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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE AMBIENTAIS E TECNOLOGICAS
COORDENAÇÃO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
KLINGER JUCIER TARGINO RODRIGUES
CONCRETO COM RESÍDUO DE BORRACHA E BRITA
GRANÍTICA
MOSSORÓ-RN
2013
KLINGER JUCIER TARGINO RODRIGUES
CONCRETO COM RESÍDUO DE BORRACHA E BRITA
GRANÍTICA
Monografia apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,
Departamento de Ciências ambientais e
tecnológicas para a obtenção do título de
Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. D. Sc. Marilia Pereira de
Oliveira – UFERSA
Co-orientador: Prof. M. Sc. Francisco
Alves da Silva Júnior – UFERSA
MOSSORÓ-RN
2013
KLINGER JUCIER TARGINO RODRIGUES
CONCRETO COM RESÍDUO DE BORRACHA E BRITA
GRANÍTICA
Monografia apresentada à Universidade
Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA,
Departamento de Ciências ambientais e
tecnológicas para a obtenção do título de
Engenheiro Civil.
APROVADA EM: / /2013
BANCA EXAMINADORA
________________________
Prof. D. Sc. Marilia Pereira de Oliveira – UFERSA
Presidente
__________________________
Prof. M . Sc. Francisco Alves da Silva Júnior – UFERSA
Primeiro Membro
_________________________
Prof. M. Sc. João Paulo Matos Xavier – UFERSA
Segundo Membro
Aos meus avós, Manuel Targino de
Oliveira e José Raimundo Rodrigues (in
memorian) fontes de inspiração e orgulho.
Exemplos para mim.
Aos meus pais, Francisco Rodrigues de
França e Maria Suelli Targino Rodrigues,
pelas orações e incentivo.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço Deus, por ser possível esta conquista. “Até aqui nos ajudou o
SENHOR.” I Sm. 7:12.
Aos meus pais, Francisco Rodrigues de França e Maria Suelli Targino Rodrigues, por
me incentivarem de todas as maneiras para chegar até aqui.
Ao meu Irmão, pela compressão e paciência que teve comigo nos momentos de stress.
Ao meu professor Francisco Alves da Silva Júnior, pela orientação e motivação durante
a realização do trabalho.
A professora, Marilia Pereira de Oliveira por acreditar na realização do trabalho.
A todos os meus colegas e professores da graduação.
RESUMO
O aumento expressivo do número de resíduos gerados para o ambiente vem se tornando
cada vez mais preocupante, causando problemas sociais, econômicos e ambientais
Diante disso, e baseado nos princípios de sustentabilidade, a reciclagem vem se
tornando quase uma obrigação perante as grandes indústrias. Incluída neste contexto
está à construção civil. Em muitas das obras de construção de infraestrutura, o concreto
é um insumo bastante utilizado. Tecnologias que possam incorporar resíduos neste são
de grande valia para o meio ambiente, e podem melhorar algumas de suas propriedades.
Neste trabalho foi realizada uma explanação sobre o processo e desenvolvimento de um
método especifico de reciclagem de resíduos na área da construção civil, (reciclagem da
borracha proveniente da recauchutagem de pneus). Onde foram produzidos concretos
com substituição parcial de agregados miúdos por borracha, e analisadas suas
características (trabalhabilidade e resistência à compressão) estudando, não apenas sua
viabilidade de caráter ambiental, mas também seus benefícios às propriedades do
material em estudo.
Palavras-chave: Concreto. Borracha. Resíduo.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Retração do concreto ao longo do tempo. ..................................................... 16
Figura 2 – Componentes do pneu. .................................................................................. 19
Figura 3 – Processo de recauchutagem. ......................................................................... 20
Figura 4 – Teor de ar incorporado em função da quantidade de borracha adicionada a
mistura. ........................................................................................................................... 23
Figura 5 – trabalhabilidade do concreto produzido com resíduos de pneu. ................... 24
Figura 6 – Relação massa unitária do concreto em função do teor de borracha. ........... 24
Figura 7 – Consumo de cimento em função do teor de borracha utilizada no concreto. 25
Figura 8 – Fator de redução da resistência por teor de borracha. ................................... 26
Figura 9 – Retificação dos corpos de prova. .................................................................. 33
Figura 10 – Curva granulométrica da areia. ................................................................... 37
Figura 11 - Curva granulométrica da brita. .................................................................... 40
Figura 12 - Curva granulométrica da borracha. .............................................................. 44
Figura 13 - Curva granulométrica da borracha e areia. .................................................. 44
Figura 14 – Frasco Chapman. ......................................................................................... 45
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Composição química média de um pneu. ...................................................... 18
Tabela 2 – Comparação dos materiais contidos em pneus. ........................................... 18
Tabela 3 – Ensaios de caracterização da areia. .............................................................. 30
Tabela 4 – Ensaios de caracterização da Borracha. ....................................................... 30
Tabela 5 – Ensaios de caracterização da Brita. ............................................................. 31
Tabela 6 – Analise granulométrica - Agregado miúdo................................................... 35
Tabela 7 – Percentagem média retida - Agregado miúdo. ............................................ 36
Tabela 8 Massa especifica da areia................................................................................. 38
Tabela 9 – Massa unitária - Areia. .................................................................................. 38
Tabela 10 – Porcentagem média retida – Agregado graúdo (brita granítica) ................. 39
Tabela 11 – Porcentagem média retida – Massa de finos (brita granítica)..................... 40
Tabela 12 – Desgaste por abrasão Los Angeles da brita granítica. ................................ 41
Tabela 13 – Percentagem de massa retida para índice de forma da brita granítica. ....... 42
Tabela 14 – Resultado do índice de forma da brita granítica. ........................................ 42
Tabela 15 – Massa unitária da brita calcária .................................................................. 43
Tabela 16 – Porcentagem média retida – Agregado miúdo (borracha tratada) .............. 44
Tabela 17 – Massa unitária da borracha tratada ............................................................. 46
Tabela 18 – Trabalhabilidade dos traços de concreto..................................................... 47
Tabela 19 – Resistencia a compressão axial simples do concreto aos 28 dias ............... 48
Tabela 20 – Modulo de deformação elástica do concreto aos 28 dias ........................... 49
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 11
2 OBJETIVOS .............................................................................................................. 12 2.1 GERAL ................................................................................................................. 12 2.2 ESPECÍFICOS ..................................................................................................... 12
3 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................. 13 3.1 CONCRETO ......................................................................................................... 13
3.1.1 Materiais que compõe o concreto .................................................................. 13
3.1.1.1 Aglomerantes .......................................................................................... 14 3.1.1.3 Aditivos .................................................................................................. 14 3.1.1.4 Adições ................................................................................................... 14
3.1.2 Propriedades .................................................................................................. 15
3.1.2.1 Concreto fresco ....................................................................................... 15 3.1.2.2 Concreto endurecido ............................................................................... 16
3.2 BORRACHA ........................................................................................................ 17
3.2.1 Composição e estrutura dos pneus ................................................................ 17
3.2.2 Recauchutagem .............................................................................................. 19 3.2.3 Pneus inservíveis ........................................................................................... 20 3.2.4 Legislação ...................................................................................................... 21
3.3 CONCRETOS COM BORRACHA ..................................................................... 22 3.3.1 Propriedades do concreto com resíduo de borracha no estado fresco ........... 22
3.3.2 Propriedades do concreto com resíduo de borracha no estado endurecido ... 25
4. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 27 4.1 MATERIAIS ........................................................................................................ 27
4.1.1 Cimento ......................................................................................................... 27
4.1.2 Agregado miúdo ............................................................................................ 27
4.1.3 Agregado graúdo ........................................................................................... 28 4.1.4 Água de amassamento ................................................................................... 28
4.1.5 Aditivo ........................................................................................................... 28 4.1.6 Borracha ........................................................................................................ 28
4.2 MÉTODOS ........................................................................................................... 29 4.2.1 Agregado miúdo (areia) ................................................................................. 29
4.2.2 Agregado miúdo (borracha)........................................................................... 30 4.2.3 Agregado graúdo ........................................................................................... 31 4.2.4 Tratamento da borracha ................................................................................. 31 4.2.5 Mistura dos materiais..................................................................................... 31 4.2.6 Slump test (ABNT NBR 12654) ................................................................... 32
4.2.7 Moldagem dos CPs ........................................................................................ 32 4.2.9 Cura do concreto ............................................................................................ 33
4.2.10 Retificação dos corpos de prova .................................................................. 33 4.2.11 Ensaio de resistência à compressão ............................................................. 33
5. RESULTADOS E DISCURSÕES ........................................................................... 35 5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS .......................................................... 35
5.1.1 Agregado miúdo (areia) ................................................................................. 35
5.1.1.1 Análise granulométrica ........................................................................... 35 5.1.1.2 Massa específica ..................................................................................... 37 5.1.1.3 Massa unitária ......................................................................................... 38
5.1.2 Agregado graúdo ........................................................................................... 39
5.1.2.1 Análise granulométrica ........................................................................... 39 5.1.2.2 Abrasão ................................................................................................... 41 5.1.2.3 Índice de forma ....................................................................................... 41
5.1.2.4 Massa unitária ......................................................................................... 42 5.1.3 Borracha ........................................................................................................ 43
5.1.3.1 Análise granulométrica ........................................................................... 43 5.1.3.2 Massa específica ..................................................................................... 45 5.1.3.3 Massa unitária ......................................................................................... 46
4.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO ........................... 46 4.2.1 Trabalhabilidade ............................................................................................ 46
4.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO ................ 47 4.3.1 Resistencia a compressão .............................................................................. 47 4.3.2 Modulo de elasticidade .................................................................................. 48
6. CONCLUSÕES ......................................................................................................... 50
7. PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS .................................................... 51
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 52
11
1 INTRODUÇÃO
A modernização da linha de produção da grande indústria e o incentivo
exacerbado ao consumo em massa, pela conjectura capitalista dominante, vem
acelerando cada vez mais o consumo de energia e de recursos naturais.
Desde os tempos antigos o homem depende dos recursos naturais para a sua
sobrevivência. Mesmo com toda sofisticação e tecnologia existente na atualidade,
continuamos extremamente dependentes do meio ambiente e isto, ao que tudo indica,
nunca irá mudar (GRANZOTO, 2010).
Diante desta realidade a preocupação tem sido crescente, e no Brasil, medidas
estão sendo tomadas, é o exemplo da Resolução 258/1999 (CONAMA, 2006), que ficou
estabelecida a obrigatoriedade do recolhimento dos pneus usados pelos fabricantes ou
importadores.
No combate aos problemas supracitados, a reciclagem é uma das propostas que
mais ganham estímulo. Hoje, no mercado, já existem vários produtos que são
produzidos com materiais reciclados: papel higiênico, embalagens de alumínio,
embalagens e subprodutos do aço e outros (SANTOS, 2005).
Umas das soluções encontradas pelo campo da construção civil é a utilização de
agregados oriundos de processos de reciclagem. Estes materiais podem ser provenientes
de processos de demolição, ou até mesmo de rejeitos provenientes de outros produtos
gerados pelo homem, tais como: pneus, plásticos, vidros, solas de sapato entre outros
(GRANZOTO, 2010).
Neste trabalho trataremos de um tema que aborda uma possível alternativa para
a problemática, tanto do acumulo de pneus inservíveis no ambiente, como também, para
a redução na quantidade de agregados naturais (areia) utilizados no concreto.
Fornecendo uma alternativa sustentável de produção de um dos insumos mais
consumidos na indústria civil, o concreto.
12
2 OBJETIVOS
2.1 GERAL
O objetivo geral é avaliar a influência da introdução de plastificante e a
substituição parcial do agregado miúdo por resíduo de borracha de pneu, proveniente do
processo de recauchutagem, em concretos com brita granítica com fator água/cimento
de 0,60.
2.2 ESPECÍFICOS
Especificamente será:
Caracterizar os materiais utilizados na confecção do concreto;
Avaliar a trabalhabilidade dos concretos com a introdução de resíduo;
Verificar a resistência dos concretos com resíduo e compará-los com uma
referência sem este.
13
3 REVISÃO DE LITERATURA
3.1 CONCRETO
O concreto de cimento Portland é um material poroso, com uma estrutura
bastante heterogênea e complexa. Segundo Mehta e Monteiro (1994) apud Freitas
(2007) as propriedades de um material têm origem em sua estrutura interna.
A estrutura de um material é constituída pelo tipo, tamanho, quantidade, forma e
distribuição das fases presentes. O concreto é formado basicamente por três fases
distintas:
meio ligante: geralmente constituído por pasta de cimento Portland, tem
por objetivo envolver os agregados, preenchendo os vazios formados e possibilitar ao
concreto a capacidade de manuseio quando recém misturado;
agregados: propriedades do concreto como massa unitária e módulo de
elasticidade estão ligadas à densidade e resistência dos agregados. Geralmente são mais
resistentes que as outras fases, por isso não afetam diretamente a resistência do
concreto;
zona de transição: é a região entre o agregado graúdo e a pasta de
cimento, formada pelo acúmulo de água ao redor do agregado. A fase de transição é a
mais fraca dos constituintes do concreto, sendo fonte de micro-fissuras, responsáveis
pelo (FREITAS, 2007).
3.1.1 Materiais que compõe o concreto
Quanto aos materiais componentes do concreto, LIBÂNIO (2007) dá as
seguintes definições:
14
3.1.1.1 Aglomerantes
Os aglomerantes unem os fragmentos de outros materiais. No concreto, em geral
se emprega cimento Portland, que por ser um aglomerante hidráulico, reage com a água
e endurece com o tempo.
3.1.1.2 Agregados
Os agregados são partículas minerais que aumentam o volume da mistura,
reduzindo seu custo, além de contribuir para a estabilidade volumétrica do produto final.
Dependendo das dimensões características 𝛷, dividem-se em dois grupos:
Agregados miúdos: 0,075mm < 𝛷 < 4,8mm. Exemplo: areias.
Agregados graúdos: 𝛷 >= 4,8mm. Exemplo: pedras.
3.1.1.3 Aditivos
Os aditivos são produtos que, adicionados em pequena quantidade aos concretos
de cimento Portland, modificam algumas propriedades, no sentido de melhorar esses
concretos para determinadas condições.
Os principais tipos de aditivos são: plastificantes (P) (Utilizado na produção do
concreto em estudo), retardadores de pega (R), aceleradores de pega (A), plastificantes
retardadores (PR), plastificantes aceleradores (PA), incorporadores de ar (IAR),
superplastificantes (SP), superplastificantes retardadores (SPR) e superplastificantes
aceleradores (SPA).
3.1.1.4 Adições
15
As adições constituem materiais que, em dosagens adequadas, podem ser
incorporados aos concretos ou inseridos nos cimentos ainda na fábrica, o que resulta na
diversidade de cimentos comerciais.
Com a alteração da composição dos cimentos pela incorporação de adições, é
comum eles passarem a ser denominados aglomerantes.
Os exemplos mais comuns de adições são: escória de alto forno, cinza volante,
sílica ativa de ferro-silício e metacaulinita.
3.1.2 Propriedades
3.1.2.1 Concreto fresco
a) Trabalhabilidade e consistência
Trabalhabilidade é a propriedade do concreto fresco que identifica sua maior ou
menor aptidão para ser empregado com determinada finalidade, sem perda de
homogeneidade (MOREIRA, 2004).
A consistência traduz as propriedades intrínsecas da mistura fresca relacionadas
com a mobilidade da massa e a coesão entre os elementos componentes, tendo em vista
a uniformidade e a compacidade do concreto (ALMEIDA, 2002).
b) Exsudação
Exsudação é a tendência da água de amassamento de vir à superfície do concreto
recém lançado. Em consequência, a parte superior do concreto torna-se excessivamente
umida, produzindo um concreto poroso e menos resistente (ALMEIDA, 2002).
16
3.1.2.2 Concreto endurecido
a) Resistência mecânica
O concreto tem como característica marcante, sua alta resistência aos esforços de
compressão e em contrapartida uma má resistência aos esforços de tração (esforço este
resistido pelo aço no concreto armado).
A resistência é obtida através de corpos de prova padronizados, para possibilitar
que resultados do mesmo concreto sejam comparados. Colocando-se essas resistências
em um gráfico de distribuição, obtém-se a curva de distribuição normal e a partir desta a
resistência característica à compressão do concreto.
b)Retração
É o fenômeno segundo o qual, após a pega, o concreto em contato com o meio
ambiente, sofre uma redução de suas dimensões em todas as direções, sem a aplicação
de cargas externas, produzidas pelas forças capilares (MOREIRA, 2004). A figura 1
ilustra a retração do concreto ao longo do tempo.
Figura 1 – Retração do concreto ao longo do tempo.
Fonte: Almeida, 2002.
17
Esta deformação é tanto maior quanto mais novo é o concreto. A medida que o
concreto envelhece, vai se tornando mais resistente, e portanto, sofrerá menores
deformações.
3.2 BORRACHA
FREITAS (2007) define as borrachas (elastômeros) como materiais poliméricos
caracterizados pela capacidade de retornar rapidamente à forma e à dimensão originais,
quando submetidas a um esforço externo que aumente seu tamanho em até duas vezes.
Quanto à origem, as borrachas, classificam-se em naturais e sintéticas. A
primeira é originada do processamento do látex da seringueira (Hevea Brasiliensis). Ao
promover uma incisão na casca, esta árvore exsuda uma secreção de aspecto leitoso,
onde o produto da coagulação deste líquido da origem a borracha. A borracha sintética,
por sua vez, deriva do petróleo. A tecnologia para sua fabricação surgiu na Alemanha
após a segunda guerra mundial e sua inserção em grande escala no mercado mundial
ocorreu na década de 70 devido a queda no preço do petróleo.
Uma variedade muito ampla de elastômeros sintéticos foi desenvolvida desde a
descoberta do produto. As características e propriedades da borracha a tornam um
produto muito amplo sendo empregado em vários setores da economia: automobilístico,
calçadista, construção civil, plásticos, materiais hospitalares e outros também de grande
importância no dia-dia da sociedade. As borrachas mais utilizadas na produção de pneus
são de estireno butadieno e de polibutadieno, a borracha de acrilonitrila-butadieno é
usada em menor proporção (FREITAS, 2007).
3.2.1 Composição e estrutura dos pneus
De acordo com Associação Nacional da Indústria de Pneumáticos – ANIP
(2009) a composição química da borracha de pneu é basicamente a estabelecida na
Tabela 1 e Tabela 2 (GRANZOTTO, 2010):
18
Tabela 1 - Composição química média de um pneu.
ELEMENTO/ COMPOSTO %
Carbono 70,0
Hidrogênio 7,0
Óxido de Zinco 1,2
Enxofre 1,3
Ferro 15,0
Outros 5,5
Fonte: Carvalho (2007) apud Granzotto (2010).
Tabela 2 – Comparação dos materiais contidos em pneus.
MATERIAL % AUTOMÓVEL % CAMINHÃO
Borracha/Elastômero 48 45
Negro de fumo 22 22
Aço 15 25
Tecido de nylon 5 -
Óxido de zinco 1 2
Enxofre 1 1
Aditivos 8 5
Fonte: ANIP (2009) apud Granzotto (2010).
Segundo Kamimura (2002), a estrutura dos pneus se divide em diferentes partes,
são elas:
Carcaça: é a estrutura interna do pneu, com a função de reter o ar sob pressão e
suportar o peso do veículo. É constituído por lonas de poliéster, náilon ou aço, dispostas
diagonalmente nos pneus convencionais e radialmente nos pneus radiais.
Flancos: são constituídos por borrachas com alto grau de flexibilidade, dispostos na
lateral do pneu, e tem a função de proteger a carcaça.
Talão: é constituído por diversos arames de aço de alta resistência, unidos e recobertos
por borracha. Possui a forma de anel, e tem a função de manter o pneu acoplado
firmemente ao aro.
19
Banda de Rodagem: formada por um composto especial de borracha que oferece
grande resistência ao desgaste. É a parte do pneu que entra diretamente em contato com
o solo. Sua superfície constituída por partes cheias (biscoitos) e vazias (sulcos) que
devidamente distribuídos proporcionam estabilidade e segurança ao veículo.
A figura 2 a seguir ilustra as partes componentes do pneu segundo Kamimura
(2002):
Figura 2 – Componentes do pneu.
Fonte: KAMIMURA, 2002.
3.2.2 Recauchutagem
A recauchutagem é uma das formas de reciclagem do pneu mais eficazes, pois
pode prolongar a vida útil do pneu em até três vezes (PNEWS, 2002 apud SANTOS,
2005). O Brasil ocupa o 2º lugar no ranking mundial de recauchutagem de pneus. Este
processo também é gerador de resíduos, pois a banda de rodagem (parte do pneu que
está em contato direto com o solo) é raspada para a retirada da borracha velha e
preparação para o recebimento de nova camada de borracha (GALVÃO, 2010 apud
KROTH, 2012).
No processo de recauchutagem, a banda de rodagem sofre uma raspagem
manual e por cilindros automatizados. Assim, um resíduo de borracha constituído por
um material grosseiro e por um material fino é gerado. O material fino, à primeira vista,
20
parece pulverulento; porém, uma análise tátil visual prova tratar-se de fibras (SANTOS,
2005). A figura 3 ilustra o procedimento.
Figura 3 – Processo de recauchutagem.
Fonte: SANTOS, 2005.
3.2.3 Pneus inservíveis
O Conselho Nacional do meio ambiente (CONAMA) define pneu inservível em
seu Art. 2° inciso IV: “pneu ou pneumático inservível: aquele que não mais se presta a
processo de reforma que permita condição de rodagem adicional, conforme código
4012.20 da Tarifa Externa Comum - TEC. (nova redação dada pela Resolução n°
301/02).”.
Segundo KAMIMURA (2002), um pneu se torna inservível quando está
fisicamente prejudicado, a lona se rompe, ou não pode ser recauchutado. Pneu
21
inservível é aquele que não mais se presta a qualquer tipo de uso como pneu, não sendo
possível inclusive reindustrializá-lo (recapagem, recauchutagem ou remoldagem).
A disposição inadequada dos pneus inservíveis traz sérias consequências para o
meio ambiente e para a saúde humana. Diversas pesquisas têm sido realizadas com o
objetivo de viabilizar técnica e economicamente a reutilização desses pneus. Kamimura
(2002) cita as principais aplicações dos resíduos de pneus inservíveis no campo da
construção civil, são elas:
Materiais para pavimentação asfáltica;
Muros de contenção;
Barragens;
Controle de Erosão;
Estabilização de ombreiras;
Geogrelha;
Sistema de armazenagem de água para gramados;
Barreiras de inércia atenuadora de impactos, entre outros.
Com relação às inúmeras aplicações dos pneus inservíveis na construção civil,
KROTH (2012) cita as seguintes vantagens:
a) Economia do consumo das fontes finitas dos recursos naturais;
b) prolongando a vida útil dos aterros sanitários;
c) redução de emissão de poluentes na atmosfera;
d) redução dos vetores de doença;
e) redução de sobrecarga em edificações;
f) preservação do meio ambiente;
g) economia no transporte e otimização na produção.
3.2.4 Legislação
Diante da preocupação quanto ao passivo ambiental criado pelos depósitos
clandestinos e formas inadequadas de destinação final dos pneus descartados, várias
ações vêm sendo tomadas, é o caso das resoluções CONAMA n° 258, de 26 de agosto
de 1999; CONAMA n° 301, de maço de 2002 que complemente a primeira. Pertinente a
22
essas, está à instrução normativa n° 08, de 15 de maio de 2002 que regulamenta as duas
resoluções supracitadas.
A resolução 258/99 obriga as empresas fabricantes e as importadoras de
pneumáticos a coletar e dar destinação final ambientalmente adequada aos pneus
inservíveis. A resolução 301/02 veio para complementar a primeira, quanto da
destinação desses resíduos sólidos. Já a instrução normativa n° 08/02 do IBAMA trata
de questões quanto ao cadastramento de fabricantes e importadores de pneumáticos para
uso em veículos automotores e bicicletas, assim como o cadastramento de
processadores e destinadores de pneumáticos de veículos automotores e bicicletas.
3.3 CONCRETOS COM BORRACHA
Os diferentes resíduos estudados atualmente para a incorporação na construção
civil passam por diferentes processos de reciclagem devido a suas diferentes
propriedades. Estudos já realizados apontam que o concreto com agregados reciclados
podem ser aplicados de diferentes formas, desde concretos de baixa resistência a
concretos de alta resistência, além de argamassas (GRANZOTTO, 2010).
O resíduo de pneu na confecção de concretos é uma prática que vem sendo
desenvolvida nos últimos anos. Pesquisas já foram desenvolvidas e apresentam
resultados tecnicamente satisfatórios, nos quais os agregados naturais são substituídos
(no caso especifico de estudo, a areia foi o agregado substituído em massa) por
agregados provenientes da trituração de resíduos de pneus inservíveis para produção de
concretos (BOAVENTURA, 2011).
3.3.1 Propriedades do concreto com resíduo de borracha no estado fresco
Aumento na quantidade de ar incorporado ao concreto. À medida que a
borracha é adicionada, o concreto passa a repelir a água e atrair o ar como se ver na
23
figura 4. Uma das consequências desse aumento de ar incorporado é o aumento no
número de vazios do concreto e diminuição de sua resistência (FREITAS, 2007).
Figura 4 – Teor de ar incorporado em função da quantidade de borracha adicionada a
mistura.
Fonte: FREITAS, 2007.
Menor trabalhabilidade. Quanto maior o teor de agregados substituídos
pela borracha, em massa, menor é a trabalhabilidade apresentada pelo concreto. Estudos
feitos por Marques (2006) apud Boaventura (2011) mostraram que para manter uma
trabalhabilidade constante, para o mesmo consumo de cimento é necessário utilizar
maior relação água/cimento nos concretos com borracha de pneu, tal como comprovada
na figura 5.
24
Figura 5 – trabalhabilidade do concreto produzido com resíduos de pneu.
Fonte: MARQUES 2006 apud BOAVENTURA 2011.
Diminuição da massa unitária. Esse fato pode ser explicado pelo fato da
densidade da borracha ser menor que a da areia. Outro motivo é a dificuldade de
adensamento do concreto produzido com borracha, que ocasiona a produção de vazios
internos e diminuição da massa especifica do concreto (FREITAS, 2007). A figura 6
mostra o comentado.
Figura 6 – Relação massa unitária do concreto em função do teor de borracha.
Fonte: FREITAS, 2007.
25
Menor consumo de cimento. O consumo de cimento necessário para
produção do concreto está relacionado com a massa específica dos componentes da
mistura e com massa unitária do concreto fresco. Além do menor consumo de cimento,
o concreto com adição de borracha requer menor quantidade de agregados naturais,
graúdo e miúdo, já que o volume ocupado pela borracha e maior que o da areia natural
(BOAVENTURA, 2011). A figura 7 ilustra o enunciado.
Figura 7 – Consumo de cimento em função do teor de borracha utilizada no
concreto.
Fonte: FREITAS, 2007.
3.3.2 Propriedades do concreto com resíduo de borracha no estado endurecido
Diminuição da resistência à compressão axial simples como mostra a
figura 8. Segundo Giacobbe. (2008) apud Boaventura (2011), a redução na resistência
nos concretos produzidos com resíduos de pneu está ligada à ação da borracha não
absorver todo o carregamento em relação aos outros componentes e também admitir
maior deformação lateral induzindo à ruptura (BOAVENTURA, 2011). Freitas (2007)
26
ainda acrescenta que, a perda de resistência verificada com a adição de borracha pode
ser atribuída ao menor módulo de deformação elástico das partículas de borracha e à má
aderência entre esta e a pasta de cimento. Como a borracha tem maior capacidade de
deformação, sua capacidade de resistir aos esforços aplicados fica limitada pela rigidez
da matriz de concreto. As partículas de borracha funcionam, na verdade, como vazios
no interior da massa de concreto.
Figura 8 – Fator de redução da resistência por teor de borracha.
Fonte: KATHIB e BAYOMY (2008) apud BOAVENTURA (2011).
Diminuição das fissuras. Segundo Toutanji (1996) apud Freitas (2007) a
diminuição do surgimento das fissuras, deve-se ao menor módulo de
elasticidade da borracha, que se deforma absorvendo parte da carga
aplicada após a ruptura.
27
4. MATERIAIS E MÉTODOS
Para atingir o objetivo proposto no trabalho, foram moldados corpos de prova
(CPs) para analisar o comportamento do concreto, quando o agregado miúdo for
parcialmente substituído por borracha.
Para tanto, se dividiu a metodologia em três partes: coleta e beneficiamento dos
resíduos de pneus, caracterização dos materiais e ensaio mecânico. O beneficiamento
dos pneus diz respeito ao tratamento da borracha. Com a caracterização buscou-se
qualificar os materiais. Os ensaios mecânicos do concreto serviram para analisar a
resistência à compressão dos concretos produzidos com a substituição parcial em
volume do agregado miúdo natural pelo resíduo de pneu.
Os materiais utilizados, com exceção da água, foram fornecidos pelo Co-
orientador Francisco Alves da Silva Júnior, que utiliza os mesmos em seu trabalho de
doutorado, pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), assim como, a
realização do tratamento do resíduo de borracha e a execução dos ensaios de
caracterização destes materiais.
4.1 MATERIAIS
4.1.1 Cimento
Utilizou-se o cimento Portland CP IV 32 RS.
4.1.2 Agregado miúdo
O agregado miúdo utilizado na produção do concreto foi à areia lavada com
dimensão máxima de 4,75 mm.
28
4.1.3 Agregado graúdo
O agregado graúdo utilizado na produção dos concretos possui dimensão
máxima característica igual a 19,00 mm. Esse agregado foi caracterizado de acordo com
as normas técnicas vigentes. Os ensaios para caracterização dos agregados graúdos
estão descritos na Tabela 5. Estes ensaios tiveram o objetivo de qualificar o material e
possibilitar as correções de dosagem.
4.1.4 Água de amassamento
A água utilizada para a produção dos concretos foi a disponibilizada pela rede de
água da Universidade Federal Rural do Semi-Árido.
4.1.5 Aditivo
Para propiciar melhor trabalhabilidade para o concreto com adição de borracha
utilizou-se o aditivo Plastificante a base de lignosulfonatos. Consistência líquida,
Densidade de 1,22 g/cm3 (informações fornecidas na embalagem).
4.1.6 Borracha
No processo de recauchutagem, o pneu sofre uma raspagem mecânica através de
cilindros metálicos. Este procedimento gera uma “nuvem” de borracha que se espalha
pelo piso da empresa reformadora e nas proximidades de onde está sendo processado
(BOAVENTURA, 2011).
29
A borracha (originada do processo de recauchutagem) utilizada na confecção
dos corpos de prova foi obtida na empresa VIPAL com sua filial em Mossoró
representado pela empresa Normando Recapagem de Pneus.
4.2 MÉTODOS
Foram submetidos aos ensaios de caracterização os agregados: areia, borracha e
brita, conforme as normas vigentes. Os resultados dos ensaios de caracterização dos
materiais utilizados nesta pesquisa para confecção dos concretos foram realizados pelo
co-orientador, professor Francisco Alves da Silva Júnior. Este material está sendo
estudado pelo mesmo em seu trabalho de doutorado pela Universidade Federal do Rio
Grande do Norte (UFRN). A pesquisa parte destes e fará a análise de sua conformidade
e de suas propriedades para o uso no concreto. Sendo realizados ensaios de consistência
e compressão axial para se verificar a resistência dos concretos propostos.
Foi escolhido o traço (1:2,5:3,5:0,60) em massa de cimento, areia, brita e fator
água/cimento, com a pretensão de aplicação em concretos com baixa resistência, para
aplicação em obras que não possuam grandes solicitações. A escolha do fator
água/cimento de 0,60, parte do princípio de que nas obras a água é bastante aumentada
para melhorar a trabalhabilidade do concreto e acelerar a etapa de concretagem e
acabamento. Foi usado Plastificante (3% em massa de cimento) com o intuito de
melhorar a trabalhabilidade do concreto, sem acréscimo de água no mesmo.
4.2.1 Agregado miúdo (areia)
Os ensaios realizados para caracterização da areia natural estão descritos na
Tabela 3.
30
Tabela 3 – Ensaios de caracterização da areia.
Determinação Ensaio Norma
Granulometria
Agregados – Determinação
da Distribuição
granulométrica.
ABNT NBR NM 248:
2003
Massa específica
Agregados – Determinação
da massa específica de
agregados miúdos por meio
do frasco Chapman.
ABNT NBR 9776: 1987
Massa unitária Agregados – Determinação
da massa unitária. ABNT NBR NM 45: 2006
4.2.2 Agregado miúdo (borracha)
Os ensaios realizados para caracterização da borracha estão descritos na Tabela
4: Estes ensaios tiveram o objetivo de qualificar o material e de comparação com o
agregado mineral substituído.
Tabela 4 – Ensaios de caracterização da Borracha.
Determinação Ensaio Norma
Granulometria
Agregados – Determinação
da Distribuição
granulométrica.
ABNT NBR NM 248:
2003
Massa específica
Agregados – Determinação
da massa específica de
agregados miúdos por meio
do frasco Chapman.
ABNT NBR 9776: 1987
Massa unitária Agregados – Determinação
da massa unitária. ABNT NBR NM 45: 2006
31
4.2.3 Agregado graúdo
Os ensaios para caracterização dos agregados graúdos estão descritos na Tabela
5.
Tabela 5 – Ensaios de caracterização da Brita.
Determinação Ensaio Norma
Granulometria
Agregados – Determinação
da Distribuição
granulométrica.
ABNT NBR NM 248:
2003
Abrasão Agregado Graúdo – Ensaio
de abrasão “Los Angeles”. ABNT NBR NM 51: 2001
Índice de forma
Agregado Graúdo –
Determinação do índice de
forma pelo método do
paquímetro.
ABNT NBR 7809: 1983
Massa unitária Agregados – Determinação
da massa unitária. ABNT NBR NM 45: 2006
4.2.4 Tratamento da borracha
O método de tratamento se deu em duas etapas e foi feita pelo professor
Francisco Alves da Silva Júnior. Primeiro através de análise visual da borracha coletada,
para detectar se havia algum material proveniente do processo de recauchutagem, tais
como fibras de aços e metais dos equipamentos. E em segundo foi feito o tratamento da
borracha com NaOH (soda cáustica).
4.2.5 Mistura dos materiais
32
A produção do concreto se deu de forma manual no laboratório de Ensaios de
materiais - LEMAT da UFERSA. Os insumos foram pesados em balança digital com
precisão de 0,01g, e então colocados na recipiente de mistura. A mistura foi feita
adicionando-se gradualmente os materiais, primeiramente foram adicionados os
agregados graúdos, seguidos dos miúdos e parte da água com plastificante dissolvido.
Depois de misturada a primeira parte, adicionou-se o cimento, e o restante da água,
homogeneizando-os manualmente com uma espátula de aço retangular (colher de
pedreiro ou trolha). Para os traços contendo partículas de borracha esta foi adicionada
juntamente com a areia.
4.2.6 Slump test (ABNT NBR 12654)
Trabalhabilidade é o esforço necessário para manipular determinada quantidade
de concreto fresco com uma mínima perda de homogeneidade. A consistência é um dos
principais fatores que influenciam na trabalhabilidade do concreto. O termo consistência
está relacionado às características inerentes ao próprio concreto, com a mobilidade da
massa e com a coesão entre seus componentes.
O método utilizado para medir a consistência da mistura foi o de abatimento de
tronco de cone “slump test” realizado segundo a ABNT NBR NM 67 (1998). O ensaio
consiste em preencher o cone (três camadas com 25 golpes cada), Suspende-lo e medir
o abatimento.
4.2.7 Moldagem dos CPs
A moldagem dos corpos-de-prova foi feita logo após o slump test. Com os
moldes cilíndricos com altura igual ao dobro do diâmetro (10 cm de diâmetro e 20 cm
de altura), de acordo com a norma ABNT NBR 5738 (2002): concreto - procedimento
para moldagem e cura de corpos de prova.
Cada traço foi feito concreto suficiente para que se confeccionasse 5 corpos de
prova para cada referência a ser estudada.
33
4.2.9 Cura do concreto
As curas dos corpos de prova (CP) depois de retirados dos moldes se deu com 28
dias de imersão, e também seguem as especificações da NBR 5738 (2002): concreto -
procedimento para moldagem e cura de corpos de prova.
4.2.10 Retificação dos corpos de prova
A retificação teve o intuito de nivelar a superfície do corpo de prova. O processo
em questão foi feito no laboratório de construção civil do IFRN - campus Mossoró.
Figura 9 – Retificação dos corpos de prova.
Fonte: SILVA JUNIOR.
4.2.11 Ensaio de resistência à compressão
34
Os ensaios de resistência a compressão foram realizados no laboratório de
construção civil do IFRN - campus Mossoró. O equipamento do ensaio em questão é
composto por uma prensa ligada a um computador, que possibilita o controle de
aplicação de carga pelo deslocamento axial do punção, assim como, o registro de dados
como:
Carga máxima aplicada;
Tensão de ruptura;
Módulo elasticidade.
35
5. RESULTADOS E DISCURSÕES
5.1 CARACTERIZAÇÃO DOS MATERIAIS
5.1.1 Agregado miúdo (areia)
5.1.1.1 Análise granulométrica
A analise granulométrica da areia foi realizada de acordo com a norma NBR NM
248/2003. O ensaio consistiu em manter 500g (dentro do limite mínimo da norma)
durante 10 min. No agitador de peneiras com frequência de vibração de 15. Após a
agitação, realizou-se a verificação da massa de borracha retida em cada peneira, com
ajuda de um pincel para retirada da borracha da peneira e de uma balança de precisão de
0,01g. Os resultados em cada ensaio estão dispostos na tabela 6.
Tabela 6 – Analise granulométrica - Agregado miúdo.
Peneira
(mm)
Amostra 01
(g)
Amostra 02
(g)
4,75 0,0 0,0
2,36 53,99 60,87
1,18 94,02 104,49
0,6 147,37 144,33
0,3 134,42 125,95
0,15 62,24 55,73
fundo 7,95 7,91
Fonte: SILVA JUNIOR.
36
A percentagem média obtida entre as duas amostras está contida na tabela 7.
Tabela 7 – Percentagem média retida - Agregado miúdo.
Fonte: SILVA JUNIOR.
A partir do ensaio de análise granulométrica da areia obteve-se como o módulo
de finura o resultado de 3,88 e para a dimensão máxima característica da areia a
dimensão de 4,75 mm.
Peneira
(mm)
Amostra 01
(g)
Amostra 02
(g)
Média entre
as amostras
(g)
Média
retida
acumulada
(g)
Percentagem
entre a média
e as amostras
(%)
Percentagem
média retida
acumulada
(%)
4,75 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
2,36 53,99 60,87 57,43 57,43 5,99 11,49
1,18 94,02 104,49 99,255 156,685 5,27 31,34
0,6 147,37 144,33 145,85 302,535 1,04 60,51
0,3 134,42 125,95 130,185 432,72 3,25 86,54
0,15 62,24 55,73 58,085 491,705 5,52 98,34
Fundo 7,95 7,91 7,93 499,635 0,25 100d
37
Figura 10 – Curva granulométrica da areia.
5.1.1.2 Massa específica
A massa especifica da areia foi obtida conforme a NBR 9776/1987 (Agregados –
Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco Chapman.).
Para a realização dos ensaios o frasco foi de vidro e composto de dois bulbos e
de um gargalo graduado. No estrangulamento existente entre os dois bulbos há um traço
que corresponde a 200 cm³, e acima dos bulbos situa-se o tubo graduado de 375 cm³ a
450 cm³. O frasco foi inicialmente aferido, verificando-se os devidos volumes
correspondentes às graduações.
A amostra foi colhida de acordo com a NBR 7216, e seca em estufa (105 -
110°C), até a constância de massa. Foi executado dois ensaios consecutivos, os quais
não diferiram 0,05g/cm³ entre si, como mostra as Tabela 8.
38
Tabela 8 Massa especifica da areia
Etapas de ensaio Amostra 01 Amostra 02
Massa de areia utilizada na
amostra
500,23g 500,20g
Volume de água utilizada
na amostra
200ml 200ml
Volume de amostra após
adição de areia
392,3ml 392,4ml
Volume deslocado 192,3ml 192,4ml
Maasa específica da areia 2,601g/ml 2,599g/ml
Fonte: SILVA JUNIOR.
A partir do ensaio de massa específica da areia obteve-se como resultado
2,60g/ml.
5.1.1.3 Massa unitária
A ABNT NBR NM 45/2006 estabelece três métodos para a determinação da
massa unitária, foi adotado o método C para esse trabalho, utilizado para o caso de
material solto. Foram realizados dois procedimentos para o ensaio, os resultados se
encontram na Tabela 9.
Tabela 9 – Massa unitária - Areia.
Procedimentos Amostra 01 Amostra 02
Volume do recipiente 15 dm³ 15 dm³
Massa de agregado no
recipiente
23.000g 22.900g
Massa Unitária da areia 1,55Kg/dm3 1,52Kg/dm³
Fonte: SILVA JUNIOR.
39
A partir do ensaio de massa unitária da areia obteve-se como resultado 1,535
Kg/dm³.
5.1.2 Agregado graúdo
5.1.2.1 Análise granulométrica
A análise granulométrica da brita granítica foi realizada conforme a ABNT NBR
NM 248/2003. Os resultados obtidos encontram-se na Tabela 10.
Tabela 10 – Porcentagem média retida – Agregado graúdo (brita granítica)
Peneira
(mm)
Amostra
01 (g)
Amostra
02 (g)
Média
entre as
amostras
(g)
Média
retida
acumulada
(g)
Porcentagem
entre a média
e as amostras
Porcentagem
média retida
acumulada
25 0 0 0,000 0,000 0,00% 0,00%
19 226,01 131,02 178,52 178,52 26,6% 3,07%
11,2 2991,01 3289,18 3140,09 3.318,61 4,74% 57,03%
9,5 599,18 555,10 577,14 4.706,69 3,81% 80,88%
6,3 887,63 734,26 810,94 5.517,63 9,45% 94,82%
4,75 135,16 93,35 114,26 5.631,89 18,3% 96,78%
Fundo 164,44 210,32 187,38 5.819,27 12,24% 100%
Fonte: SILVA JUNIOR.
As amostras passaram por mais um conjunto de peneiras, para determinação dos
finos como mostra a Tabela 11.
40
Tabela 11 – Porcentagem média retida – Massa de finos (brita granítica)
Peneira
(mm)
Amostra
01 (g)
Amostra
02 (g)
Média
entre as
amostras
(g)
Média
retida
acumulada
(g)
Porcentagem
entre a média
e as amostras
Porcentagem
média retida
acumulada
2,36 50,24 39,74 44,99 44,99 11,66% 24%
1,18 15,14 17,77 16,45 61,44 7,96% 32,82%
0,6 10,62 15,91 13,26 74,70 19,9% 39,90%
0,3 13,79 22,79 18,29 92,99 24,6% 49,67%
0,15 23,30 37,50 30,4 123,39 23,35% 65,92%
0,075 21,80 31,97 26,88 150,27 18,89% 80,28%
Fundo 29,55 44,27 36,91 187,18 19,94% 100%
Fonte: SILVA JUNIOR.
A partir do ensaio de analise granulométrica da brita granítica obteve-se como
modulo de finura o resultado de 4,32 e para a dimensão máxima característica da brita
granítica a dimensão de 19,0mm.
Figura 11 - Curva granulométrica da brita.
41
5.1.2.2 Abrasão
O desgaste por abrasão Los Angeles da brita granítica foi realizado conforme a
ABNT NBR NM 7211/2009. A amotra obtida foi pesada, secada e juntamente com a
carga abrasiva, dentro do tambor. Foi feito o tambor girar a uma velocidade
compreendida entre 30 rpme 33rpm, até completar as rotações. Em seguida,o material
foi retirado do tambor, passado pela peneira 1,7mm, lavado e secoem estufa a 107,5°C e
por ultimo foi pesado. A Tabela 12 mostra os resultados do ensaio.
Tabela 12 – Desgaste por abrasão Los Angeles da brita granítica.
Etapas do ensaio Amostra 01
Massa da amostra seca 5.000g
Massa do material retido na peneira
1,7mm
3.613,6
Desgaste por abrasão Los Angeles 27,73%
Fonte: SILVA JUNIOR.
Segundo a ABNT NBR 7211/2009o índice de desgaste por abrasão Los Angeles
determinado pela NBR NM 51/2001 deve ser inferior a 50% em massa do material.
5.1.2.3 Índice de forma
O índice de forma da brita granítica foi realizado conforme a ABNT NBR
7809/1983. Primeiramente a amostra foi colhida de acordo com anorma NBR 7216, em
seguida, seca em estufa a 110°C. A amostra foi analisada granulometricamente
utilizando as peneiras da serie normal e intermediaria. Foi desprezadas as frações
passantes na peneira 9,5mm. Cada fração obtida foi quarteada até a obtenção do numero
de grãos. A tabela 13 apresenta o numero de grãos a serem ensaiados para o índice de
forma da brita granítica e a tabela 14 o resultados do ensaio.
42
Tabela 13 – Percentagem de massa retida para índice de forma da brita granítica.
Peneiras
(mm)
Percentagem de
massa retida
(%)
Total retida
(%)
N° de
grãos
necessários
N° de grãos a
ser ensaiados
19,00 mm 4,36 76,58 200 11
11,20mm 59,38 76,58 200 155
9,5mm 12,84 76,58 200 34 Fonte: SILVA JUNIOR
Tabela 14 – Resultado do índice de forma da brita granítica.
Peneiras
(mm)
Índice de forma
19,00 mm 2,36
11,20mm 2,29
9,5mm 2,64
Fonte: SILVA JUNIOR.
Segundo a ABNT NBR 7211/2009, o índice de forma dos grãos não deve ser
superior a 3 quando determinado pela NBR 7809/1983. De acordo com os resultados
obtidos o índice de forma encontrado foi de 2,35, dentro do valor permitido pela norma.
5.1.2.4 Massa unitária
A massa unitária da brita granítica foi realizada conforme a ABNT NBR NM
45/2006. A norma estabelece três métodos para determinação da massa unitária, o
método utilizado neste trabalho foi o C, que é utilizado no caso de material solto. De
acordo com a norma para agregados com dimensões entre 37,5 e 50 mm o recipiente a
ser utilizado nos ensaios deve ter capacidade mínima de 15dm³. Foi realizado dois
procedimentos pra o ensaio, os resultados estão representados na Tabela 15.
43
Tabela 15 – Massa unitária da brita calcária
Etapas do ensaio Amostra 01 Amostra 02
Volume do recipiente 15dm³ 15dm³
Massa de agregado no recipiente 22.800g 22.500g
Massa unitária da br 1,52Kg/dm³ 1,5Kg/dm³
Fonte: SILVA JUNIOR
A partir do ensaio de massa unitária da brita granítica obteve-se como resultado
1,51Kg/dm³.
5.1.3 Borracha
5.1.3.1 Análise granulométrica
A análise granulométrica da borracha foi realizada conforme a NBR NM
248/2003. Utilizou-se duas amostras de 300g cada, para a borracha sem tratamento e
com tratamento, o ensaio consistiu em manter os 300g de borracha durante 10 minutos
no agitador de peneiras eletromecânico com a frequência de vibração de 15. Após a
agitação, realizou-se a verificação da massa de borracha retida em cada peneira, com a
ajuda de um pincel para a retirada da borracha da peneira, e de uma balança de precisão
de 0,01g. Os resultados obtidos em cada ensaio estão presentes na Tabela 16.
44
Tabela 16 – Porcentagem média retida – Agregado miúdo (borracha tratada)
Peneira
(mm)
Amostra
01 (g)
Amostra
02 (g)
Média
entre as
amostras
(g)
Média
retida
acumulada
(g)
Porcentagem
entre a
média e as
amostras
Porcentagem
média retida
acumulada
4,75 15,15 14,00 14,575 14,575 3,945% 4,86%
2,36 14,73 14,96 14,845 29,420 0,775% 9,82%
1,18 87,27 86,06 86,665 116,085 0,698% 38,73%
0,6 101,33 102,11 101,720 217,805 0,383% 72,67%
0,3 50,60 52,27 51,435 269,240 1,623% 89,83%
0,15 23,82 23,70 23,760 293,000 0,253% 97,76%
0,075 6,26 6,27 6,265 299,265 0,080% 99,85%
Fundo 0,45 0,43 0,440 299,705 2,273% 100%
Fonte: SILVA JUNIOR
A partir do ensaio de analise granulométrica da borracha tratada obteve-se como
modulo de finura o resultado de 5,14 e para a dimensão máxima característica da areia a
dimensão de 4,75mm. A figura 12 mostra a curva granulométrica da borracha e a figura
13 faz o comparativo entre as curvas da borrachae e areia.
Figura 12 - Curva granulométrica da borracha.
Figura 13 - Curva granulométrica da borracha e areia.
45
5.1.3.2 Massa específica
A massa especifica da borracha foi encontrada pelo professor Francisco Alves
Júnior de acordo com os procedimentos da norma ABNT NBR 9776/1987
Figura 14 – Frasco Chapman.
Fonte: SILVA JUNIOR
46
A partir do ensaio realizado a massa específica da borracha encontrada foi de
1,17g/cm³.
5.1.3.3 Massa unitária
A massa unitária da borracha foi realizada conforme a ABNT NBR NM
45/2006. A norma estabelece três métodos para determinação da massa unitária, o
método utilizado neste trabalho foi o C, que é utilizado no caso de material solto. De
acordo com a norma para agregados com dimensões entre 37,5 e 50 mm o recipiente a
ser utilizado nos ensaios deve ter capacidade mínima de 15dm³. Foi realizado dois
procedimentos para a borracha tratada, os resultados estão representados na Tabela 17.
Tabela 17 – Massa unitária da borracha tratada
Etapas do ensaio Amostra 01 Amostra 02
Volume do recipiente 15dm³ 15dm³
Massa de agregado no recipiente 5800g 5850g
Massa unitária da areia 0,39Kg/dm³ 0,39Kg/dm³
A partir do ensaio de massa unitária da borracha obteve-se como resultado
0,39Kg/dm³.
4.2 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO FRESCO
4.2.1 Trabalhabilidade
Os resultados das trabalhabilidades encontradas na pesquisa estão representados
na Tabela 18.
47
Tabela 18 – Trabalhabilidade dos traços de concreto
Traços Trabalhabilidade
(cm)
TR Referencia – 0% 22
TR 01 – 5% 15
TR 02 – 7,5% 13
TR 03 – 10% 9
TR 04 – 12,5% 5
TR 05 – 15% 5
Da análise dos resultados percebe-se que a trabalhabilidade diminuiu com o
acréscimo de borracha.
A perda de trabalhabilidade pode ser explicada pela maior área superficial
apresentada pelo agregado de borracha em relação à areia substituída. Este
comportamento pode ser explicado pela menor massa específica da borracha, o que
implica em colocar um volume maior de material seco, portanto, uma área superficial
maior para agregado de borracha em comparação com o agregado mineral, aumentando
assim a área a ser molhada. Para manter a trabalhabilidade da mistura seria necessário
aumentar a relação água/cimento.
4.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO NO ESTADO ENDURECIDO
4.3.1 Resistencia a compressão
Os resultados dos ensaios de resistência à compressão axial simples aos 28 dias
podem ser visualizados na Tabela 19. Com a adição de partículas de borracha ao
concreto a resistência à compressão tendeu a diminuir, comprovando o já visto nas
literaturas estudadas.
48
Tabela 19 – Resistencia a compressão axial simples do concreto aos 28 dias
Resistencia a compressão axial simples do concreto aos 28 dias (MPa)
Traço TR REF. TR 01 TR 02 TR 03 TR 04 TR 05
% de
Resíduo
0% 5% 7,5% 10% 12,5% 15%
CP 1 9,12 - - 2,68 2,77 0,49
CP 2 9,10 - - 3,39 3,15 2,89
CP 3 8,49 - - 2,95 3,39 2,17
CP 4 - - - 3,25 -
CP 5 - - - - -
Resistencia
média(MPa)
8,90 - - 3,01 3,14 1,85
Para as adições de 10%, 12,5% e 15% o concreto perdeu, respectivamente,
66,18%, 64,71% e 79,21% da resistência à compressão em relação ao traço de
referencia. A perda de resistência verificada com a adição de borracha pode ser
atribuída ao menor módulo de deformação elástico das partículas de borracha e à má
aderência entre esta e a pasta de cimento.
4.3.2 Modulo de elasticidade
O módulo de elasticidade de um concreto depende das características da pasta,
dos agregados, das características da zona de interface pasta-agregado e da idade do
concreto. Os resultados obtidos constam na Tabela 20.
49
Tabela 20 – Modulo de deformação elástica do concreto aos 28 dias
Modulo de deformação elástica do concreto aos 28 dias (MPa)
Traço TR REF. TR 01 TR 02 TR 03 TR 04 TR 05
% de
Resíduo
0% 5% 7,5% 10% 12,5% 15%
CP 1 3037 - - 889 975 250
CP 2 3466 - - 1151 2224 1462
CP 3 3379 - - 772 1361 669
CP 4 - - - - 777 -
CP 5 - - - - - -
Deformação
média(MPa)
3294 - - 937,33 1334,25 793,67
Para as adições de 10%, 12,5% e 15% o concreto perdeu, respectivamente,
71,54%, 59,49% e 75,91% do seu módulo de elasticidade em relação ao traço de
referencia. O aumento no teor de borracha adicionada implicou na diminuição do
módulo de elasticidade do concreto.
50
6. CONCLUSÕES
Neste trabalho, foi apresentado um estudo de caso sobre o concreto com resíduo
de borracha, assim como seus respectivos autores e literaturas. A revisão sobre o tema
em questão objetivou-se em complementar as literaturas pesquisadas fornecendo-lhes
dados obtidos em obras diversas, de tal maneira, que cada obra servisse de
complemento à outra, obtendo-se assim, um trabalho que abrangeu as informações de
cada um destes.
Dos resultados obtidos através dos ensaios de trabalhabilidade e de resistência à
compressão, confirmou-se o mesmo comportamento publicado por outros autores
estudados na revisão bibliográfica, são eles:
a adição de resíduo de borracha, em substituição à mesma proporção da
massa de areia, diminuiu a trabalhabilidade do concreto, essa perda ocorre
proporcionalmente ao teor de borracha adicionada.
na mesma proporção em que foi adicionada a borracha, ocorreu perda na
resistência mecânica do concreto (resistência a compressão).
Outro ponto a se ressaltar foi a impossibilidade dos testes de resistência à
compressão dos CPs de 5% e 7,5%, que não apresentaram interação suficiente entre os
componentes da mistura para serrem desmoldados. Um dos fatores que pode ter
corroborado com isto, foi a quantidade de plastificante (3% em massa de cimento)
utilizada na produção do concreto - valor máximo admissível a este. Os moldes de
concreto com menor quantidade de borracha (5% e 7,5%) se desfizeram ou no
desmolde, ou quando imersos em água, levando-se a crer que para uma menor
quantidade de borracha deve-se trabalhar com menor proporção de plastificante.
Visto que para estas quantidades de borracha, a mistura ainda apresenta uma boa
trabalhabilidade, inviabilizando a quantidade de plastificante utilizada. Comprova-se
isto, observando que à medida que se aumentou a quantidade de borracha para 10%,
12,5% e 15%, ou seja, à medida que se diminuiu a trabalhabilidade do concreto, foi
possível desmoldar e deixar submersos os corpos de provas (ou uma partes deles -
média de três CPs de cinco moldados) com a mesma quantidade de plastificante.
51
7. PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS
Produzir concreto com brita granítica, com traço tal qual ao feito, diminuindo,
porém, a quantidade do fator água/cimento, como também do plastificante.
52
REFERÊNCIAS
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