Upload
others
View
2
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
ESTUDO LABORATORIAL DA SUBSTITUIÇÃO DO AGREGADO FINO PELO PÓ
DE VIDRO: ESTUDO DO COMPORTAMENTO A TRAÇÃO PELA FLEXÃO
Crystyann Carlos Maramaldo Amorim 1
Mestre. Armando Machado Castro Filho2
Resumo
Este artigo tem o objetivo de realizar um estudo laboratorial de concreto produzidos com
agregado reciclado com resíduos provenientes da fábrica EM vidros localizado na Raposa -
MA, onde será avaliado a resistência à tração através da flexão dos corpos de prova
prismáticos, quando submetido a cura com idade de 7,14 e 28 dias. Foram utilizados o pó de
vidro em substituição a areia nas proporções de 10, 20 e 30%, fixando a substituição 0%
como parâmetro. Foi analisado o desempenho da resistência nessas taxas de substituições e
assim definido os resultados e conclusões obtidos com esse estudo, monitorando os resultados
e comparando-os.
Palavras-chave: Resistência. Agregado. Pó de vidro. Concreto.
1 INTRODUÇÃO
Segundo ao Instituto Brasileiro de Geografia Estatística (IBGE, 2018), a cidade de São
Luís conta com uma população 1.094.667 pessoas, o que é crescente o aumento ao longe dos
anos e que justifica que nas últimas décadas a cidade de São Luís vem passando por um
processo de urbanização e com isso aquecendo o mercado da construção civil, gerado assim a
expansão da indústria da construção e a geração de resíduos sólidos proveniente de tal
atividade, dentre os quais podem se destacar restos de tijolos, cimentos, aço, madeira, vidros e
etc.
Muitas empresas nas últimas décadas se instalaram no Maranhão e em todo Brasil,
mas precisamente nos últimos 5 anos com a crise que o país mergulhou, é evidente e
preocupante a situação e caos financeiro que está instalado. Mesmo diante das dificuldades a
Fábrica EM vidros, se destaca no ramo de produção de vidro, auxilia bastante pelos incentivos
fiscais do governo do estado do Maranhão.
A fábrica EM vidros localizada na Raposa -MA, e se destaca com uma empresa focada
na qualidade, segurança e também preocupado com os impactos gerados como, por exemplo,
o pó de vidro resultante de cortes de laminas e perfis de vidro, que ainda é um resíduo muito
difícil de reciclagem o que gera assim uma despesa a mais para a busca de um descarte
1 Aluno Concludente do Curso de Engenharia Civil – Email: [email protected] 2 Orientador Engenheiro Civil pela PUC-RJ, Mestre em engenharia de Produção pela UFPE, professor da
Universidade Ceuma – Email: [email protected]
2
adequado, como foi isso em visita técnica realizada em períodos subsequentes a este,
observou-se que é descarte é feito em um declive a céu aberto o que é uma situação que a
empresa quer mudar. Com isso nessa visita observou-se a preocupação da empresa e das
pessoas responsáveis, pois ao final da visita foi nos proposto o desafio de poder torna o
resíduo proveniente do processo e lapidação do vidro um resíduo útil e que traga benefício
tanto para empresa quanto para o meio ambiente, então a mesma nos auxiliará na
disponibilidade dos resíduos.
Com isso este trabalho será realizado a partir da necessidade da busca de novos
empregos para esses tipos de materiais com isso se faz necessário aperfeiçoar o conhecimento
da teoria sobre tal assunto. Sendo de grande importância o estudo, analise e a produção deste
trabalho a fim da busca de uma nova possibilidade de concreto utilizando o pó de vidro
(material proveniente da produção de chapas e perfis de vidros).
Será proposto o uso do pó de vidro, pois se trata de um material de difícil reutilização,
com o intuído de substituição a areia e consequentemente diminuir o uso de agregados
oriundos da natureza e com isso colaborando para a manutenção e preservação do meio
ambiente. Tudo se fará real, após estudo das características dos materiais, comparando-os
através de testes e verificando então sua viabilidade mecânica, ambiental e econômica,
gerando assim uma destinação para um material que outrora era de difícil reuso, além de criar
a perspectiva de uma possível oportunidade de negócio.
Iniciará com a revisão das bibliografias sobre: a escassez de recursos na construção
civil, as bibliografias e normas que estabelecem o desempenho mínimo do concreto com
misturas convencionais e alternativas, bibliografias existentes sobre o vidro e pó de vidro,
apresentando suas características individuais. Com isso será apresentado todo procedimento
metodológico, com todas as dificuldades encontradas no qual pode-se elencar: a localização
da empresa para a busca do material, a forma que o material se encontrava, os métodos de
moagem para obtenção do agregador numa forma granular que atenda a norma e possa se
classificar como agregado miúdo, dentre outros problemas. Daí se partirá para uma
caracterização dos materiais que serão utilizados na mistura, realizando assim os
experimentos de dosagem de misturas de concreto, segundo as normas, utilizando agregados
graúdos, pó de vidro em diferentes porcentagens como material de substituição da areia, e
logo depois os blocos prismáticos (corpos de provas) serão submetido o ensaio de flexão,
analisando os resultados se verificará o comportamento da técnica da utilização do pó de
vidro como agregado para composição de concreto, bem como propor o “traço de substituição
ótimo”, que é aquele que menos compromete as caraterísticas mecânicas do concreto.
3
2 ESCASSEZ DE RECURSOS NA CONSTRUÇÃO CIVIL SUSTENTABILIDADE E
OS 5R’S
Diversos são os problemas ambientais que o mundo atual sofre, como por exemplo: a
desertificação, camada de ozónio, desprendimento das rochas de gelo na Antártica, a poluição
dos mananciais, aumento da temperatura, aumento da geração de resíduos e a poluição de
forma geral. Criou-se um sentimento mundial para a busca de soluções para esses problemas,
dentre alguns fatos podemos destacar segundo Passos (2009), a conferencia de Estocolmo ( 5
e 16 de Junho de 1972), como um dos atos mais importantes para a busca de uma melhor
relação com o meio ambiente, onde foi debatido as mudanças climáticas, a qualidade da agua,
quantidade de materiais destinados na natureza, contanto com 113 países onde obteve alta
resistência dos países desenvolvidos pois ali estabeleceriam um modelo mais consciente de
desenvolvimento económico.
A partir dessa conferencia explodiu-se reuniões, conselho, atos, simpósios, nos quais
podemos elencar: ECO-92, Rio +20, Protocolo de Quioto, Cúpula Mundial sobre o
Desenvolvimento Sustentável, Conferencia de Copenhague e etc. Seguindo essa linha o
Brasil, se mostrou altamente ativo nessas questões, em 2012 no Rio de Janeiro ocorreu a Rio
+20, onde foi altamente debatido sobre ações praticas.
Lima, Amaral, Ferrari, et al (2018), afirmam que no Brasil nos últimos anos, ouve a
“boom” da indústria construção civil a partir de 2016, sem nenhum precedente e entende-se
que nos últimos quatro anos esses fenômenos vêm sofrendo com a recente e agravante crise.
Sabe-se que a indústria da construção civil é grande causadora e geradora de problemas
ambientais, com isso Oliveira e Carvalho (2014), afirmam que quase todas atividade
executadas no canteiro de obra ou ramificação deles, são potenciais geradores de entulhos ,
onde também existe também um, grande perda com transporte e aplicação o que ainda agrava
a acumulação desses resíduos em lixões ou locais indevidos.
A legislação brasileira ainda também se sensibilizou a acompanhar essas questões, em
5 de julho de 2002, foi sancionada a resolução 307 da CONAMA, onde abordar a gestão,
parâmetro e classificações dos resíduos oriundos da indústria da construção civil.
Ainda de acordo com essa resolução é também estabelecido alguns o parâmetro para
as empresas geradoras para que devem ter como principal preocupação a não geração de
resíduos e apenas em segundo plano buscar a redução, reutilização, reciclagem e destinação
final do mesmo e estabelece os municípios são os responsáveis pelo gerenciamento dos
4
resíduos e pela elaboração do plano de gerenciamento dos resíduos e veta o uso de áreas
domiciliares e públicas como bota fora, dentre outros parâmetros.
Com isso Chaves (2014) fala que os impactos gerados pelas atividades que são
inerentes a indústria da construção civil que afeta diretamente o meio ambiente, onde são
provenientes de atividade da construção, demolição, operação ou manutenção de edifícios. O
que faz com que a indústria da construção civil se preocupe em reduzir esses impactos,
definindo novos parâmetros para a diminuição de resíduos ou novas formas de economia de
recursos naturais ou a busca de um novo processo de construção que seja mais sustentável e
economicamente viável.
O Ministério do Meio Ambiente, implanta a política dos 5R’s como importante aliada
para a busca de uma sensibilização efetiva do cuidado com o meio ambiente. Como essa
política o autor Chaves (2014), define cada “R” da seguinte forma:
a) Reduzir:
- Redução do uso e consumo de qualquer material para diminuir assim a sua
fabricação. Ex: utilizar copo que não seja descartável em substituição ao
descartável;
b) Reutilizar:
- Prolongar a vida útil de cada material mesmo que seja para outra finalidade. Ex:
usar recipiente de vidro de massa de tomate como copo;
c) Reciclar:
- Um dos mais importantes neste ciclo, onde se faz necessário um trabalho mais
elaborado e eficiente como por exemplo: separação de materiais, coleta-los e
recicla-los. Esse tópico diferente dos outros deve ocorre mudanças física,
químicas ou biológicas do material para então voltar ao ciclo de uso. Ex: triturar
restos de demolição para uso em nivelamento (preenchimento) de calçadas;
d) Racionalizar:
- Uso ou ação com responsabilidade, evitar desperdiço;
e) Repensar:
- Colocar em questionamento, em discursão algumas ações que afetam o meio
ambiente, buscando novas soluções para os problemas já observados.
A política dos 5R’s ainda é bem irreal e enfrenta alguns problemas para ser colocada
de forma pratica e eficiente, mas segundo a ABRELPE (Associação Brasileira de Empresas
5
de Limpeza Pública e Resíduos Especiais-2016), divulgou o seguinte número de resíduos de
construção e demolição, como observamos na figura a seguir:
Figura 1 – Resíduos de Construção e Demolição – RCD
Fonte: Pesquisa ABRELPE / IBGE (2016)
Com isso se observa que o processo ainda é lento segundo a pesquisa ouve em 2016
decréscimo de 0,08% em comparação a 2015, mas é um número altamente satisfatório pois a
longo prazo a sensibilização para colocação prática da política dos 5R’s será altamente
difundida e aceita pelas indústrias, construtoras, sociedade, profissionais e etc, pois sabe-se
que a indústria da construção civil entre as outras atividades é a maior geradora de impactos
ao meio que está inserido, pelas suas diferentes atividades, seja na exploração de recursos
naturais, poluição, desmatamento ou produção de resíduos, então repensar e colocar em
pratica novas atitudes que visem a minoração dos prejuízos e danos ao meio.
3 VIDRO E GENERALIDADES
Sabe-se que o vidro é um material que está presente no nosso dia a dia, onde a nosso
redor desde as janelas das nossas casas até as imponentes fachadas dos arraces encontramos
esse material que traz maestria e beleza ao acabamento, mas também em utensílios
domésticos, produtos de uso como óculos, frascos e louças em gerais.
Para Bauer (2017), não a uma data exata sobre quando começou a utilização do vidro,
uns estudiosos afirmam que foi por volta de 3000 antes de Cristo, mas outros defendem que
foi apenas em 2500 a.c que o homem começou a utilizar o vidro. Mas existem peças (vasos,
enfeites e outros materiais de decoração), datados de 1400 a.c. e á evidencia em ruínas que na
Roma antiga usavam nas janelas das casas e em outros utensílios (vaso, jará, garrafas e
adornos).
Figura 2 - Vaso romano em vidro
6
Fonte: Cavalcante (2015).
Mesmo com essa divergência de origem se observa que a utilização desse material não
é tão recente, mas ainda segundo Bauer (2017), apenas no séc. XX, depois de algumas
pesquisas que definiram alguns parâmetros físicos, mecânicos e químicos do vidro, é que
possibilitou novas formas de fabricação, dentre os quais podemos destacar os vidros
temperados, laminado, cerâmicos e para decoração.
Segundo Silva, Alves e Marques (2013), a definição mais apropriada para o vidro é
que ele se diferencia dos restos das cerâmicas pois no seu processo de fabricação o vidro sofre
aquecimento dos seus compósito até ao ponto de fusão e subsequentemente são arrefecidos,
criando uma solidificação de uma estrutura amórfica, ou seja, os arranjos das moléculas são
aleatórios e sem repetição. Na imagem 4, observamos como se diferencia um material com
estrutura regular e repetitiva como cristal e a estrutura do vidro que lhe confere essa estrutura
amórfica e particular.
Para Castro, Coelho, Farias, et al (2016), o vidro é basicamente composto por calcário,
areia, alumina, corantes, descorantes e barrilha. O gráfico pizza abaixo refere-se as
porcentagens na composição do vidro:
Figura 3- Estrutura atômica do vidro e quartzo
Fonte: Castro (2015)
Figura 4- Componentes do vidro
7
Fonte: Ekoglass ([20--], não paginado)
7
Silva, Alves e Marques (2013), abordam que a sílica o material mais importante na
composição o que podemos evidenciar pela percentagem que ela representa, onde ressalta que
a adição de Mg impede a vitrificação do material e a adição de AL2O3 aumenta razoavelmente
a durabilidade, destacando que cada adição é referente a melhora de certas propriedades do
material.
Assim como outros materiais, ao longe do tempo o vidro sofreu várias alterações e
melhorias, principalmente no seu processo de fabricação que se tornou altamente sofisticado,
controlado e confiável. Bauer (2017) destaca esse aperfeiçoamento do processo produtivo do
vidro mostrando que em 1914 o processo usado para obtenção do vidro naquela época era
chamado de Fourcault. Que o autor descreve o método como sendo: a lâmina de vidro, passa
pelo debiteuse (refratário com ranhuras) por onde vidro sobe numa altura de 10 a 15 m com a
ajuda dos roletes laterais.
Em 1920 surge o processo denominado Libbey-Owens (com Patente I.W. Colbum),
onde Bauer (2017), explica que o vidro é obtido no estiramento vertical de certa altura
dobrada pelos roletes que dobram e mudam o sentindo para a horizontal. Em comparação ao
método anterior se mostra mais interessante na questão da produção e melhor recozimento,
mas perde para o Fourcault, pois o resultado final não se apresenta uma superfície brilhante
que pode ser anexado ao fato de passar pelo rolo dobrador o que gera uma descontinuidade.
Em meados da década de 50, surge o processo float, onde se obtém um vidro polido,
descoberto pelo Pilngton Glass Limited, onde foi o marco de redução de custo de produção e
com qualidade superior aos processos já citados.
De acordo com Bauer (2017), o processo começa com o vidro fundido indo para o
banho de flutuação onde em atmosfera controlada, a flutuação no banho de estanho o que faz
se obter uma planimétrica entre as faces do float, após o banho de estanho obtêm-se uma
lamina de vidro rígida e é lavada recortada e armazenada de acordo com as especificações
dada pelo fabricante. Este modo de produção do vidro se apresenta esquematizado na figura
X, cujo os passos a passos serão descritos a seguir:
8
Figura 5- Processo de fabricação Float
Fonte: Carvalho (2015)
Castro, Coelho, Farias, et al (2016), descreve o processo de fabricação do vidro:
f) Chegado do material:
Os materiais são colocados na esteira onde são transportados até a enforma e
segue para o forno de fusão;
g) Forno de fusão:
Os materiais são misturados junto com a areia e na temperatura de 1600°C, ocorre
a fundição, afinação e modelagem em uma massa homogênea e viscosa;
h) Banho de float:
A massa homogênea obtida no forno de fusão é derramada em solução de estanho
liquido em uma piscina e esse processo é conhecido como Float Bath, pois existe
uma diferença de densidade entre a massa e o estanho liquido, o que faz com o
que o vidro suba no banho sobre o estanho;
i) Galeria de Recozimento:
A folha de vidro é colocada na galeria de recozimento onde ocorre o recozimento
e o resfriamento do vidro até mais ou menos 120°C, onde está pronto para o
próximo passo;
j) Inspeção Automática:
Nesta etapa o vidro é testado e passa pelo scanner onde se observa possíveis
falhas na folha, se houver alguma falha o vidro é novamente refogado e colocado
para reciclagem;
k) Recorte:
A folha de vidro passou pelo scanner e não foi detectado nenhuma falha, então é
recortado em espessura e outras dimensões já pré-programadas;
l) Empilhamento:
Esse empilhamento é feito de forma automatizado e em embalagens respeitando
as normas vigentes.
9
m) Armazenamento:
O processo se finaliza material está embalado e pronto para armazenamento ou
expedição.
Pinheiro (2017) destaca que existe uma grande variação de vidros para sua diversa
utilização. O vidro float está em uso em larga escala por conta das suas propriedades: ópticas,
planimétricas e por desempenharem alta resistência. Podemos destacar os tipos de vidros float
como: incolor (sem adição de corante), colorido (adição de corante para fins estéticos e
termoelétricos), refletido “online”, refletido “offline” e espelho (colocação de metal prata e
camadas de tintas).
Castro, Coelho, Farias, et al (2016) destacam que o vidro float se apresenta como base
para produção de outros e por isso é o vidro mais comum e com menor custo de mercado em
comparação aos vidros obtidos e outros processos. Dentre os tipos de vidros conhecido no
mercado temos os vidros: de segurança, laminados, temperados e aramados, as definições
vemos a seguir.
Bauer (2017) destaca que apenas na década de 20 os vidros de segurança começaram a
ser utilizados em automóveis, e foi onde esse tipo de vidro obteve maior desenvolvimento. O
autor explica que o vidro de segurança se distinguiu dos demais, por ter capacidade ao sofrer
fraturação ou qualquer outro esforço não normal de trabalho, tem a capacidade de produzir
fragmentos menores e que podem gerar menos danos e ferimentos em comparação aos
demais.
O vidro é obtido pela junção de duas lâminas de vidro que estão coladas por uma
resina especial denominado de polivinil butiral- PVB que tem propriedades flexivas e de
resistência, mas que podem ser facilmente substituídas por outras resinas aprovada por
normas especificas, para Bauer (2017).
Figura 6- composição do vidro laminado.
Fonte: DIVIPAM vidros (2015)
O autor ainda descreve algumas condições para que esse vidro seja fabricado seja de
10
fato um vidro de segurança, como:
a) Sala bem vedada para evitar troca de temperatura e umidade com o espaço externo;
b) Temperatura controlada;
c) Umidade controlada;
d) Controle da resina de acordo com o fabricante (para atingir umidade desejada, pois
se a umidade for fora do desejado laminado terá aderência descontrolada,
aparência de estar embaçado e outras características indesejadas);
Um vidro é dito temperado após sofrer aquecimento e logo em seguida sofre
resfriamento, com isso se aumenta a resistência do vidro até 4 vezes maior que o vidro
comum. Segundo Silva (2005), o vidro temperado é fabricado após submissão sobre um
aquecimento controlado, elevando a temperatura á 650°C, e em seguida aquele resfriamento,
pegando um choque térmico.
Figura 7- Aplicação do vidro temperado em decoração.
Fonte: Kza Blog (2016)
A NBR-7199/16 relata que o vidro temperado não pode receber cortes, perfurações ou
rasgos, podendo apenas sofrer polimentos com espessura inferior à 0,3 mm, por isso a
necessidade de modulações dos painéis a serem colocados, definindo medidas de ajuste e
nominais para melhor execução do projeto e para se encontrar um melhor resultado.
De acordo com Silva (2005), o vidro aramado se trata de um vidro impresso que se
diferencia dos outros por ter em sua composição uma malha quadriculada e que por se tratar
de um vidro de segurança essa malha é a responsável por segurar os cacos se houve quebra do
vidro.
11
Figura 8- Vidro aramado
Fonte: Acabamento fino decorações (2018)
E por último o vidro aramado se obtém após processo de fusão com a malha metálica,
onde passa pelos rodos que deixam a malha metálica no centro do vidro, com isso se obtém
um vidro de resistência ao fogo e transparente. Bauer (2017) reitera que o vidro aramado pode
ser utilizado em portas corta-fogo, janelas, saídas de incêndio e em locais sujeitos a impactos
e sinistros e reitera a necessidade e projeto e difícil de medidas modulares por esse tipo de
vidro não aceitar perfurações ou cortes, pois o mesmo vem de fábrica com as dimensões
exatas. Em seguida um modelo de aplicação.
4 CONCRETO
4.1 DISPOSIÇÕES GERAIS (COMPOSIÇÃO)
Para Bauer (2015), o estudo dos materiais de construções é de vital importância para a
grade curricular do engenheiro, exemplificando que não é somente tão útil conseguir calcular
uma viga ou pilar, sem saber como fazer a dosagem daquele concreto, para conseguir chegar a
resistência de cálculo que se quer e também aliar a outros métodos e materiais que ajudem
para a durabilidade de toda a obra. Com isso se observa a importância de conhecer os
diferentes tipos de materiais, bem como sua origem, propriedades e possíveis usos, para com
isso buscar as melhores condições e aplicações, garantindo funcionalidade, durabilidade e
qualidades as diferentes atividades da construção civil.
Dentre os materiais de construções, abrangeremos sobre o concreto e seus
componentes, com isso Isaia (2005), hoje um dos materiais de construção mais importante e
mais usados é o concreto usado como material estrutural mesmo sendo um dos materiais
recentemente descobertos.
A NBR 12655/2015, define o concreto como um composto homogêneo de cimento
12
com adição de agregados graúdos (brita) e miúdos (areias), água, com acréscimo de alguns
componentes (sílica, pigmentos, aditivos, pozolânia e etc.) que ajudam no melhoramento das
características após o endurecimento do cimento com a água. Esta mesma norma ainda
estabelece vários critérios acerca do concreto, desde as definições de tipos de concreto, etapas
de preparo, requisitos de durabilidade do concreto até a forma de armazenamento dos
agregados. Com isso nos tópicos a seguir esmiuçara-se o concreto e estudara-se os
componentes de forma individual.
4.2 CIMENTO
O cimento se obtém através da moagem e pulverização de um material denominado
clínquer que em sua matriz constitucional apresenta silicatos hidráulicos de cálcio, com uma
porcentagem de sulfato de cálcio natural, com algumas adições que aderem melhorias para o
seu uso, é o que afirma Bauer (2015). A NBR 16697/2018, também define o cimento Portland
como sendo um ligante hidráulico que é resultante da moagem do clínquer e escoria de alto
forno, com adição única ou em conjunto de sulfatos de cálcio e outras adições nos parâmetros
descriminados em norma.
Com isso Bauer (2015) ratifica o cimento como um composto com várias adições e
constituintes:
Os constituintes do cimento Portland são a cal (CaO), a lisica (SiO2), a alumina
(Al2O3), o oxido de ferro (Fe2O3), certa proporção de magnésia (MgO) e uma
pequena porcentagem de anidrido sulfúrico (SO3).[...] Tem ainda como constituintes
menores, impurezas, óxido de sódio (Na2O), oxido de potássio (k2O), oxido de
titânio (TiO2) e outras substancias de menor importância.
Se observa que o processo de constituição do cimento não é algo tão simples e que se
trata de um material que pode ter outras adições que vão está diretamente ligado à finalidade
para a qual vai ser empregada. Podemos designar os cimentos através dos seus tipos, suas
adições e propriedades únicas, são denominados por uma sigla, resistência, acrescidas de
siglas quando necessário. Essas variações se dão através de adições de substância que ajudam
em características particulares do cimento como por exemplo a adição de material carbonático
(CP II-F) que é o Cimento Portland Composto Com material carbonático.
Na tabela a seguir observa-se as variações e tipos de cimento de acordo com a NBR
16697/2018:
13
Tabela 01- Propriedades físicas do vidro
Designação
normalizadas
(tipo)
Subtipo Sigla Classe de
resistência
Cimento
Portland
comum
Sem adição CPI
25, 32 ou
40
Com adição CP II-S
Cimento
Portland
composto
Com escoria
granulada de
alto forno
CP II-E
Com material
carbonático
CP II-F
Com material
pozolânico
CP II-Z
Cimento Portland de alto-
forno
CP III
Cimento Portland pozolânico CP IV
Cimento Portland de alta
resistência inicial
CP V ARI
Cimento
Portland
branco
Estrutural CPB 25,32 ou
40
Não
Estrutural
CPB -
Fonte: NBR 7199 (2016, p. 10)
Para Bauer (2015) o processo de fabricação do cimento se dá pelas operações de
fabricação em seis etapas:
1- Extração da matéria-prima: é feita por exploração em pedreiras ou por escavação;
2- Britagem: beneficiamento para a redução de granulometria e obtenção de
tamanhos racionais para uso;
3- Moedura e Mistura: se for pelo processo a seco, o material é colocado na estufa
para a secagem, após isso é levado até os moinhos e silos, para obtenção de grãos,
nesses moinhos e silos é onde obtemos a homogeneização e armazenamento
necessário para partir para a outra etapa;
4- Queima: o forno onde ocorre a queima é um longo tubo de aço com alvenaria
refratária, onde ocorre a queima do material em temperaturas elevadas ao nível
necessário para obtenção do clínquer em um tempo de 3 a 4 horas. Com isso se
obtém o clinker que sai em alta temperatura e o mesmo é submetido ao
resfriamento por corrente água ou ar;
5- Moagem do Clinker: após resfriado o clinker é moído em um moinho com bolas de
aço. Nesse processo já é colocado uma porcentagem de gipsita e outros aditivos
para facilitar a moagem.
14
6- Expedição: a clinker pulverizado é conduzido para o silo de estocagem por meio
pneumático com separadores que distinguem os grãos menores (prontos) e maiores
(que necessitam novamente passar pelo moedor). O produto acabado é então
ensacado ou colocado a granel para devida expedição.
Após o processo de fabricação existe outras etapas que necessitam de controle
tecnológico até o processo de venda e aplicação do cimento, dentre as quais ainda podemos
elencar, o transporte e o armazenamento, onde se ressalta que existe normas especificas que
tratam dessas duas etapas subsequentes ao processo e fabricação.
4.3 AGREGADOS
A NBR 9935/2011, que trata dos agregados define o mesmo como um material de
forma granular, praticamente inerte, com medidas granulométricas diferentes e com alta
coesão de propriedades que se adequam para a preparação de argamassa e concreto. Bauer
(2015) complementa dizendo que o agregado é um material de forma particulada, não coesivo
e com atividade química aproximadamente zero.
Os agregados podem ser classificados quanto: a origem (naturais ou industrializados),
dimensões das partículas (miúdo e graúdo), formas dos grãos, e segundo o peso especifico
aparente. Para efeito desta pesquisa, trataremos apenas da classificação quanto as dimensões
das partículas, nos quais a NBR 7211/2009 define como sendo:
a) Agregados graúdos:
- É aquele agregado que não fica retido na peneira de malha 75 mm e não passa na
abertura de malha de 4,75 mm, além de obedecer aos pressupostos da NBR NM
248/2002, onde se deseja encontrar o diâmetro máximo após a distribuição
granulométrica. Ex: cascalhos e britas;
b) Agregados miúdos:
- É aquele agregado que não fica retido na peneira de malha 4,75 mm e que
obedecem aos pressupostos da NBR NM 248/2003. O onde se deseja encontrar o
modulo de finura após a distribuição granulométrica, somando todas as
porcentagens retidas acumuladas e dividida por 100. Ex: areia;
A NBR NM 248/2001 define alguns parâmetros para os agregados, bem normas e
15
procedimento para o ensaio e obtenção da classificação quando a granulometria, onde pode-se
elencar: NM-ISO 3310-1 ou 2/2010 (estabelece as series das peneiras normais e
intermediaria), NBR NM 27/2001 (redução de amostra de campo para ensaios de laboratório)
e NBR NM 46/2003 (trata de material fino passante de peneira de 75 micrometros por
lavagem). A norma também especifica o método de ensaio, desde a amostragem, passando
pelos cálculos que se fazem necessário até a tabulação dos resultados finais que são
importantes para a dosagem do concretou ou argamassa.
4.4 ESTUDO DE DOSAGEM
Bauer (2015), explica que o estudo de dosagem é há muito tempo uma preocupação
dos técnicos e engenheiros, pela necessidade de desenvolver um concreto que resista ao que é
pedido por projeto de forma coerente que respeite a qualidade e um traço proporcional e
econômico. O autor continua referenciando em sua obra, o desenvolvimento dos
conhecimento sobre o cimento hidráulico, onde ressalta alguns fatos importantes, que vai
desde a descoberta de uma construção no Iraque datada de mais ou menos 4000 a.C.,
executada quase toda em concreto até a data de 1936 com a criação da Associação Brasileira
de Cimento Portland- ABCP, que é uma associação que visa o acompanhamento de produção
do cimento, bem como promove pesquisas para aprimoramento e além de promover
assistências técnicas as empresas e usuários do produto.
O método de dosagem aderido foi o de dosagem do American Concrete Association
(ACI/ ABCP), onde observa-se que se baseasse em informações do projeto, modo de
execução e as características dos agregados, cimentos e outros materiais. Onde inicia-se com
as anotações das características dos materiais e do cimento, determinação da relação
água/cimento, o consumo dos materiais, apresentação do traço e correções necessárias.
4.5 PROPRIEDADES NO CONCRETO FRESCO
O concreto em estado fresco e se compõe pelos agregados miúdos e graúdos, junto
com o cimento e ar de acordo com Bauer (2015). Com isso o autor continua dizendo:
Tendo em vista a qualidade do concreto endurecido, as propriedades desejáveis para
ao concreto fresco são as que asseguram a obtenção de misturas de fácil transporte,
lançamento e adensamento, sem segregação, e que, depois do endurecimento, se
apresenta homogênea, com mínimo de vazios.
Nesse contexto se observa que o concreto em estado fresco apresenta propriedades que
16
afetam diretamente a obtenção do concreto endurecido, que influenciam desde o transporte até
a obtenção de uma peça homogênea, sem vazios, sem segregação e etc. Segundo Mehta e
Monteiro (apud Alves, 2017, p. 26) o estudo da trabalhabilidade é uma das primícias mais
importante do concreto pois como já foi colocado por outros autores essa característica afeta
diretamente a viabilidade da construção e ainda mesmo que os processos de pega, cura,
dosagem do concreto sejam altamente controlados, um não controle do lançamento e
adensamento o concreto está passível de perda de durabilidade e automaticamente de
resistência.
Com isso Bauer (2015), afirma que “a consistência é mais importante dos fatores que
influem na trabalhabilidade”, então a NBR NM 67/1998- Determinação da consistência pelo
abatimento do tronco de cone, que é realizado com: um cone oco (dimensões segundo a
norma), uma placa metálica e uma haste para adensamento. Com os materiais em mãos, se
inicia o ensaio colocando o cone na base metálica e depois vai se preenchendo o cone em três
camadas e em cada é dado 25 golpes para adensamento com a haste, após a última camada
retira o que é excesso e levanta o cone. A diferença entre a altura do cone metálico e o topo do
concreto é o abatimento. Com isso se determina e observa a trabalhabilidade do concreto para
o preenchimento das formas e estruturas.
4.6 PROPRIEDADES DO CONCRETO ENDURECIDO
De acordo com o Neville e Brooks (apud Alves, 2017, p. 26), no concreto endurecido
uma das mais importantes características que devem ser estuda é o comportamento a
compressão, isso se dá pela função natural do concreto de resistir aos esforços de compressão,
mas existe outras características e propriedades que estão totalmente interligadas como: a
impermeabilidade, porosidade, durabilidade, resistência a sulfatos, resistência a tração e
dentre outros.
Vieira e Molin (2004), abordam um estudo sobre concreto reciclado, estudo as
características de compressão axial de um concreto com substituições nas faixas de 0%, 50%
e 100% e também o efeito dos diferentes fatores de agua/cimento (a/c) (0,40, 0,60, 0,80) com
o decorrer do estudo, se verificou que a menor relação a/c e a substituição de 100% do
agregado foram os menores valores de resistência. Uma das explicações para a menor
resistência é decorrente do agregado reciclado leva a uma incidência de uma reação conhecida
como álcali-sílica pela presença de minerais de sílica, que são reativos quando utilizados no
17
concreto.
4.6.1 Durabilidade
O autor Bauer (2015), existe vários fatores que devem ser levados para considerar a
vida útil (durabilidade) das estruturas, como: agentes agressivos, condições de carregamento,
tipo de material e etc... Partir disso a durabilidade se mostra como conceito bem flexível pois
como o autor afirma existe alguns fatores que podem aumentar ou retardar esses processos de
degradação e diminuição da vida util. O autor defini alguns agentes agressivos no concreto
como: mecânicos (abrasão, choques, vibração e fadiga), físicos (temperatura),
ecológicos/químicos (águas: carbônicas, puras, do mar, reativas e etc), intrínsecos (reação
álcali-agregado) e biológicos (bactérias);
4.6.2 Permeabilidade
De acordo com o Mehta e Monteiro (apud Alves, 2017, p. 27), esta propriedade é de
grande relevância e afeta diretamente a degradação e durabilidade de concreto. Bauer (2015),
reafirma dizendo que o concreto é por natureza poroso, onde existe os vazios, onde estão
preenchidos de ar ou água. O autor também afirma que para obras hidráulicas a
permeabilidade tem que ser conhecida a fim de minimizar os possíveis agentes agressores,
com isso aumento a durabilidade, e comenta que o estudo da permeabilidade como um
assunto vasto e com difícil desenvolvimento que se dá pelo grande número de parâmetros
para controle.
Bauer (2015), menciona em sua obra, alguns fatores que afetam a permeabilidade,
dentre os quais estão: água (quantidade e pureza), cimento (quantidade, finura e composição),
agregados (tamanho, impurezas, umidade, e etc.), bem como a preparação do concreto, sua
cura e condições de adensamento, mistura e acabamento.
4.6.3 Resistência mecânica a tração na flexão
Como já foi citado anteriormente, é de fundamental importância o conhecimento das
características mecânicas, física, estruturais dos materiais para melhorar a durabilidade e a
aplicação. Justificando essa necessidade, Mehta e Monteiro (apud Alves, 2017, p. 27),
afirmam que “a resistência de um material pode ser definida como a sua capacidade de resistir
18
a um determinado esforço de tensão sem romper”, com isso podemos elencar a resistência a
compressão como o mais importante parâmetro para a construção civil, mas neste artigo
estudara-se os parâmetros a tração pela flexão, usando como parâmetro a ABNT NBR-
12142/2010 (Determinação da resistência à tração na flexão de corpos de prova prismáticos).
O ensaio basicamente é realizado com corpos de prova prismáticos com dimensões
10x10x35 com vão livre de 30 cm, conforme o que prevê a norma e na figura 9 a seguir:
Figura 9 – Detalhe do corpo de prova prismático
Fonte: ABNT-NBR 12142:2010
No ensaio de flexão para obtenção da tração é colocado o princípio da viga
simplesmente apoiada onde existe duas forças concentradas nos terços dos vãos. Existe várias
pesquisas na área, a seguir abordara-se alguns estudos sobre o teste. Muniz, Oleinik, Rossot,
et al (2016), estudaram a influência da tração na flexão de peças prismáticas de concreto com
polímeros reforçados de fibra de carbono onde algumas peças foram submetidas à
temperatura de 200ºC. Onde se observou que os blocos reforçados de argamassa foram
quase 75% maior que os de referência, submetidos as mesmas condições de ensaio e cura.
De acordo com Isaia (2005), a ruptura do bloco prismático submetido ao teste de
tração pela flexão, sempre acontece no terço médio do vão, entre as duas forças aplicadas
como se observa na figura 9, onde pode-se afirmar que o momento fletor nessa região é
máxima e as duas forças verticais cortantes são praticamente nulas.
5 METODOLOGIA EXPERIMENTAL
5.1 OBTENÇÃO DO PÓ DE VIDRO
O material é obtido na indústria de vidro EM VIDROS, localizado na Raposa
onde se encontra o material usado para a substituição do agregado. O material é obtido
através do processo de fabricação do vidro onde é escoado o rejeito por meio de um
processo de rotação com água, onde é conduzido através de um tubo até chegar ao silo
de decantação, onde parte dessa agua volta para o processo e o rejeito de vidro é
despejado em sacos de estopa num estado liquido e colocado ao céu aberto, onde o
19
mesmo sofre o processo de secagem até chegar em um estado solido.
O material é colocado em uma área ao ar livre, onde sofre o processo de
secagem e como não existe uma destinação final adequada, o material é usado como
aterro no próprio local. E é esse material numa forma solida é o que após o processo de
moagem, obtém-se o chamado pó de vidro.
5.2 MOAGEM DO PÓ DE VIDRO
O material é obtido numa forma solida, se esperava um material em forma de pó,
mas por conta do processo utilizado para obtenção do vidro, onde pó é retirado de forma
hidráulica. Para a obtenção do pó, a pedra de rejeito foi submetida primeiramente a
quebra manual com auxílio de marretas e sacos de estopa como observamos nas figuras
a seguir:
Figura 10: Material após marretada Figura 11: Material quebrado
Fonte: Arquivo pessoal (2018) Fonte: Arquivo pessoal (2018)
Nessa primeira tentativa, obtém-se ao longo de 3 horas apenas 2,5 KG de pó,
que foram submetidos ao teste simplificado de granulometria onde após a quebra,
peneirou-se com a peneira de 4.8 mm segundo a ABNT, e o que ficaram retidos foram
moídos novamente, mas por se tratar de pedaços menores, usou um recipiente e com
auxílio de um bastão de um pilão se obtém uma material mais fino, o processo é
chamado de destorroamento ( figura 12) e que se adeque como agregado miúdo, como
se observa na figura 13. Avaliou-se que o método empregado não atenderia a
necessidade, pois avaliou como um processo demorado, cansativo e sem muitos
resultados.
Figura 12: Destorroamento Figura 13: Peneiramento
20
Fonte: Arquivo pessoal (2018) Fonte: Arquivo pessoal (2018)
Então o método de moagem anterior como já se citou acima não atendeu aos
requisitos, então se pensou em utilizar a máquina hidráulica que é para testes de
compressão. Com isso colocou-se as pedras em tamanho maiores e criou um sistema de
prensa e aplicação de força no material onde se obteve um material mais quebradiço.
Mas no decorrer do processo se observou que o mesmo não seria aplicável pela demora
de alavancar a prensa até uma força ideal e necessário para a quebra do material.
Pensou-se então em usar o equipamento de que mede o desgaste a abrasão de
agregados Los Angeles (figura 14), o mesmo só teria no Instituto Federal de Educação,
Ciência e Tecnologia do Maranhão (IFMA) onde mediante solicitação ao Sr. Jean
Medeiros- Chefe do Laboratório de Engenharia Civil conseguiu-se a liberação para uso
do equipamento. Então as pedras de resina de vidro foram colocadas dentro do tambor
cilíndrico do equipamento, onde possui uma abertura com tampa e trava junto com 21
esferas metálicas de dimensões diferentes, onde por rotação gerou atrito entre os
agregados e as esferas, gerando assim os desgastes do material e a transformação em pó.
Figura 14: Equipamento de Los Angeles.
PENEIRA 4.8 mm
Material que
passou pela
peneira.
Material que não
passou pela
peneira.
21
Fonte: Arquivo pessoal (2018)
O processo se inicia com a seleção do material após quebra, com isso coloca-se
o material dentro do equipamento junto com a esferas de metal, ligando-o e deixando
por 5 minutos para que haja abrasão (desgaste) do material. Ao termino desliga-se o
material e retira-se tampa do cilindro e recolhe o material.
Figura 15: Abertura do Los Angeles.
Fonte: Arquivo pessoal (2018)
Motor Elétrico
Tampa
22
Ao termino desliga-se o equipamento no qual o material se encontra, e retira-se tampa
do cilindro, gira o tambor e o material cai em uma bandeja.
Figura 16: Material no equipamento de Los Angeles.
F
Fonte: Fonte: Arquivo pessoal (2018)
Apesar da boa produção e moagem do pó como se observa na figura 16, o último
método de moagem se apresentou desvantajoso pela localização do equipamento e a restrição
de tempo disponibilizado para uso. Então após análise de algumas amostras de diferentes
sacos das pedras de resinas, se observou que havia diferença na dureza do material e de forma
intuitiva aliou-se a idade do material, ou seja, quanto maior o tempo exposto ao sol e a
intemperes, mais frágil o material se tornaria e mais fácil assim o apiloamento manual. Então
definiu-se como método de moagem o manual com auxílio de marreta e destorroamento
quando necessário. Após a moagem se obteve 23 kg do material passante na peneira 4,8 mm e
que se classifica como agregado miúdo pronto para uso e substituição.
5.3 CONFECÇÃO DAS FORMAS PRISMÁTICAS
Neste passo foi realizado o croqui das formas com a forma e obtenção das medidas
seguindo a NBR 5718-2015 (Procedimento de moldagem e cura de corpo de prova), com isso
se obteve as formas nas dimensões definidas de 10cmx10cmx35cm, como se observa na
figura a seguir:
Material pronto.
23
Figura 17 – Fôrma de blocos prismáticos
Fonte: Arquivo pessoal (2018)
5.4 CARACTERIZAÇÃO DO CIMENTO, AGREGADO MIÚDO E GRAUDO
Para a caracterização do cimento se observou a resistência, tipo de cimento e outras
características descritas, já para o agregado graúdo utilizou-se os ensaios de granulometria
segundo a NBR 7181/2016 ( Solo e analise granulométrica) com isso se determinou o
diâmetro máximo do agregado igual a 19mm e para o agregado miúdo usou-se como
parâmetro para determinação do MF (modulo de finura) igual a 2,5 e a NBR 6467/2006 (
Determinação do inchamento de agregado miúdo) para determinar o teor de umidade para
utilizarem no cálculo de dosagem igual a 12,17%. O cimento usado é o CP II-Z- 40 RS,
conhecido como Cimento Portland Composto.
5.5 DEFINIÇÃO DO PLANEJAMENTO E CALCULO DO TRAÇO PADRÃO
O traço de concreto utilizado foi segundo Torres (2015), onde leva como base o
método ACI/ABCP e Modelo Proposto por Campiteli, com isso foi calculado esse traço para
um concreto com resistência projetada de 25 Mpa aos 28 dias, um abatimento de +/- 10 cm,
Modulo de Finura =2,5, Diâmetro máximo de 19 mm e Cimento CP-IV 40 RS, onde se obteve
o traço sendo: 1 : 2,44 : 2,75 : 0,17 (cimento : areia : brita : agua).
Todos as substituições foram feitas de formas volumétricas, nas porcentagem de 10,20
e 30%, onde foram calculadas a partir da verificação da densidade dos agregados (areia e pó
de vidro), e verificou que a densidade do pó de vidro é 0,689 Kg/L e o da areia é igual a 1,372
Kg/L, onde calcula-se 10% da quantidade total da areia e obtêm-se 3,47 kg e dividindo pela
densidade da areia e multiplicando pela densidade do pó de vidro se obtém o valor de 1,743
kg correspondente a 10% de substituição do agregado, com isso se replica as outras
porcentagem de substituições. O plano e calculo do traço está em anexos.
24
5.6 PREPARO DA MISTURA, MOLDAGEM E ADENSAMETO DOS CORPOS DE
PROVA
O concreto foi feito no laboratório de concreto da Universidade com o auxílio da
betoneira, com isso foram moldados os blocos prismáticos com dimensões de 35 cm x 10 cm
x 10 cm. Após o enchimento das formas foi utilizado como parâmetro para adensamento a
NBR 5738/2015, onde foi executado o adensamento em camada única, com 75 golpes
manuais com haste de metal distribuídas uniformemente ao longo do molde.
5.7 DESFORMA E CURA UMIDA DO CONCRETO
A desforma foi feita após 48 horas após moldado como previsto na NBR 5738/2015,
com o intuito de preservar as propriedades geométrica e de resistência dos blocos. Após a
desforma o bloco foi colocado em cura úmida onde é realizada em um tanque cheio de água
saturado com adição de cal.
5.8 DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA A TRAÇÃO NA FLEXÃO
5.8.1 Preparo, marcação e adequação da prensa hidráulica
Dentre as dificuldades encontradas, verificou que o laboratório não conta com o kit
completo do teste de tração por flexão, onde só possui a base da máquina e com isso se fez
necessário a adequação da prensa utilizando dois roletes de metal na parte superior do bloco
no terço médio.
Figura 18 – Bloco submetido a flexão
Fonte: Arquivo pessoal (2018)
Cilindros de aço
Base
25
Nos dias estabelecidos para a submissão dos blocos prismáticos ao ensaio, cada bloco
foi deixado sobre a bancada e demarcado com pincel obedecendo as dimensões de 2,5 cm das
extremidades e as 3 medidas de 10 cm.
Figura 20 – Detalhe da marcação corpo de prova prismático
Fonte: ABNT (2010)
Essas marcações auxiliam no posicionamento do bloco na base da máquina, as
marcações obedeceram a figura 20, como observamos nas figuras a seguir:
Figura 21 – Bloco com marcações
Fonte: Arquivo pessoal
5.8.2 Determinação da resistência
Com a conclusão da etapa anterior, os blocos foram submetidos ao ensaio de flexão
onde se obtém a tração. Com isso o ensaio foi realizado com base na NBR 12142 (2010) com
intuito de observar a influência das substituições nas porcentagens já definidas em relação ao
traço de referencial 0.
Os dados obtidos na maquina foram obtidos em quilogramas (kg) o que necessitou
artifícios matemáticos para a conversão para Newtons(N) de acordo com a formula de cálculo
da resistência a tração pela flexão. Considerou-se que 1kg é aproximadamente a 10 N.
Pegando um dado aleatório da porcentagem de 0% igual a 2200 kg, pega-se esse valor e
26
multiplica por 10 e encontra-se 22000 N, com isso se obtém o dado pronto para colocar na
formula de cálculo de resistência à flexão na tração:
8 ANÁLISES DOS RESULTADOS E DISCURSÕES
Os resultados que serão apresentados e avaliados são resultantes do ensaio de tração
na flexão aos 7, 14 e 28 dias para as porcentagens de substituição do agregado natural (areia)
pelo pó de vidro nas escalas de 0%, 10%, 20 % e 30%, foram executados a moldagem de 36
blocos de provas prismáticos de concreto. Para analises dos resultados foi aplicado os cálculos
da mediana e o desvio padrão com o objetivo de explicar e estabelecer correções dos
resultados, essa metodologia foi aplicada para todos os resultados dos traços nas porcentagens
definidas. Os resultados serão apresentados de forma individual e após a apresentação será
feito as comparações entre as substituições e os traços de referência.
A figura 22 apresenta os resultados do ensaio do concreto de traço de referência,
medida essa dada em quilogramas (Kg) de acordo com a convenção da prensa hidráulica.
Figura 22 – Resultado da resistência à tração na flexão do bloco de referência em (Kg)
Fonte: Elaborado pelo autor
Como dito na metodologia os dados que a maquina fornece é em quilogramas e então
foi feita a conversão para newtons para aplicação da formula e então obter o resultado final
em megapascal (Mpa), passo esse que foi replicado para os demais resultados dos demais
traços que irão ser apresentados. Na figura 23 apresenta-se o resultado dos dados do ensaio
do bloco de referencia nas idades de 7, 14 e 28 dias, onde estão representados respectivamente
por 1,2 e 3.
27
Figura 23 – Resultado da resistência à tração na flexão dos blocos de 0%(referencia) (MPA)
Fonte: Elaborado pelo autor
Observa-se que o crescimento da resistência se deu a proporção da idade do concreto,
nos primeiros 7 dias a resistência foi de 3,85 Mpa, aos 14 dias se elevou para 7,70 Mpa e se
manteve constante até os 28 dias.
Na figura 24, apresenta-se os dados referente ao bloco com substituição de 10% do
agregado miúdo.
Figura 24 – Resultado da resistência à tração na flexão com substituição de 10% (MPA)
Fonte: Elaborado pelo autor
De acordo com os dados demonstrados na figura anterior, se observa que o
crescimento da resistência se dá a proporção da idade do concreto e sofre uma queda na
resistência, com base nesses dados verifica-se que nos primeiros 7 dias a resistência foi de
3,50 Mpa, aos 14 dias se elevou para 5,075 Mpa e aos 28 dias a resistência decresce para a
ordem de 4,20 Mpa, efeito esse que será explicado mais a seguir, após a apresentação de todos
os dados obtidos.
A seguir se apresenta os dados do ensaio dos blocos com substituições do agregado
miúdo na porcentagem de 20%, de acordo com a figura 25.
28
Figura 25 – Resultado da resistência à tração na flexão com substituição de 20% (MPA)
Fonte: Elaborado pelo autor
Se observa que no ensaio 1 (7dias), o corpo de prova prismático apresenta resistência
de 4,20 Mpa, no ensaio 2 (14 dias) obteve uma resistência de 5,425 Mpa, e no ensaio 3 (28
dias) ouve um decréscimo da força de resistência para a ordem de 4,90 Mpa, seguindo o
mesmo efeito apresentado no traço de 10%.
A seguir os dados de resistência à tração na flexão do traço com 30% de substituição
da areia pelo pó de vidro, observamos a seguir na figura 26.
Figura 26 – Resultado da resistência à tração na flexão com substituição de 30% (MPA)
Fonte: Elaborado pelo autor
Observa-se a figura anterior, o ensaio 1 aos 7 dias, apresenta uma resistência de 4,20
Mpa, aos 14 dias no ensaio 2 ouve um acréscimo de resistência e se chegou no valor de 4,90
Mpa, o que aos 28 dias no ensaio 3, a resistência não aumenta e nem apresenta o efeito de
queda de resistência como nos traços de 10 e 20%.
Na figura 27 a seguir, é apresentado dos traços (0%, 10%, 20% e 30% de substituição)
e dos rompimentos dos corpos de provas prismáticos nas idades de 7,14 e 28 dias.
29
Figura 27 – Comparação dos resultados da resistência à tração na flexão (MPA)
Fonte: Elaborado pelo autor
De acordo com o que se observa na figura 27, comparando os traços de referência e os
que existe uma modificação, apenas os traços de 20 e 30% apresentam resultados acima do
bloco de referência com substituição de 0%, já o de 10%, apresenta número de resistência
próximo ao de referência. Aos 14 dias os blocos de referência obtiveram resistência média de
7,70 Mpa, enquanto os demais traços com modificação apresentaram resistência inferior, mas
bastantes satisfatórios, pois em relação aos 7 dias ouve um crescimento considerável da
resistência de cada traço.
Nos ensaios realizados aos 28 dias o bloco de referência se manteve com a resistência
média constante em relação ao ensaio realizado aos 14 dias, e o de 30% foi o único que a
resistência média se manteve constante, enquanto o de 10 e 20% chegou-se a valores
inferiores ao de bloco de referência.
De acordo com Lima, Molin e Vieira (2004), afirmam através de um estudo
laboratorial do concreto com agregados reciclados, que a utilização desse tipo de material
poderia aumentar a chances de ocorrência de uma reação álcali- sílica, pela presença de sílica,
o que podemos ainda mais ratificar pelo tipo de material que utilizou-se para a substituição,
rico em sílica que é um constituinte do vidro, explicando assim uma possibilidade de não ter
tido nenhum traço aos 14 e 28 dias com resistência superior ao bloco de referência. Os autores
ainda afirmam em seu estudo que o concreto com maior porcentagem de substituição,
obtiveram valores de resistências inferiores, o que é colocado em contraponto pelos resultados
que se obteve nesta pesquisa, onde chega-se a resistências mais satisfatórias justamente nas
porcentagens de maiores substituições.
A seguir é apresentado na figura 28, onde observa-se a variação dos pesos dos corpos
de provas, os dados foram coletados após a desforma do bloco e no dia de rompimento.
30
Figura 28 – Comparação da variação da variação dos pesos (%)
Fonte: Elaborado pelo autor
Observa-se que os traços de 10% e 20% apresentaram variação de peso ao longo dos
28 dias menores que o bloco de referência, e apenas o traço com substituição de 30%
apresentou variação de peso acima do bloco base.
9 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com base nos dados apresentado neste artigo, o ensaio de flexão para obtenção da
tração se mostrou eficiente para a avaliação da resistência para comparação do traço de
concreto de referência com os demais. É possível concluir que as proporções de substituições
não atenderam as resistências do traço padrão, mas se observa que a substituição ótima ou
seja aquela que mais chegou perto das resistência de referência nos 7, 14 e 28 dias, foi na
faixa de 20 a 30%, o que remete a necessidade de um estudo especifico nessa faixa a fim de
reafirmar essa tese.
A partir do estudo exposto é imprescindível a indicação de estudos futuros mais
aprofundados sobre a caracterização do agregado pó de vidro, desde uma moagem mais
eficiente, sua interação com a água, sua caracterização completa, até o uso final como
agregado miúdo de uma forma não limitada. Estes estudos se mostram de grande relevância
não somente nas áreas de materiais de construção, mas também na perspectiva ambiental da
preservação dos recursos naturais, reciclando materiais que outrora seriam descartados no
meio ambiente.
LABORATORIAL STUDY OF FINE AGGREGATE REPLACEMENT BY GLASS
POWDER: BEHAVIORAL STUDY
31
Abstract
This article has the purpose to conduct a laboratory study on recycled waste concrete coming
from the EM glass factory in Raposa-MA, where will be tested the tracion resistance through
flexiono f prismatic body prove when subjected to a 7, 14 and 28 age cure. Were used glass
powder instead of sando n the 10, 20 and 30% proportion, fixing 0% substitution as
parameter. Were analyzed resistance performance on the substituution’s rate and the defining
the results and conclusions of this study, monitoring the results and comparing them.
Key words: Resistance. Aggregate. Powder of glass. Concrete.
REFERÊNCIAS
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7199: Vidros na
construção civil: projeto, execução e aplicações. Rio de Janeiro. 2016.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12655: Concreto
de cimento Portland: Preparo, controle, recebimento e aceitação: Procedimentos. Rio de
Janeiro. 2015.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 16697: Cimento
Portland: Requisitos. Rio de Janeiro. 2018.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9935: Agregados:
Terminologia. Rio de Janeiro. 2011.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados
para concreto: Especificações. Rio de Janeiro. 2009.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248:
Agregados: determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro. 2003.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NM- ISO3310-1:
Peneiras de ensaio - requisitos técnicos e verificação - parte 1: peneiras de ensaio com
tela de tecido metálico. Rio de Janeiro. 2010.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 2: Peneiras de ensaio -
requisitos técnicos e verificação - parte 2: peneiras de ensaio com tela de tecido metálico.
Rio de Janeiro. 2010.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 27:
Agregados: redução da amostra de campo para ensaios de laboratório. Rio de Janeiro.
2001.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 46:
Agregados: determinação do material fino que passa através da peneira de 75
micrometro, por lavagem. Rio de Janeiro. 2003.
32
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 67:
Concreto: determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone. Rio de
Janeiro. 1998.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12142: Concreto:
determinação da resistência à tração na flexão em corpos-de-prova prismáticos. Rio de
Janeiro. 2010.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto:
procedimento para moldagem e cura de corpos de prova. Rio de Janeiro. 2010.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Solo:
análise granulométrica. Rio de Janeiro. 2016.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6467: Agregados:
determinação do inchamento de agregado miúdo: método de ensaio. Rio de Janeiro. 2006.
BAUER, L. A. F. Materiais de Construção. V. 1. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015.
BAUER, L. A. F. Materiais de Construção. V. 2. 5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
CHAVES, Helena de Oliveira. Diretrizes sustentáveis na construção civil: avaliação do
ciclo de vida. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2014. Disponível em:
http://monografias.poli.ufrj.br/monografias/monopoli10011743.pdf. Acesso em: 18 de maio.
2018.
FILHO, Armando Machado Castro; COELHO, Glauber Tulio Fonseca; FARIA, Andressa
Rosane Melquiades; MARQUES, Antônio; CAMPOS, Daniel De Jesus Almeida; MENDES
Dhryelle Cordeiro; LINDOSO, Fabio Melo; SILVA, Fabio Pinto; OLIVEIRA, Gina Mirelles
Ferreira; SANTOS, Hygor Yury dos; AMORIM, Diniz Igor Silva; CAMPOS, Jowanna
Heylayne Gomes; SANTOS, Kilson Leonardo Rabelo; SOUSA, Luis Edocto Martins;
RODRIGUES, Malenna Luna; CRUZ, Marcelo De Sousa; CARVALHO, Mateus De
Menezes; ARAUJO, Natalia Nascimento Lauletta de; PIRES, Neudson Barros; PINTO, Pedro
Henrique de Sousa; LIMA, Wallesson Alexandre de Sousa. Estudo sobre o comportamento
da resistência á compressão do concreto com a utilização do pó de vidro como agregado
fino. São Luis: Atenas Maranhense. 2016. Disponível em: <
https://docplayer.com.br/76382975-Estudo-sobre-o-comportamento-da-resistencia-a-
compressao-do-concreto-com-a-utilizacao-de-po-de-vidro-como-agregado-fino.html>. Acesso
em: 18 de junho. 2018.
PINHEIRO, Fábio Carlos. Evolução do uso do vidro como material de construção civil.
Itatiba: Universidade São Francisco. 2007. Disponível em:
http://lyceumonline.usf.edu.br/salavirtual/documentos/1045.pdf. Acesso em: 16 de maio.
2018.
SILVA, Marcus Augusto Costa Cardozo da. Vidro e sua utilização na arquitetura
contemporânea em São Luís. (Graduação). São Luís. 2005.
ALVES, Rogério. Resistencia mecânica de concreto de cimento Portland: correlação de
ensaio à compressão axial com esclerometria. (Graduação). Lajeado. 2017.
33
TORRES, Junio de Matos. Dosagem de traços de concreto para obras de pequeno porte,
pelo método ACI/ABCP e modelo proposto por Campiteli. Garanhuns. 2015.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. Dados
Estatísticos e figuras. Disponível em: < https://www.ibge.gov.br/estatisticas-novoportal/por-
cidade-estado-estatisticas.html?t=destaques&c=2111300>. Acesso em: 18 de outubro. 2018.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND- ABCP. Dados Estatísticos e
imagens (2018). Disponível em: < http://www.abcp.org.br>. Acesso em: 24 outubro. 2018.
OLIVEIRA, Kelly Cristina da Cunha; CARVALHO, Mateus Costa. Reutilização de
resíduos liberados na construção civil. 2014. Disponível em:
http://www.aedb.br/wp_contente/uploads/2015/0/2271.pdf. Acesso em: 12 de junho. 2018.
CONAMA. Resolução Nº 307. Estabelece diretrizes, critérios e procedimentos para a
gestão dos resíduos da construção civil. Conselho Nacional do Meio Ambiente. Ministério
do Meio Ambiente. Brasília: CONAMA,2002.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE EMPRESAS DE LIMPEZA PÚBLICA E RESÍDUOS
ESPECIAIS- ABRELPE. Dados Estatísticos (2016). Disponível em: < http://abrelpe.org.br>.
Acesso em: 24 outubro. 2018.
LIMA, Alexandro Rezende de; AMARAL, Álvaro Henrique. FERRARI, Maíra Armaneli;
D’AVILA, Carlos Antônio Camargos. Metodologia para a realização de pericias em
edificações residenciais com patologias e elaboração de estatísticas. Minas Gerais: PUC
MINAS. 2018.
SILVA, L.F.M.; ALVES, F.J.; MARQUES, A.T. Materiais de Construção. 1. ed. PORTO: PUBLINDUSTRIA, 2013.
ISAIA, Geraldo C. Concreto: ensino, pesquisa e realizações. São Paulo: IBRACON.2005.
V 1. 792.
PASSOS, Priscila Nogueira Calmon de. A conferência de Estocolmo como ponto de
partida para a proteção internacional do meio ambiente. UNIBRASIL. Revista: Direitos
Fundamentais e Democracia. V 6. 2009
APÊNDICE A- Quadro do ensaio de granulometria do agregado miúdo (areia).
PENEIRAMENTO - 1 - AREIA
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida %
34
# m m Retido Acumulado Acumulado
4 4,8 0,00 0,00 0,00 0,00
10 2 1,40 1,40 0,29 0,29
16 1,2 3,10 4,50 0,65 0,94
30 0,6 23,74 28,24 4,96 5,90
50 0,30 216,82 245,06 45,26 51,16
100 0,15 183,76 428,82 38,36 89,52
200 0,075 43,80 472,62 9,14 98,66
FUNDO - 6,4 479,02 1,34 100,0
TOTAL 479,02 MF= 2,46
PENEIRAMENTO - 2
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida
%
Acumulado # m m Retido Acumulado
4 4,8 0,00 0,00 0,00 0,00
10 2 1,99 1,99 0,40 0,40
16 1,2 3,16 5,15 0,64 1,04
30 0,6 20,15 25,30 4,06 5,10
50 0,30 210,90 236,20 42,51 47,60
100 0,15 190,80 427,00 38,45 86,06
200 0,075 58,30 485,30 11,75 97,81
FUNDO - 10,87 496,17 2,19 100,0
TOTAL 496,17 MF= 2,38
PENEIRAMENTO - 3
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida
%
Acumulado # m m Retido Acumulado
4 4,8 0,00 0,00 0,00 0,00
10 2 2,12 2,12 0,43 0,43
16 1,2 3,50 5,62 0,71 1,14
30 0,6 24,05 29,67 4,90 6,04
50 0,30 281,31 310,98 57,27 63,31
100 0,15 133,07 444,05 27,09 90,40
200 0,075 38,85 482,90 7,91 98,31
FUNDO - 8,28 491,18 1,69 100,0
TOTAL 491,18 MF= 2,60
MÉDIA DO MF= 2,5
APÊNDICE B- Quadro do ensaio de granulometria do agregado miúdo (pó de vidro).
PENEIRAMENTO - 1 - PÓ DE VIDRO
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida %
35
# m m Retido Acumulado Acumulado
4 4,8 0,00 0,00 0,00 0,00
10 2 0,00 0,00 0,00 0,00
16 1,2 104,30 104,30 17,48 17,48
30 0,6 126,60 230,90 21,22 38,71
50 0,30 81,12 312,02 13,60 52,30
100 0,15 34,75 346,77 5,83 58,13
200 0,075 120,87 467,64 20,26 78,39
FUNDO - 128,9 596,54 21,61 100,0
TOTAL 596,54 MF= 2,45
PENEIRAMENTO - 2
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida
%
Acumulado # m m Retido Acumulado
4 4,8 0,00 0,00 0,00 0,00
10 2 0,34 0,34 0,06 0,06
16 1,2 100,26 100,60 16,95 17,01
30 0,6 133,46 234,06 22,57 39,58
50 0,30 78,84 312,90 13,33 52,91
100 0,15 81,18 394,08 13,73 66,64
200 0,075 143,35 537,43 24,24 90,88
FUNDO - 53,92 591,35 9,12 100,0
TOTAL 591,35 MF= 2,67
PENEIRAMENTO - 3
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida
%
Acumulado # m m Retido Acumulado
4 4,8 0,00 0,00 0,00 0,00
10 2 0,38 0,38 0,06 0,06
16 1,2 117,70 118,08 19,76 19,83
30 0,6 148,87 266,95 25,00 44,82
50 0,30 74,24 341,19 12,47 57,29
100 0,15 93,71 434,90 15,73 73,02
200 0,075 97,67 532,57 16,40 89,42
FUNDO - 63,01 595,58 10,58 100,0
TOTAL 595,58 MF= 2,84
MÉDIA DO MF= 2,7
APÊNDICE C- Quadro do ensaio de granulometria do agregado graúdo (brita).
PENEIRAMENTO - 1 - BRITA
36
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida % Acumulado
# m m Retido Acumulado
2" 50 0,00 0,00 0,00 0,00
1.1/2" 37,5 0,00 0,00 0,00 0,00
1" 25 0,00 0,00 0,00 0,00
3/4" 19 0,00 0,00 0,00 0,00
3/8" 9,50 504,63 504,63 50,60 50,60
4 4,75 457,60 962,23 45,89 96,49
FUNDO - 34,97 997,20 3,51 100,0
TOTAL 997,20 DMÁX 19 MM
PENEIRAMENTO - 2 - BRITA
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida % Acumulado
# m m Retido Acumulado
2" 50 0,00 0,00 0,00 0,00
1.1/2" 37,5 0,00 0,00 0,00 0,00
1" 25 0,00 0,00 0,00 0,00
3/4" 19 8,62 8,62 0,86 0,86
3/8" 9,50 651,47 660,09 65,26 66,12
4 4,75 323,88 983,97 32,44 98,57
FUNDO - 14,31 998,28 1,43 100,0
TOTAL 998,28 DMÁX 19 MM
PENEIRAMENTO - 2 - BRITA
PENEIRA Peso da Amostra Seco (g) % Retida % Acumulado
# m m Retido Acumulado
2" 50 0,00 0,00 0,00 0,00
1.1/2" 37,5 0,00 0,00 0,00 0,00
1" 25 0,00 0,00 0,00 0,00
3/4" 19 15,74 15,74 1,58 1,58
3/8" 9,50 615,97 631,71 61,72 63,30
4 4,75 353,20 984,91 35,39 98,69
FUNDO - 13,09 998,00 1,31 100,0
TOTAL 998,00 DMÁX 19 MM
DMÁX ADOTADO 19 MM
37
APÊNDICE D- Memória de cálculo de dosagem do concreto.
a) Resistência projetada 25 Mpa;
b) MF= 2,50; (apêndice A)
c) Dmáx= 19 mm; (apêndice C)
d) Tipo do cimento= CP II 40RS;
e) SD=5,5 Mpa – desvio padrão;
f) Abatimento = 90 (+/- 10 cm);
g) Fator a/c = 0,54;
h) Consumo de água (Ca) p/ m³= 205 L;
1- Calculo do Fck aos 28 dias:
2- Cálculo do consumo do cimento (Cc):
3- Cálculo do consumo de brita (Cb):
4- Cálculo do consumo de areia (C areia):
5- Calculo do traço unitário:
6- Quantidade de material para 1 Cp prismáticos de 0,10mx0,10mx0,35m:
38
7- Quantidade de material para 10 Cps prismáticos de 0,10mx0,10mx0,35m:
8- Multiplicação pelo traço: