Eps - Artigo

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

SEMINÁRIO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS UNIVERSIDADE CEUMA PRO-REITORIA DE GRADUAÇÃO ENGENHARIA CIVIL

EPS – Concreto Leve

Aline Cristina Torres dos Santos

Andressa Oliveira Nascimento Carlos Alberto R. Mesquita Filho Deyse Correa Lima Felipe Correia Magalhães Hellson Lucas A. do Nascimento Jairo Souza Rodrigues João Luiz Ramos Teixeira Junior Lídia 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 construção civil, a reutilização de resíduos diversos como matéria-prima de vários materiais

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

resíduos de EPS na produção de concreto leve, em substituição parcial ao agregado graúdo convencional. Foram

moldados, sistematicamente, 10 corpos-de-prova cilíndricos de dimensões 10x20cm (diâmetro e altura,

respectivamente), desses corpos-de-prova, todas as amostras foram submetidas a ensaio de resistência à compressão e

somente 5 ao ensaio de absorção de água. Os resultados permitiram uma comparação entre a resistência à compressão

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

compressão, procurando comprovar que o EPS, apresenta considerável resistência à compressão podendo ser usado

em qualquer ramo da construção convencional que não exija grandes esforços. Apesar de o concreto leve custar mais

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

menor para fundações. As principais vantagens técnicas trazidas pelo uso de resíduos de EPS são as seguintes:

possibilidade da produção de peças de concreto mais leves, resistência ao fogo, boa resistência à compressão e

capacidade isolante e térmica. A finalidade desta pesquisa é a produção e analise de concreto leve para produção de

blocos de vedação, utilizando EPS (isopor) na composição de concreto leve, em substituição parcial ao agregado

graúdo comumente usado em sua confecção, atendendo às exigências técnicas previstas em normas da ABNT

(Associação Brasileira de Normas Técnicas). Analisando ensaios técnicos, possibilitando a avaliação das suas

propriedades, respeitando os padrões mínimos de desempenho. Podendo concluir que é viável a reutilização de

resíduos de EPS como material constituinte do concreto, destacando-se suas vantagens técnicas e soluções ambientais

advindas de sua reutilização para tal finalidade. ’

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

1. INTRODUÇÃO

Nas obras de concreto, o peso próprio representa uma grande parcela das ações totais na estrutura, e a redução da massa específica torna-se de grande interesse. Assim o concreto leve é apresentado atualmente como um material de construção utilizado em todo o mundo, com aplicação em diversas áreas da construção civil.

A ampla utilização desse material deve-se especialmente aos benefícios promovidos pela diminuição de sua massa específica, como a redução de esforços na estrutura e na infraestrutura das edificações, a economia com fôrmas e cimbramentos, pela redução das solicitações, em comparação com concretos convencionais, bem como a diminuição dos custos com transporte e montagem de construções pré-fabricadas, pela redução no peso dos materiais manuseados e aumento da produtividade.

Atualmente, o concreto leve de EPS é empregado em situações que não objetivam função estrutural, uma vez que a norma não prevê sua aplicação para tal finalidade. Sendo assim, é utilizado na fabricação de blocos para vedação, regularização de superfícies, envelopamento de tubulações, isolante térmico, entre outros.

Sem i n ár i o de C i ê 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 aplicação do poliestireno expandido (EPS) na construção civil está cada vez maior, para diversos casos, devido

sua baixa densidade, resistência a fogo, boa resistência à compressão e capacidade de isolamento térmico. O volume de resíduos de EPS gerado vem se constituindo em grande preocupação, buscando-se possíveis aplicações deste material em concretos e argamassas, verificando as alterações nas propriedades e apresentando possibilidade de utilização como concreto para contra piso e blocos de argamassa com ou sem função estrutural.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1. EPS

O Poliestireno Expandido (EPS) e uma espuma formada a partir de derivados de petróleo. E um plástico celular rígido, onde seu produto final são perolas de até 3 milímetros de diâmetro que sofrem expansão em até 50 vezes do seu tamanho original.

EPS e a sigla internacional do Poliestireno Expandido, de acordo com a definição da norma DIN ISSO-1043/78. O Material foi descoberto em 1949 pelos químicos Fritz Stastny e Karl Buchholz, quando trabalhavam nos laboratórios 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 até 98% de ar e 2% de poliestireno. Conforme a ABRAPEX (2006), em 1�� de EPS existem cerca de 70 milhões de células fechadas e cheias de ar.

O EPS apresenta algumas vantagens na construção civil, dentre elas se destacam o isolamento térmico, a durabilidade, a dilatação térmica, a impermeabilidade, a higiene e a facilidade de manuseio com relação a diversos materiais de construção. O exemplo de sua utilização é nas lajes pré-moldadas, em que substituem as tavelas cerâmicas, reduzindo custos não somente com sua fácil aplicação, mas também nas cargas verticais na estrutura da obra.

A Associação Brasileira de Poliestireno Expandido – ABRAPEX (2006) define o EPS como um plástico celular rígido, resultado da polimerização do estireno em água, como agente expansor. Para a transformação do EPS, emprega-se o pentano, um hidrocarboneto que se deteriora rapidamente pela reação fotoquímica gerada pelos raios solares, o que não compromete o meio ambiente. A molécula de EPS é mostrada na Figura 1 (ABRAPEX, 2007). Outros aditivos também podem ser adicionados a esse procedimento para o melhoramento das propriedades do EPS. O produto final são pérolas de até 3 milímetros de diâmetro, que se destinam à expansão.

Figura 1 – Molécula de EPS

Segundo Luiz Molina Luz (2007) o processo de transformação física se divide em três etapas: 1. A pré-expansão: A expansão do poliestireno (PS) expansível é efetuada numa primeira fase num pré-expansor através de

aquecimento por contato com vapor de água. O agente de expansão incha o PS para um volume cerca de 50 vezes maior do original. Daí resulta um granulado de partículas de isopor constituídas por pequenas células fechadas, que é armazenado para estabilização.

2. O armazenamento intermediário: O armazenamento é necessário para permitir a posterior transformação do isopor. Durante esta fase de

estabilização, o granulado de isopor arrefece o que cria uma depressão no interior das células. Ao longo deste processo o espaço dentro das células é preenchido pelo ar circundante.

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

do mesmo; assim obtém-se um material expandido, que é rijo e contém uma grande quantidade de ar. Os produtos finais de EPS são inodoros, não contaminam o solo, água e ar, são 100% reaproveitáveis e recicláveis e

podem voltar à condição de matéria-prima. O poliestireno expandido não serve de alimento a nenhum ser vivo, inclusive microrganismos, portanto não atrai cupins nem apodrece. (ABRAPEX, 2006)

O EPS é produzido em duas versões: Classe P, não retardante à chama, e Classe F, retardante à chama. Também é dividido em 3 grupos de massa específica 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) são mostradas as características exigíveis para o EPS de acordo com a norma NBR 11752 (ABNT, 1993).


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

2.2. Poliestireno Expandido na Construção Civil

Esse material ganhou nos últimos 35 anos uma posição estável na construção de edifícios, não apenas por suas

características isolantes, mas também por sua leveza, resistência, facilidade de trabalhar e baixo custo. Atualmente, suas vantagens podem ser conferidas não apenas em lajes e miolos de parede, mas também em

detalhes decorativos de fachadas, na fabricação de concreto leve e, especialmente, na fundação de estradas. 2.3. Resistência do Concreto – EPS

Os concretos leves são conhecidos pelo seu reduzido peso específicos e elevada capacidade de isolamento térmico e

acústico. Com grande versatilidade de aplicações, é utilizado em obras de pequeno a grande porte. Embora os mais utilizados sejam os concretos celulares, existem inúmeras vantagens na utilização do Poliestireno Expandido (EPS), conhecido popularmente como Isopor, e foi inserido na construção civil para garantir leveza e conforto térmico. Largamente utilizado na fabricação de embalagens.

Quando utilizados em lajes, reduz em até 20% o custo da fundação de uma obra. Atualmente o EPS está sendo testado na fabricação de blocos e painéis para construções de casas populares. São materiais reutilizados e triturados, com o propósito da proteção do meio ambiente e de garantir a sustentabilidade.

O concreto leve tem um amplo campo de aplicação, sua utilização decorre principalmente do fato de atender requisitos como massa específica reduzida, isolamento térmico elevado, aproveitar materiais naturais peculiares, aproveitar resíduos industriais, substituir materiais naturais de uso generalizado com características semelhantes, apresentar boa resistência ao fogo, entre outros.

Na construção civil pode ser utilizado em vedação, isolamento térmico, enchimento, regularização de superfícies, envelopamento de tubulações e até mesmo preenchendo funções estruturais.

Para vedação é aplicado na forma de blocos furados, tijolos, painéis e concreto massa. Para isolamento térmico sua utilização é feita da mesma maneira como as indicadas para vedação O concreto leve pode ser obtido com grande padrão de qualidade em qualquer lugar do mundo, por ser um material

de fácil moldagem, o que muito facilita os projetos arquitetônicos. Misturado em betoneiras (cimento, areia e as pérolas de poliestireno), é depois moldado nas formas. Seu transporte é simples, utilizando carrinho de mão ou caminhão bomba, como um concreto convencional. Por tratar-se de um material leve, há uma grande facilidade em seu manuseio. 2.3.1. Propriedades Mecânicas do EPS – Resistencia a Compressão

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

manuseamento e o bom emprego, sendo: a resistência à compressão, resistência à flexão, resistência à tração e a fluência sob compressão. Os valores da resistência estão relacionados principalmente com a densidade do EPS.


As propriedades mecânicas do EPS avaliam-se geralmente através da sua resistência a esforços mecânicos tais como:

• Resistência à compressão a 10% de deformação; • Resistência à flexão; • Resistência à tração; • Resistência ao corte; • Fluência em compressão; • Resistência à flexão;

Na compressão, o poliestireno expandido (EPS) proporciona um desempenho elástico até a deformação atingir cerca de 2% da espessura da placa, nesta circunstância uma vez removida à forca que provoca a deformação, a placa recupera a espessura original.

2.3.2. Vantagens da utilização do concreto leve – EPS Não e conhecido o período de durabilidade do poliestireno expandido (EPS). Porém, suas características impõem a

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

alterar sua estrutura química. Este processo, entretanto, e lento e dependente da intensidade de radiação solar e do tempo de exposição. Em conjunto, as radiações e as intempéries abreviam o processo de deterioração.

Assim, devemos evitar aplicações em que o EPS fique exposto à radiação 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 função da alteração da temperatura a que estiver sujeito. A dilatação térmica linear pode ser importante em algumas aplicações tais como, em câmaras frigorificas e no isolamento térmico pelo exterior, tendo a importância nas soluções construtivas a tomar. Nestes casos recorre-se a emprego de placas de EPS com dimensões faciais mais reduzidas.

Além de impermeável, e resistente à umidade, apresentando elevada resistência a entrada do vapor, características que lhe atribuem uma grande resistência a ação da agua e da umidade, permitindo sustentar inalteradas as suas qualidades.

Não desenvolve bactérias, nem libera substancias, podendo estar em relação direta com os materiais de construção, sem lhes alterar as características. Desta forma, é um grande aliado da indústria da construção civil. Também é um produto fácil para se trabalhar, por usar as ferramentas que, geralmente, são disponíveis em obras, garantindo a adequação completa na construção. Além disso, sua leveza facilita o manuseio do mesmo, abreviando todas as intervenções de circulação e aplicação, favorecendo o rendimento da obra.

Os concretos convencionais apresentam massa específica variando entre 2200 kg/m³ e 2600 kg/m³, resultando numa grande proporção de carga em uma estrutura devido a elevada densidade absoluta dos elementos de concreto. A utilização de concreto leve pode resultar vantagens significativas quanto a elementos estruturais com menor seção transversal e uma correspondente redução das dimensões das fundações. Seu uso permite também a construção sobre solos com menor capacidade de suporte; as fôrmas devem suportar pressões menores do que com concretos normais, e também, há uma maior produtividade devido à massa total dos materiais a serem transportados ser menor. (NEVILLE,1997).

Em contrapartida, os concretos com massa específica 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) são concretos convencionais, onde a brita é substituída pelo

EPS, em forma de perola pré-expandido, ou em flocos, moído. O concreto leve de EPS consiste na substituição total ou parcial dos agregados tradicionais por grânulos de EPS. As

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

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

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

Os concretos leves mais utilizados são os celulares, os sem finos e os produzidos com agregados leves, como EPS e argila expandida. Sua aplicação está voltada para procurar atender exigências especificas de algumas obras e também para enchimento de lajes, fabricação de blocos, regularização de superfícies, envelopamento de tubulações, entre outras.


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

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

O fato de praticamente o EPS não absorver agua, permite uma ótima qualidade do concreto produzido e um acabamento de superfície homogêneo, tornando possível o seu uso, mesmo exposto a intempéries, com várias possibilidades de uso arquitetônico. 3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. Preparo do concreto leve EPS

Na manhã do dia 2 de maio foi feito uma visita técnica a empresa ACS Engenharia com o objetivo da confecção

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

O traço foi definido no próprio local, a medida do que foi necessário acrescentar ou diminuir na quantidade de material, observando a consistência da mistura e homogeneização. A Tab. (2) demonstra a definição do traço utilizado para confecção dos corpos-de-prova.

Tabela 2. Traço utilizado para confecção dos corpos-de-prova

Cimento Areia Água EPS

1 2,5 0,6 0,018

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

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

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

Portland Composto com Escória (CP-II- E 32 RS) da marca APODI em conformidade com a norma técnica brasileira NBR 11.578/1991 onde seus componentes são: o clínquer, o gesso, a escória de alto forno e material carbonático, dessa forma unidos proporcionam um bom desempenho em todas as formas de aplicações 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 através 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 água. Por fim o EPS (Poliestireno Expandido) que também passou pelo processo de peneiramento tudo de acordo com a Norma DIN ISSO-1043/78 granulometria essa mostrada na tabela abaixo.

O processo de junção e homogeneização do concreto foi feito na betoneira sendo despejado primeiramente a areia limpa em seguida o cimento, a água, o plastificante, notou-se a necessidade de se adicionar mais água despejando assim mais um pouco logo em seguida foi adicionando o EPS gradativamente até obter a proporção do traço 1:2, 5:0, 6:0, 018. Essa quantidade de EPS foi dosada na hora conforme se observou a consistência do material, após ser homogeneizado na betoneira o concreto foi despejado em um carrinho de mão, dessa forma foi transportado até um galpão e colocado nas formas de tubulação em PVC que foram dispostas de maneira agrupada sobre o chão 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 orientações foram dadas pelo supervisor dos ensaios no Laboratório

de Materiais, o Coordenador adjunto de Arquitetura (Helton): 1. Primeiramente, todos os canos utilizados para confecção dos corpos-de-prova precisarão ser removidos; 2. Logo após a remoção dos canos, os corpos-de-prova deverão ter as seguintes grandezas medidas: diâmetro,

massa e altura; 3. Serão utilizados apenas 5 corpos-de-prova para o ensaio de absorção de água, e o tempo em que ficarão

submersos deverá ser de aproximadamente 30 minutos;


4. Por último, serão utilizados 10 corpos-de-prova para o ensaio destrutivo de compressão. Dentre eles, os cinco

utilizados no ensaio de absorção de água; 5. Para o ensaio de granulometria serão analisados somente os agregados utilizados para a confecção dos corpos-

de-prova de concreto EPS;

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

isso, foi utilizada uma serra mármore, tipo makita, com potência de 1400 w.

3.2.2. Inspeção dos Corpos-de-Prova Após uma rápida inspeção visual nos corpos-de-prova identificamos alguns problemas decorrentes do processo de

confecção dos corpos-de-prova. O adensamento não foi suficiente para homogeneizar a mistura, como prova disto apontamos as diversas falhas na superfície 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 aferições foram realizadas nos corpos-de-prova: Massa -> utilizando uma balança digital de precisão com capacidade máxima de 15 Kg; Diâmetro -> utilizando um paquímetro portátil de 15 cm; Altura -> utilizando uma trena com fita de aço de 5m. As seguintes fórmulas foram utilizadas para calcularmos a densidade absoluta ou massa específica dos corpos-de-

prova:

(1)

(2)

(3)

3.2.4. Ensaio de Absorção de Água

Transcorridos os 30 minutos pré-determinados, os corpos-de-prova foram retirados da água e pesados na balança

digital de precisão. A seguinte fórmula foi utilizada para verificar o teor de absorção:

(4)

3.2.5. Ensaio de Compressão

� =�

� [��/��]

�� - Massa específica ou densidade absoluta ��- Massa do corpo de prova �� – Volume do corpo de prova, obtido através da Eq. (2).

�(%) =�� − ��

��

∗ �

�� - Teor de absorção de água, dado em porcentagem. ��

� - Massa do corpo de prova aferida após o ensaio de absorção ��

� - Massa do corpo de prova aferida durante o ensaio de densidade

� = �(�

�)�[��]

�� - Área da seção transversal do corpo de prova �� - Diâmetro do corpo de prova

� = � ∗ � [��] �� - Volume do corpo de prova �� - Área da seção transversal do corpo de prova, obtida através da Eq. (1). �ℎ� - Altura do corpo de prova


O ensaio destrutivo de compressão foi realizado em uma prensa hidráulica de bancada, com manômetro 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 forçados somente até o início do surgimento das fissuras. Como o manômetro trabalhava com a grandeza tonelada-força (Tf), foi necessário fazer a conversão baseada na

Tab. (3).

Tabela 3. Tabela de conversão de unidades de força.

Converter de Para Multiplicar por

Toneladas-força �� Newton �� 9806,65

Newton �� Quilonewton �� 10��

Pascal �� Megapascal �� 10�� A seguinte fórmula foi utilizada para calcularmos a tensão de resistência à compressão (fck) ou tensão de ruptura:

(5)

3.2.6. Ensaio de Granulometria

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

Fig. (2).

4,75mm

2mm

1,18mm

0,6mm

0,425mm

0,3mm

Fundo

Figura 2. Disposição das peneiras no agitador eletromagnético.

A velocidade de vibração adotada em todo o ensaio foi a de NÍVEL 2, e o tempo de operação do equipamento

foi regulado em 1 minuto para cada agregado. A análise granulométrica dos agregados foi feita individualmente e se baseou na quantidade de grãos retidos

em cada peneira após o término da operação do agitador. Então o conteúdo de cada peneira foi ensacado e pesado individualmente na balança digital de precisão.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Foram realizados em laboratório os procedimentos de análise granulométrica dos agregados, os ensaios de

densidade, absorção de água e de resistência à compressão.

4.1. Ensaio de Granulometria

O ensaio de granulometria é o processo utilizado para a determinação da percentagem em peso que cada faixa

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

��

� ��

�� → ��ê!��à�#�$%��ã# �� → �#%ç��$(��)�$�(�$%�!��*�)%á,(��$�%�%#�$�%#�#%$#)�$%#-� �� → Á%��(�!)%��)#�#%$#)�$%#-�, ��$�� → ��/�$��(, ,!�)�)�)��)�)�$�)%ã#$�%�#��!��#�)��#�$%��ã#

P

eneir

as


ensaio, calcular a porcentagem retida, em massa, em cada peneira, com aproximação de 0,1%. As amostras devem apresentar necessariamente a mesma dimensão máxima e, nas demais peneiras, os valores de porcentagem retida não devem diferir mais que 4% entre si. Caso isso ocorra, repetir o peneiramento para outras amostras de ensaio até atender a esta exigência. (ABNT, 2001, p.10)

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

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

Peneiras (mm)

Material retido (g)

Percentual retido (%)

Percentual retido acumulado (%)

Módulo 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 granulométrica do agregado EPS

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

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

Peneiras (mm)

Material retido (g)

Percentual retido (%)

Percentual retido acumulado (%)

Módulo 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

rce

ntu

al re

tid

o a

cum

ula

do

(%)

Abertura das peneiras (mm)


Figura 4. Curva granulométrica do agregado Areia Limpa

É importante ressaltar que foram utilizadas pérolas de EPS, produzidas industrialmente, e não resíduos deste material, pois para que fossem utilizados os resíduos, seria necessário triturá-los em partículas de mesmo diâmetro com mesmas características granulométricas, não influenciando no resultado final do concreto. Para um estudo posterior seria interessante que se utilizasse técnicas que permitam a trituração dos resíduos obtendo-se partículas de mesmas características.

Sabemos que quanto mais fina for a granulometria das pérolas, maior será a resistência à compressão do concreto, visto que o número de vazios será reduzido.

4.2. Ensaios de Densidade, Absorção e Resistência à Compressão.

Os resultados dos ensaios de densidade, de absorção de água e de resistência à compressão seguem nas tabelas:

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

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

N° do corpo de

prova

ENSAIO DE DENSIDADE

ENSAIO DE ABSORÇÃO

ENSAIO DE COMPRESSÃO

Massa (Kg)

Diâmetro (mm)

Densidade absoluta (Kg/m3)

Massa úmida (Kg)

Teor de Absorção

Força (KN)

Tensão 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, absorção e compressão do concreto PET.

N° do corpo de prova

ENSAIO DE DENSIDADE



Massa (Kg)

Diâmetro (mm)


Massa úmida (Kg)

Teor de Absorção

Força (KN)


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

ntu

al re

tid

o a

cum

ula

do

(%)

Abertura das peneiras (mm)


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, absorção e compressão do concreto fibrocimento (FC).


ENSAIO DE DENSIDADE



Massa (Kg)

Diâmetro (mm)


Massa úmida (Kg)

Teor de Absorção

Força (KN)


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, absorção e compressão do concreto leve (EPS).


ENSAIO DE DENSIDADE



Massa (Kg)

Diâmetro (mm)


Massa úmida (Kg)

Teor de Absorção

Força (KN)


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 visualização, os resultados obtidos nos ensaios de densidade estão descritos nas figuras: Fig. (5), Fig. (6) e Fig. (7).


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. Gráfico dos resultados do ensaio de densidade. Embora alguns autores considerem concreto leve como sendo aquele que possui massa específica até 2000 kg/m³,

neste trabalho alcançou-se valores de aproximadamente 1190 kg/m³, sendo referido valor considerado concreto leve, uma vez que, representa uma redução da ordem de quase metade da massa específica do concreto convencional (2400 kg/m³) previsto em norma, como podemos ver na Tab. (9).

4.2.2. Ensaio de Absorção de Água

Absorção corresponde à capacidade de sucção do bloco. É um indicador importante para definir o potencial de

aderência do bloco com uma argamassa com retenção adequada. Esta absorção é influenciada pela porosidade dos blocos sendo mais alta para blocos mais porosos. Assim é importante encontrar o ponto de equilíbrio já que a absorção na quantidade certa favorece a penetração dos aglomerantes que ao endurecer tornam monolítico o conjunto blocos, argamassa, revestimento. Entretanto quando a absorção é muito alta pode comprometer as reações químicas necessárias ao endurecimento. Para garantir o equilíbrio é importante utilizar uma argamassa com características de retenção

Re

sult

ad

os

do

en

saio

de

de

nsi

da

de

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

Re

sult

ad

os

do

en

saio

de

de

nsi

da

de

(K

g/m

3)

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

CS PET FC EPS

Re

sult

ad

os

do

en

saio

de

de

nsi

da

de

(K

g/m

3)


adequada. A absorção de água, à semelhança com outras características, diminui quando a massa volúmica do material aumenta.

A importância desta propriedade deve-se ao fato da água deteriorar a capacidade de isolamento de um material isolante térmico. No caso do EPS, devido á sua fraca absorção de água, este mantém grande parte da sua capacidade de isolamento. Verifica-se uma redução do Coeficiente de Condutibilidade Térmica de 3-4% para cada 1% de volume de água absorvido.

A fim de melhor visualização, os resultados obtidos nos ensaios de absorção de água estão descritos nas figuras: Fig. (8), Fig. (9) e Fig. (10).

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

Figura 9. Comparativo dos resultados do ensaio de absorção de água.

Figura 10. Gráfico dos resultados do ensaio de absorção de água.

Devido à sua estrutura completamente fechada, o EPS não retém água em seu conteúdo, podendo secar rapidamente e manter as suas propriedades inalteradas. Porém, se tirada a média dos resultados do ensaio de absorção de água de todos os materiais podemos analisar que o EPS é o material que teve maior porcentagem de água absorvida e o CS foi o que obteve menor absorção conforme vemos na Fig. (10) e em forma de porcentagem na Fig. (9).

Re

sult

ad

os

do

en

saio

de

ab

sorç

ão

EPS

FC

PET

CS

0,00%

5,00%

10,00%

15,00%

CSPET

FCEPS

0,19%0,28%

0,74%

10,87%

Re

sult

ad

o d

o e

nsa

io d

e

ab

sorç

ão

de

ág

ua

-1

1

3

5

7

9

11

13

CS PET FC EPS

Re

sult

ad

o d

o e

nsa

io d

e

ab

sorç

ão

de

ág

ua

(%

)


4.2.3. Ensaio de Resistência à Compressão

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

A fim de melhor visualização, os resultados obtidos nos ensaios de resistência à compressão estão descritos nas figuras: Fig. (11), Fig. (12) e Fig. (13).

Figura 11. Resultados do ensaio de resistência à compressão dispostos na ordem dos corpos-de-prova (1 a 10).

Figura 12. Comparativo dos resultados do ensaio de resistência à compressão.

Figura 13. Gráfico comparativo dos resultados do ensaio de compressão quanto à absorção de água

Re

sult

ad

os

do

en

saio

de

com

pre

ssã

o

CS

PET

FC

EPS

0,00

5,00

10,00

15,00

CSPET

FCEPS

9,138,178

7,088

2,13

8,988 10,558

5,43

2,056

Re

sult

ad

os

do

en

saio

de

com

pre

ssã

o (

Mp

a)

Teste Ruptura Com Absorção Teste Ruptura Seco

0

5

10

15

20

CS PET FC EPS

Re

sult

ad

o d

o e

nsa

io d

e

com

pre

ssã

o (

Mp

a)

Teste Ruptura Com Absorção Teste Ruptura Seco


5. CONCLUSÕES Após o desenvolvimento do presente trabalho, foi possível a constatação da premente necessidade de materiais

alternativos na composição do concreto, haja vista que os materiais convencionais estão cada vez mais escassos na natureza. Nesse sentido, destaca-se a reutilização de resíduos de EPS na produção de concreto leve, por ser material que se encontra em larga escala e que não possui destino específico. No que concerne à redução dos problemas ambientais existentes na atualidade, o poliestireno expandido pode representar um agregado alternativo a ser usado nos concretos leves colaborando para preservação dos recursos naturais não renováveis, bem como reduzindo uma parcela dos resíduos de EPS descartados, minimizando os impactos causados por estes.

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

Porém, vimos também outras opções na qual pode ser misturado na composição do concreto e que também podem ser vantajosos e corresponder no nível do EPS ou até mais, dependendo da necessidade do projeto e sua estrutura. Pois é preciso analisar os resultados de densidade, absorção, granulometria e principalmente aos resultados dos ensaios de compressão, no qual foi feito análise do ensaio de compressão quanto à absorção de água, e visivelmente o EPS é o menor em resistência a compressão tanto a seco como com absorção, e o CS é maior em resistência com absorção, mas o PET é o mais resistiu ao teste de ruptura a seco. Assim como a densidade do CS é maior comparado aos outros materiais, o EPS é o que possui menos densidade.

Mas Devemos ter em mente que um bom concreto não é o mais resistente, mas o que atende as necessidades da obra com relação à peça que será moldada. Logo, a consistência e o modo de aplicação acompanham a resistência como sendo fatores que definem a escolha dos materiais adequados para compor a mistura, que deve associar trabalhabilidade à dosagem mais econômica, isto é, o que for financeiramente viável.

Então para trabalhos futuros relacionados ao tema, seria interessante um estudo comparativo acerca da viabilidade econômica entre o emprego dos materiais alternativos aqui apresentados para composição do concreto. 6. REFERÊNCIAS

ABRAPEX. Associação Brasileira do Poliestireno Expandido. Manual de Utilização EPS na Construção Civil.

São Paulo: Pini, 2006. ASSOCIACAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS. NBR 15220-2: Desempenho térmico de Edificações –

Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator de calor solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro, 1998. 27 p.

BEZERRA, Luciano André Cruz. Análise do Desempenho Térmico de Sistema Construtivo de Concreto com EPS como Agregado Graúdo. Natal-RN, 2003. 64f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica. Área: Termociência) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.

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

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

MEDEIROS, K. F.; BORJA, E. V.; SILVA, G. G.; BEZERRA, M. C. M.. Analise das propriedades físico-mecânicas em blocos de cimento, com adição de isopor, sem função estrutural. I Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte Nordeste de Educação Tecnológica. Natal/RN. 2006.

NETO, Antônio Acácio de Melo; HELENE, Paulo Roberto do Lago; Modulo de Elasticidade: Dosagem e Avaliação de Modelos de Previsão do Módulo de Elasticidade de Concretos. In: INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO

(IBRACON) – 44° CONGRESSO BRASILEIRO. 2002, São Paulo. TESSARI, Janaina. Utilização de Poliestireno Expandido e Potencial de Aproveitamento de seus Resíduos na

Construção Civil. Florianópolis, 2006. 102f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Catarina.

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