser considerada a radiao solar direta, quando diversos tipos de radiaes que deterioram o EPS podem

    alterar sua estrutura qumica. Este processo, entretanto, e lento e dependente da intensidade de radiao solar e do tempo de exposio. Em conjunto, as radiaes e as intempries abreviam o processo de deteriorao.

    Assim, devemos evitar aplicaes em que o EPS fique exposto radiao solar direta. A estrutura celular do EPS igualmente e danificada por solventes ou vapores destes.

    Bem como outros materiais, o EPS expande e contrai em funo da alterao da temperatura a que estiver sujeito. A dilatao trmica linear pode ser importante em algumas aplicaes tais como, em cmaras frigorificas e no isolamento trmico pelo exterior, tendo a importncia nas solues construtivas a tomar. Nestes casos recorre-se a emprego de placas de EPS com dimenses faciais mais reduzidas.

    Alm de impermevel, e resistente umidade, apresentando elevada resistncia a entrada do vapor, caractersticas que lhe atribuem uma grande resistncia a ao da agua e da umidade, permitindo sustentar inalteradas as suas qualidades.

    No desenvolve bactrias, nem libera substancias, podendo estar em relao direta com os materiais de construo, sem lhes alterar as caractersticas. Desta forma, um grande aliado da indstria da construo civil. Tambm um produto fcil para se trabalhar, por usar as ferramentas que, geralmente, so disponveis em obras, garantindo a adequao completa na construo. Alm disso, sua leveza facilita o manuseio do mesmo, abreviando todas as intervenes de circulao e aplicao, favorecendo o rendimento da obra.

    Os concretos convencionais apresentam massa especfica variando entre 2200 kg/m e 2600 kg/m, resultando numa grande proporo de carga em uma estrutura devido a elevada densidade absoluta dos elementos de concreto. A utilizao de concreto leve pode resultar vantagens significativas quanto a elementos estruturais com menor seo transversal e uma correspondente reduo das dimenses das fundaes. Seu uso permite tambm a construo sobre solos com menor capacidade de suporte; as frmas devem suportar presses menores do que com concretos normais, e tambm, h uma maior produtividade devido massa total dos materiais a serem transportados ser menor. (NEVILLE,1997).

    Em contrapartida, os concretos com massa especfica menor requerem teores de cimento maiores que os concretos convencionais, o que os torna mais caros.

    2.3.3. Concreto Leve Fabricado com EPS Propriedades

    Os concretos leves de poliestireno expandido (EPS) so concretos convencionais, onde a brita substituda pelo

    EPS, em forma de perola pr-expandido, ou em flocos, modo. O concreto leve de EPS consiste na substituio total ou parcial dos agregados tradicionais por grnulos de EPS. As

    propores de substituio de agregados convencionais no concreto por EPS variam em funo da densidade e da resistncia requerida, podendo-se cobrir uma escala larga de densidades, compreendida entre 600 a 1600 Kg/m3. (TESSARI, 2006, p.39).

    Enquanto os concretos normais tm sua densidade variando entre 2300 e 2500 kg/m3, os leves chegam a atingir densidades prximas a 600 kg/m3 como supracitado por Tessari (2006). Cabe lembrar que a diminuio da densidade afeta diretamente a resistncia do concreto.

    Sempre que no haja exigncia de grandes esforos, o concreto leve de EPS pode ser usado com grande reduo de peso em elementos ou componentes. Devido ao seu baixo peso e a sua capacidade de isolamento trmico, sua utilizao permite uma economia no final da obra, pela reduo do custo da estrutura, facilidade de manuseio, transporte e reduo do tempo de obra.

    Os concretos leves mais utilizados so os celulares, os sem finos e os produzidos com agregados leves, como EPS e argila expandida. Sua aplicao est voltada para procurar atender exigncias especificas de algumas obras e tambm para enchimento de lajes, fabricao de blocos, regularizao de superfcies, envelopamento de tubulaes, entre outras.

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    Babu (2003 apud TESSARI, 2006), realizou um estudo sobre o uso de agregados leves de EPS, em propores

    compreendidas entre 94,5% e 0%, em concretos contendo 50% de cinzas volantes no material cimentcio, visando identificar caractersticas da durabilidade do concreto, como: permeabilidade, a absoro e o ataque qumico. Concluiu que a permeabilidade e a absoro diminuem com o aumento da densidade

    O fato de praticamente o EPS no absorver agua, permite uma tima qualidade do concreto produzido e um acabamento de superfcie homogneo, tornando possvel o seu uso, mesmo exposto a intempries, com vrias possibilidades de uso arquitetnico. 3. MATERIAIS E MTODOS

    3.1. Preparo do concreto leve EPS

    Na manh do dia 2 de maio foi feito uma visita tcnica a empresa ACS Engenharia com o objetivo da confeco

    dos corpos de prova, para a realizao de testes de resistncia com a finalidade de obter resultados para a utilizao do EPS como agregado no concreto sendo utilizado areia limpa, cimento Portland composto CP II-E-32 RS Apodi, plastificante, gua e eps.

    O trao foi definido no prprio local, a medida do que foi necessrio acrescentar ou diminuir na quantidade de material, observando a consistncia da mistura e homogeneizao. A Tab. (2) demonstra a definio do trao utilizado para confeco dos corpos-de-prova.

    Tabela 2. Trao utilizado para confeco dos corpos-de-prova

    Cimento Areia gua EPS

    1 2,5 0,6 0,018

    O processo de mistura foi feto na betoneira, seguindo a seguinte sequncia:

    1. 50 Kg de areia; 2. Seguida por 20 Kg de cimento; 3. Acrescentando11 litros de gua; 4. 0,035kg de plastificante, notando a necessidade de se adicionar mais gua; 5. Despejando ento mais 1 litro de gua; 6. Logo em seguida foi adicionando o EPS gradativamente primeiro 105g, depois mais 105g, aps mais

    105g e por fim mais 50g. O material que foi utilizado como aglomerante para a confeco dos corpos-de-prova neste artigo foi o cimento

    Portland Composto com Escria (CP-II- E 32 RS) da marca APODI em conformidade com a norma tcnica brasileira NBR 11.578/1991 onde seus componentes so: o clnquer, o gesso, a escria de alto forno e material carbontico, dessa forma unidos proporcionam um bom desempenho em todas as formas de aplicaes desse cimento, o qual vem ensacado da fabrica em papel Kraft de 50 kg cada. Como agregado foi utilizado apenas Areia limpa, a qual passou por ajuste de granulometria atravs do peneiramento, demonstrado na tabela a baixo. O plastificante usado segundo a NBR11768 foi o detergente cristal da marca Limpol com a glicerina da marca BOMBRIL, que tem por objetivo reduzir o consumo de gua. Por fim o EPS (Poliestireno Expandido) que tambm passou pelo processo de peneiramento tudo de acordo com a Norma DIN ISSO-1043/78 granulometria essa mostrada na tabela abaixo.

    O processo de juno e homogeneizao do concreto foi feito na betoneira sendo despejado primeiramente a areia limpa em seguida o cimento, a gua, o plastificante, notou-se a necessidade de se adicionar mais gua despejando assim mais um pouco logo em seguida foi adicionando o EPS gradativamente at obter a proporo do trao 1:2, 5:0, 6:0, 018. Essa quantidade de EPS foi dosada na hora conforme se observou a consistncia do material, aps ser homogeneizado na betoneira o concreto foi despejado em um carrinho de mo, dessa forma foi transportado at um galpo e colocado nas formas de tubulao em PVC que foram dispostas de maneira agrupada sobre o cho do ambiente. Em conformidade com a NBR 5738 que regulamenta esse procedimento assim foi realizado a quantidade de batidas para o adensamento.

    3.2. Roteiro dos Ensaios

    Antes de iniciarmos as atividades, as seguintes orientaes foram dadas pelo supervisor dos ensaios no Laboratrio

    de Materiais, o Coordenador adjunto de Arquitetura (Helton): 1. Primeiramente, todos os canos utilizados para confeco dos corpos-de-prova precisaro ser removidos; 2. Logo aps a remoo dos canos, os corpos-de-prova devero ter as seguintes grandezas medidas: dimetro,

    massa e altura; 3. Sero utilizados apenas 5 corpos-de-prova para o ensaio de absoro de gua, e o tempo em que ficaro

    submersos dever ser de aproximadamente 30 minutos;

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    4. Por ltimo, sero utilizados 10 corpos-de-prova para o ensaio destrutivo de compresso. Dentre eles, os cinco

    utilizados no ensaio de absoro de gua; 5. Para o ensaio de granulometria sero analisados somente os agregados utilizados para a confeco dos corpos-

    de-prova de concreto EPS;

    3.2.1. Preparao dos Corpos-de-Prova Inicialmente, todos os corpos-de-prova foram retirados dos tubos PVC utilizados durante a etapa de confeco. Para

    isso, foi utilizada uma serra mrmore, tipo makita, com potncia de 1400 w.

    3.2.2. Inspeo dos Corpos-de-Prova Aps uma rpida inspeo visual nos corpos-de-prova identificamos alguns problemas decorrentes do processo de

    confeco dos corpos-de-prova. O adensamento no foi suficiente para homogeneizar a mistura, como prova disto apontamos as diversas falhas na superfcie dos corpos-de-prova. Essas falhas poderiam comprometer todos os ensaios.

    3.2.3. Ensaio de Densidade

    Para subsidiar o ensaio de densidade, as seguintes aferies foram realizadas nos corpos-de-prova: Massa -> utilizando uma balana digital de preciso com capacidade mxima de 15 Kg; Dimetro -> utilizando um paqumetro porttil de 15 cm; Altura -> utilizando uma trena com fita de ao de 5m. As seguintes frmulas foram utilizadas para calcularmos a densidade absoluta ou massa especfica dos corpos-de-

    prova:

    (1)

    (2)

    (3)

    3.2.4. Ensaio de Absoro de gua

    Transcorridos os 30 minutos pr-determinados, os corpos-de-prova foram retirados da gua e pesados na balana

    digital de preciso. A seguinte frmula foi utilizada para verificar o teor de absoro:

    (4)

    3.2.5. Ensaio de Compresso

    =

    [/]

    - Massa especfica ou densidade absoluta - Massa do corpo de prova Volume do corpo de prova, obtido atravs da Eq. (2).

    (%) =

    - Teor de absoro de gua, dado em porcentagem. - Massa do corpo de prova aferida aps o ensaio de absoro - Massa do corpo de prova aferida durante o ensaio de densidade

    = (

    )[]

    - rea da seo transversal do corpo de prova - Dimetro do corpo de prova

    = [] - Volume do corpo de prova - rea da seo transversal do corpo de prova, obtida atravs da Eq. (1). - Altura do corpo de prova

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    O ensaio destrutivo de compresso foi realizado em uma prensa hidrulica de bancada, com manmetro e

    capacidade de 10 toneladas. Convencionou-se entre as equipes que apenas dois corpos-de-prova seriam rompidos totalmente durante o ensaio,

    um seco e outro molhado. Os demais seriam forados somente at o incio do surgimento das fissuras. Como o manmetro trabalhava com a grandeza tonelada-fora (Tf), foi necessrio fazer a converso baseada na

    Tab. (3).

    Tabela 3. Tabela de converso de unidades de fora.

    Converter de Para Multiplicar por

    Toneladas-fora Newton 9806,65 Newton Quilonewton 10 Pascal Megapascal 10

    A seguinte frmula foi utilizada para calcularmos a tenso de resistncia compresso (fck) ou tenso de ruptura:

    (5)

    3.2.6. Ensaio de Granulometria

    Para o ensaio de granulometria foi utilizado um agitador eletromagntico com as peneiras dispostas conforme a

    Fig. (2).

    4,75mm

    2mm

    1,18mm

    0,6mm

    0,425mm

    0,3mm

    Fundo

    Figura 2. Disposio das peneiras no agitador eletromagntico.

    A velocidade de vibrao adotada em todo o ensaio foi a de NVEL 2, e o tempo de operao do equipamento

    foi regulado em 1 minuto para cada agregado. A anlise granulomtrica dos agregados foi feita individualmente e se baseou na quantidade de gros retidos

    em cada peneira aps o trmino da operao do agitador. Ento o contedo de cada peneira foi ensacado e pesado individualmente na balana digital de preciso.

    4. RESULTADOS E DISCUSSES

    Foram realizados em laboratrio os procedimentos de anlise granulomtrica dos agregados, os ensaios de

    densidade, absoro de gua e de resistncia compresso.

    4.1. Ensaio de Granulometria O ensaio de granulometria o processo utilizado para a determinao da percentagem em peso que cada faixa

    especificada de tamanho de partculas representa na massa total ensaiada. A norma NBR NM 248 descreve a forma como o procedimento ocorre: o ensaio realizado atravs do peneiramento de amostras. Para cada uma das amostras de

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    P

    eneir

    as

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    ensaio, calcular a porcentagem retida, em massa, em cada peneira, com aproximao de 0,1%. As amostras devem apresentar necessariamente a mesma dimenso mxima e, nas demais peneiras, os valores de porcentagem retida no devem diferir mais que 4% entre si. Caso isso ocorra, repetir o peneiramento para outras amostras de ensaio at atender a esta exigncia. (ABNT, 2001, p.10)

    Para a amostra de 60 gramas do agregado EPS, obtivemos os seguintes resultados granulomtricos:

    Tabela 4. Granulometria do agregado EPS para uma amostra de 60 g

    Peneiras (mm)

    Material retido (g)

    Percentual retido (%)

    Percentual retido acumulado (%)

    Mdulo de finura MF

    4,75 40,0 66,7 66,7

    1,667

    2 20,0 33,3 100,0

    1,18 0,0 0,0 0,0

    0,6 0,0 0,0 0,0

    0,425 0,0 0,0 0,0

    0,3 0,0 0,0 0,0

    Fundo 0,0 0,0 0,0

    Figura 3. Curva granulomtrica do agregado EPS

    Para a amostra de 1000 gramas do agregado Areia Limpa, obtivemos os seguintes resultados granulomtricos:

    Tabela 5. Granulometria do agregado AREIA LIMPA para uma amostra de 1000 g

    Peneiras (mm)

    Material retido (g)

    Percentual retido (%)

    Percentual retido acumulado (%)

    Mdulo de finura MF

    4,75 0,0 0,0 0,0

    2,581

    2 5,0 0,5 0,5

    1,18 35,0 3,5 4,0

    0,6 700,0 69,3 73,3

    0,425 140,0 13,9 87,2

    0,3 60,0 5,9 93,1

    Fundo 70,0 6,9 100,0

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0 0,3 0,425 0,6 1,18 2 4,75Pe

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    ntu

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    cum

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    do

    (%)

    Abertura das peneiras (mm)

  • Sem i n r i o de C i nc i a d o s M a t e r i a i s do c ur s o d e E n ge n h ar i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e C e um a.

    Figura 4. Curva granulomtrica do agregado Areia Limpa

    importante ressaltar que foram utilizadas prolas de EPS, produzidas industrialmente, e no resduos deste material, pois para que fossem utilizados os resduos, seria necessrio tritur-los em partculas de mesmo dimetro com mesmas caractersticas granulomtricas, no influenciando no resultado final do concreto. Para um estudo posterior seria interessante que se utilizasse tcnicas que permitam a triturao dos resduos obtendo-se partculas de mesmas caractersticas.

    Sabemos que quanto mais fina for a granulometria das prolas, maior ser a resistncia compresso do concreto, visto que o nmero de vazios ser reduzido.

    4.2. Ensaios de Densidade, Absoro e Resistncia Compresso.

    Os resultados dos ensaios de densidade, de absoro de gua e de resistncia compresso seguem nas tabelas:

    Tab. (6), Tab. (7), Tab. (8) e Tab. (9)

    Tabela 6. Resultados dos ensaios de densidade, absoro e compresso do concreto simples (CS).

    N do corpo de

    prova

    ENSAIO DE DENSIDADE

    ENSAIO DE ABSORO

    ENSAIO DE COMPRESSO

    Massa (Kg)

    Dimetro (mm)

    Densidade absoluta (Kg/m3)

    Massa mida (Kg)

    Teor de Absoro

    Fora (KN)

    Tenso de ruptura (Mpa)

    1 3,595 97 2.432,4 3,600 0,14% 58,84 7,96

    2 3,725 97 2.520,4 3,725 0,00% 49,03 6,64

    3 3,550 95 2.504,2 3,56 0,28% 78,45 11,07

    4 3,665 100 2.333,2 3,675 0,27% 78,45 9,99

    5 3,620 100 2.304,6 3,63 0,28% 78,45 9,99

    6 3,620 97 2.449,3 - - 73,55 9,95

    7 3,630 97 2.456,1 - - 53,94 7,3

    8 3,595 97 2.432,4 - - 53,94 7,3

    9 3,410 98 2.260,4 - - 78,45 10,4

    10 3,625 100 2.307,7 - - 78,45 9,99

    Tabela 7. Resultados dos ensaios de densidade, absoro e compresso do concreto PET.

    N do corpo de prova

    ENSAIO DE DENSIDADE

    ENSAIO DE ABSORO

    ENSAIO DE COMPRESSO

    Massa (Kg)

    Dimetro (mm)

    Densidade absoluta (Kg/m3)

    Massa mida (Kg)

    Teor de Absoro

    Fora (KN)

    Tenso de ruptura (Mpa)

    1 3,150 97 2.131,3 3,155 0,16% 49,03 6,64

    2 3,125 96 2.158,7 3,15 0,79% 68,65 9,48

    3 3,270 98 2.167,6 3,275 0,15% 58,84 7,8

    4 3,145 98 2.106,2 3,15 0,16% 53,94 7,22

    5 3,215 98 2.131,1 3,22 0,16% 73,55 9,75

    0

    20

    40

    60

    80

    100

    120

    0 0,3 0,425 0,6 1,18 2 4,75Pe

    rce

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    cum

    ula

    do

    (%)

    Abertura das peneiras (mm)

  • Sem i n r i o de C i nc i a d o s M a t e r i a i s do c ur s o d e E n ge n h ar i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e C e um a.

    6 3,170 100 2.018,1 - - 78,45 9,99

    7 3,095 98 2.072,7 - - 78,45 10,51

    8 3,120 98 2.068,2 - - 83,36 11,05

    9 3,195 97 2.161,8 - - 78,45 10,62

    10 3,110 97 2.104,2 - - 78,45 10,62

    Tabela 8. Resultados dos ensaios de densidade, absoro e compresso do concreto fibrocimento (FC).

    N do corpo de prova

    ENSAIO DE DENSIDADE

    ENSAIO DE ABSORO

    ENSAIO DE COMPRESSO

    Massa (Kg)

    Dimetro (mm)

    Densidade absoluta (Kg/m3)

    Massa mida (Kg)

    Teor de Absoro

    Fora (KN)

    Tenso de ruptura (Mpa)

    1 2,420 99 1.571,9 2,42 0,00% 49,03 6,37 2 2,455 97 1.661,1 2,48 1,01% 49,03 6,64 3 2,425 97 1.640,8 2,45 1,02% 49,03 6,64 4 2,345 100 1.492,9 2,365 0,85% 58,84 7,49 5 2,365 95 1.668,3 2,385 0,84% 58,84 8,3 6 2,480 97 1.678,0 - - 44,13 5,97 7 2,490 97 1.684,8 - - 44,13 5,97 8 2,310 100 1.470,6 - - 49,03 6,24 9 2,475 100 1.575,6 - - 39,23 4,99 10 1,860 97 1.258,5 - - 29,42 3,98

    Tabela 9. Resultados dos ensaios de densidade, absoro e compresso do concreto leve (EPS).

    N do corpo de prova

    ENSAIO DE DENSIDADE

    ENSAIO DE ABSORO

    ENSAIO DE COMPRESSO

    Massa (Kg)

    Dimetro (mm)

    Densidade absoluta (Kg/m3)

    Massa mida (Kg)

    Teor de Absoro

    Fora (KN)

    Tenso de ruptura (Mpa)

    1 1,790 96 1.236,5 1,8 0,56% 14,71 2,03 2 1,760 98 1.166,7 1,77 0,56% 11,77 1,56 3 1,750 97 1.184,1 1,76 0,57% 14,71 1,99 4 1,785 98 1.183,2 2,455 27,29% 19,61 2,6 5 1,810 98 1.199,8 2,425 25,36% 18,63 2,47 6 1,775 99 1.152,9 - - 14,71 1,91 7 1,760 98 1.166,7 - - 19,61 2,6 8 1,800 98 1.193,2 - - 9,81 1,3 9 1,780 98 1.179,9 - - 19,61 2,6 10 1,745 100 1.110,9 - - 14,71 1,87

    4.2.1. Resultados do Ensaio de Densidade Absoluta

    A fim de melhor visualizao, os resultados obtidos nos ensaios de densidade esto descritos nas figuras: Fig. (5), Fig. (6) e Fig. (7).

  • Sem i n r i o de C i nc i a d o s M a t e r i a i s do c ur s o d e E n ge n h ar i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e C e um a.

    Figura 5. Resultados do ensaio de densidade dispostos na ordem dos corpos-de-prova (1 a 10).

    Figura 6. Comparativo dos resultados obtidos no ensaio de densidade.

    Figura 7. Grfico dos resultados do ensaio de densidade. Embora alguns autores considerem concreto leve como sendo aquele que possui massa especfica at 2000 kg/m,

    neste trabalho alcanou-se valores de aproximadamente 1190 kg/m, sendo referido valor considerado concreto leve, uma vez que, representa uma reduo da ordem de quase metade da massa especfica do concreto convencional (2400 kg/m) previsto em norma, como podemos ver na Tab. (9).

    4.2.2. Ensaio de Absoro de gua

    Absoro corresponde capacidade de suco do bloco. um indicador importante para definir o potencial de

    aderncia do bloco com uma argamassa com reteno adequada. Esta absoro influenciada pela porosidade dos blocos sendo mais alta para blocos mais porosos. Assim importante encontrar o ponto de equilbrio j que a absoro na quantidade certa favorece a penetrao dos aglomerantes que ao endurecer tornam monoltico o conjunto blocos, argamassa, revestimento. Entretanto quando a absoro muito alta pode comprometer as reaes qumicas necessrias ao endurecimento. Para garantir o equilbrio importante utilizar uma argamassa com caractersticas de reteno

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    CS

    PET

    FC

    EPS

    0,00

    1.000,00

    2.000,00

    3.000,00

    CSPET

    FCEPS

    2.400,06

    2.111,98

    1.570,23

    1.177,38

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    (K

    g/m

    3)

    0

    500

    1.000

    1.500

    2.000

    2.500

    3.000

    CS PET FC EPS

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    (K

    g/m

    3)

  • Sem i n r i o de C i nc i a d o s M a t e r i a i s do c ur s o d e E n ge n h ar i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e C e um a.

    adequada. A absoro de gua, semelhana com outras caractersticas, diminui quando a massa volmica do material aumenta.

    A importncia desta propriedade deve-se ao fato da gua deteriorar a capacidade de isolamento de um material isolante trmico. No caso do EPS, devido sua fraca absoro de gua, este mantm grande parte da sua capacidade de isolamento. Verifica-se uma reduo do Coeficiente de Condutibilidade Trmica de 3-4% para cada 1% de volume de gua absorvido.

    A fim de melhor visualizao, os resultados obtidos nos ensaios de absoro de gua esto descritos nas figuras: Fig. (8), Fig. (9) e Fig. (10).

    Figura 8. Resultados do ensaio de absoro dispostos na ordem dos corpos-de-prova (1 a 5).

    Figura 9. Comparativo dos resultados do ensaio de absoro de gua.

    Figura 10. Grfico dos resultados do ensaio de absoro de gua.

    Devido sua estrutura completamente fechada, o EPS no retm gua em seu contedo, podendo secar rapidamente e manter as suas propriedades inalteradas. Porm, se tirada a mdia dos resultados do ensaio de absoro de gua de todos os materiais podemos analisar que o EPS o material que teve maior porcentagem de gua absorvida e o CS foi o que obteve menor absoro conforme vemos na Fig. (10) e em forma de porcentagem na Fig. (9).

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    EPS

    FC

    PET

    CS

    0,00%

    5,00%

    10,00%

    15,00%

    CSPET

    FCEPS

    0,19%0,28%

    0,74%

    10,87%

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    CS PET FC EPS

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    (%

    )

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    4.2.3. Ensaio de Resistncia Compresso

    A resistncia compresso deve ser obtida dividindo-se a carga da ruptura pela rea da seo transversal do corpo-de-prova, como citado anteriormente na Eq. (5), devendo o resultado ser expresso com aproximao de 0,1 Mpa conforme apresentado nas tabelas: Tab. (6), Tab. (7), Tab. (8) e Tab. (9).

    A fim de melhor visualizao, os resultados obtidos nos ensaios de resistncia compresso esto descritos nas figuras: Fig. (11), Fig. (12) e Fig. (13).

    Figura 11. Resultados do ensaio de resistncia compresso dispostos na ordem dos corpos-de-prova (1 a 10).

    Figura 12. Comparativo dos resultados do ensaio de resistncia compresso.

    Figura 13. Grfico comparativo dos resultados do ensaio de compresso quanto absoro de gua

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    CS

    PET

    FC

    EPS

    0,00

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    10,00

    15,00

    CSPET

    FCEPS

    9,138,178

    7,088

    2,13

    8,988 10,558

    5,43

    2,056

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    Teste Ruptura Com Absoro Teste Ruptura Seco

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    CS PET FC EPS

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    Mp

    a)

    Teste Ruptura Com Absoro Teste Ruptura Seco

  • Sem i n r i o de C i nc i a d o s M a t e r i a i s do c ur s o d e E n ge n h ar i a C i v i l d a U n i v e r s i d a d e C e um a.

    5. CONCLUSES Aps o desenvolvimento do presente trabalho, foi possvel a constatao da premente necessidade de materiais

    alternativos na composio do concreto, haja vista que os materiais convencionais esto cada vez mais escassos na natureza. Nesse sentido, destaca-se a reutilizao de resduos de EPS na produo de concreto leve, por ser material que se encontra em larga escala e que no possui destino especfico. No que concerne reduo dos problemas ambientais existentes na atualidade, o poliestireno expandido pode representar um agregado alternativo a ser usado nos concretos leves colaborando para preservao dos recursos naturais no renovveis, bem como reduzindo uma parcela dos resduos de EPS descartados, minimizando os impactos causados por estes.

    Ao longo deste trabalho, procedeu-se a experimentos em que os agregados convencionais que compem o concreto foram parcialmente substitudos por CS, PET, FC E EPS. Em especial abordamos as vantagens da utilizao do EPS por ser um material que verifica a possibilidade de produzir um concreto mais leve, colaborando, assim, para minimizao dos impactos que os resduos de EPS geram no meio ambiente.

    Porm, vimos tambm outras opes na qual pode ser misturado na composio do concreto e que tambm podem ser vantajosos e corresponder no nvel do EPS ou at mais, dependendo da necessidade do projeto e sua estrutura. Pois preciso analisar os resultados de densidade, absoro, granulometria e principalmente aos resultados dos ensaios de compresso, no qual foi feito anlise do ensaio de compresso quanto absoro de gua, e visivelmente o EPS o menor em resistncia a compresso tanto a seco como com absoro, e o CS maior em resistncia com absoro, mas o PET o mais resistiu ao teste de ruptura a seco. Assim como a densidade do CS maior comparado aos outros materiais, o EPS o que possui menos densidade.

    Mas Devemos ter em mente que um bom concreto no o mais resistente, mas o que atende as necessidades da obra com relao pea que ser moldada. Logo, a consistncia e o modo de aplicao acompanham a resistncia como sendo fatores que definem a escolha dos materiais adequados para compor a mistura, que deve associar trabalhabilidade dosagem mais econmica, isto , o que for financeiramente vivel.

    Ento para trabalhos futuros relacionados ao tema, seria interessante um estudo comparativo acerca da viabilidade econmica entre o emprego dos materiais alternativos aqui apresentados para composio do concreto. 6. REFERNCIAS

    ABRAPEX. Associao Brasileira do Poliestireno Expandido. Manual de Utilizao EPS na Construo Civil.

    So Paulo: Pini, 2006. ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 15220-2: Desempenho trmico de Edificaes

    Mtodos de clculo da transmitncia trmica, da capacidade trmica, do atraso trmico e do fator de calor solar de elementos e componentes de edificaes. Rio de Janeiro, 1998. 27 p.

    BEZERRA, Luciano Andr Cruz. Anlise do Desempenho Trmico de Sistema Construtivo de Concreto com EPS como Agregado Grado. Natal-RN, 2003. 64f. Dissertao (Mestrado em Engenharia Mecnica. rea: Termocincia) Programa de Ps-graduao em Engenharia Mecnica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

    HELENE, Paulo; TERZIAN, Paulo. Manual de Dosagem e Controle do Concreto. So Paulo: PINI; Braslia, DF: SENAI, 1992.

    HELENE, Paulo. Dosagem dos Concretos de Cimento Portland. In: Concreto: Ensino, pesquisa e realizaes. Ed. G. C. Isaia. So Paulo: IBRACON, 2005. v. 1. p. 439-471.

    MEDEIROS, K. F.; BORJA, E. V.; SILVA, G. G.; BEZERRA, M. C. M.. Analise das propriedades fsico-mecnicas em blocos de cimento, com adio de isopor, sem funo estrutural. I Congresso de Pesquisa e Inovao da Rede Norte Nordeste de Educao Tecnolgica. Natal/RN. 2006.

    NETO, Antnio Accio de Melo; HELENE, Paulo Roberto do Lago; Modulo de Elasticidade: Dosagem e Avaliao de Modelos de Previso do Mdulo de Elasticidade de Concretos. In: INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO

    (IBRACON) 44 CONGRESSO BRASILEIRO. 2002, So Paulo. TESSARI, Janaina. Utilizao de Poliestireno Expandido e Potencial de Aproveitamento de seus Resduos na

    Construo Civil. Florianpolis, 2006. 102f. Dissertao (Mestrado em Engenharia Civil) Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Catarina.