Ilzenete Dissertacao Final 28-12-2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA CIVIL

ILZENETE ANDRADE MENESES

AVALIAO DE CONCRETO COM ADIO DE FIBRAS DE PET

SUBMETIDO A ALTAS TEMPERATURAS

Natal/RN 2011

Ilzenete Andrade Meneses



Dissertao submetida ao Programa de

Ps-graduao em Engenharia Civil da

Universidade Federal do Rio Grande do

Norte como requisito parcial para obteno

do grau de mestre em Engenharia Civil.

Orientadora: Prof. Dr Maria das Vitrias

V. Almeida de S

Natal/RN 2011

Ilzenete Andrade Meneses



Dissertao submetida ao Programa de Ps-graduao em Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como requisito parcial para obteno do grau de mestre em Engenharia Civil.

BANCA EXAMINADORA

_________________________________________________________________

Prof. Dr. Maria das Vitrias Vieira Almeida de S Orientadora

_________________________________________________________________

Profa. Dra. Andreza Kelly Costa Nbrega Examinadora Interno (UFRN)

________________________________________________________________

Prof. Dr. Ana Ceclia Vieira da Nbrega Examinadora Externo (UFPE)

Natal, 28 de dezembro de 2011.



RESUMO

O concreto ao longo dos sculos constituiu-se num elemento estrutural

indispensvel na construo civil, devido a sua relativa facilidade de moldagem, sua

durabilidade diante das intempries, seu baixo custo, sua menor necessidade de

manuteno, se comparado a outros materiais, como o ao. No entanto, quando o

concreto fica exposto a altas temperaturas tende a perder suas caractersticas

mecnicas, podendo inclusive ocorrer perda de seo, que compromete a

estabilidade e a resistncia mecnica dos elementos estruturais. As patologias

decorrentes da exposio elevadas temperaturas vo desde as fissuras, estalos

at lascamentos explosivos. Nos ltimos tempos, a tecnologia do concreto est

intimamente ligada ao estudo de sua microestrutura. O uso de fibras adicionadas ao

concreto tem se revelado como soluo para o incremento de resistncia mecnica

do concreto, pois atua diretamente na distribuio dos esforos que atuam na pea

no mbito da microestrutura. Neste trabalho foram usadas fibras de PET proveniente

da reciclagem de garrafas de refrigerante, para fabricao de vassouras. As fibra

utilizadas tinham 2mm de largura por 15mm de comprimento, incorporadas ao

concreto dosado para fck= 30MPa, relao gua/cimento 0.46, confeccionado em

um canteiro obra, para verificao de resistncia mecnica dessa mistura submetida

elevadas temperaturas. Os corpos de prova dos concretos com e sem adio de

fibras de PET foram ensaiados aps exposio s temperaturas: ambiente (30C),

100C, 200C, 300C, 400C, 600C e 900C. Verificou-se que o concreto perde de

forma significativa resistncia mecnica quando exposto a temperaturas maiores

que 300C. No entanto o uso da fibra de PET pode retardar o risco de colapso de

estruturas pela formao de uma rede de canais que facilitam a fuga do vapor

dgua, reduzindo a poropresso no interior do elemento estrutural.

Palavras chave: Concreto com PET. Concreto com fibras. Altas temperaturas.

ASSESSMENT OF CONCRETE MADE WITH DE PET FIBER

EXPOSEDO TO HIGH TEMPERATURES

ABSTRACT

The concrete for centuries constituted an essential structural element in the

construction industry due to its relative ease of forming, before the weather durability,

low cost, its lower maintenance compared to other materials such as steel. However,

when the concrete is exposed to high temperatures tends to lose its mechanical

characteristics, and may even result in loss of section, which undermines the stability

and mechanical strength of structural elements. The pathologies resulting from

exposure to elevated temperatures ranging from cracks, pops up chipping explosives

(spalling). Recently, the technology of concrete is closely related to the study of its

microstructure. The use of fibers added to concrete has been revealed as a solution

to increase the mechanical strength of the concrete, it acts directly on the distribution

of efforts to act in the play within the microstructure. In this work we used recycled

PET fibers embedded in concrete with 15x2mm fck = 30MPa, water/cement ratio of

0.46, in works made for verification of mechanical strength of this mixture submitted

to high temperature. The specimens of concrete with addition of PET fibers were

tested after exposure to temperatures: ambient (30C), 100C, 200C, 300C, 400C,

600C and 900C. It was found that the concrete loses significant strength when

exposed to temperatures above 300C, however the use of fiber PET may delay the

risk of collapse of structures for the formation of a network of channels that facilitate

the escape of vapor 'water, reducing the pore pressure inside the structural element.

Keywords: PET reinforced concrete. Fiber reinforced concrete. High temperatures.

AGRADECIMENTOS

A Deus, pela sua indiscutvel presena imanente e por todas as bnos que

graciosamente me tem concedido ao longo de toda a minha vida.

A minha famlia pelo apoio constante, por entender minha ausncia e pela torcida

por minha vitria nesse projeto de vida.

Aos meus amigos Leonete, Mateus, Josimar, Lane e Aline Dantas sempre presentes

me incentivando a continuar essa jornada.

As amigas Veruska e Larissa, que comearam a dura carreira do mestrado e juntas

vencemos os primeiros desafios que nos foram propostos.

A engenheira Aline Patrcia, pela contribuio dada na execuo dos corpos de

prova no canteiro da obra.

A todos que formam a Superintendncia de Infraestrutura da UFRN, representados

pelos engenheiros Gustavo Colho e Fred Guedes pela confiana no meu trabalho.

Aos funcionrios e colegas de trabalho que contriburam direta ou indiretamente

para o meu sucesso.

Coordenao do Curso de Ps-Graduao em Engenharia Civil que acreditou na

ideia da capacitao do funcionrio da instituio, possibilitando a realizao de meu

sonho em particular.

Aos funcionrios do laboratrio de Materiais de Construo da UFRN, Sr. Francisco

Braz e Sandro Ricardo, pela ajuda indispensvel no exerccio dos ensaios.

A Bruna e Pedro, bolsistas do Prof. Emerson, do Laboratrio de Nutrio Animal,

pela ajuda nos ensaios de aquecimento dos corpos de prova.

A Adla e Roniberto, bolsistas da Prof Vitria, que muito me ajudaram nos ensaios

de caracterizao dos materiais utilizados nessa pesquisa.

A todos, enfim, que contriburam direta e indiretamente para realizao desse

trabalho.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 (a) Representao esquemtica da exsudao no concreto fresco (b) falha

de aderncia por cisalhamento em um corpo de prova ensaiado a compresso

uniaxial ...................................................................................................................... 24

Figura 2 - Micrografia eletrnica de varredura da fase pasta de cimento. ................. 26

Figura 3- Fibra de garrafa PET pronta para o uso ..................................................... 33

Figura 4 - Srie Histrica do Censo da Reciclagem de garrafas PET no Brasil ........ 37

Figura 5 - Uso final do PET reciclado no Brasil em 2010 .......................................... 38

Figura 6 - Distribuio Nacional das Recicladoras de PET - Adaptado da ABIPET,

2010 .......................................................................................................................... 39

Figura 7 - Alterao na resistncia e colorao do concreto

Figura 8 Esquema simplificado do Procedimento experimental ............................. 45

Figura 9 - Detalhe da fibra de PET: a) largura; b) espessura; b) comprimento. ....... 52

Figura 10 - Preparao da fibra de PET: a) desfiadora artesanal; b) fibra embalada.

.................................................................................................................................. 56

Figura 11 - Interior da betoneira aps a adio das fibras de PET

Figura 12 - Processo de moldagem dos corpos de prova: a) Colocao da primeira

camada de concreto do corpo de prova; b) Socamento da camada. ........................ 57

Figura 13 - Corpos de prova produzidos para a pesquisa ......................................... 57

Figura 14 - Processo do ensaio de abatimento do tronco de cone: enchimento do

tronco de cone, b) preparao para o socamento da camada. ................................. 58

Figura 15 - Ensaio de abatimento do troco de cone: a) abatimento do concreto de

referencia; b) abatimento do concreto com PET

Figura 16 Processo de cura dos corpos de prova. ................................................. 60

Figura 17 Equipamento utilizado para aquecimento dos corpos de prova: a)

exterior e b) interior ................................................................................................... 61

Figura 18 - Corpo de prova capeado com enxofre para o ensaio de resistncia a

compresso ............................................................................................................... 62

Figura 19 Laboratrio do CTGAS: a) Equipamento de metalizao das amostras;

b) o MEV c) interior do MEV ...................................................................................... 64

Figura 20 Amostras metalizadas para o MEV: a) disposio das amostras

identificadas pelas suas diferentes temperaturas; b) detalhe das amostras. ............ 65

Figura 21 - Composio granulomtrica do agregado mido .................................... 68

Figura 22 - Composio granulomtrica do agregado grado .................................. 70

Figura 23 - Anlise Termogramietrica PET ............................................................... 71

Figura 24 - Resistncia mdia compresso dos concretos aos 28 dias ................. 74

Figura 25 Corpos de Prova em suas vrias temperaturas mudana de colorao

.................................................................................................................................. 76

Figura 26 - Corpos de prova com e em PET: a) temperatura ambiente, b) aps o

aquecimento a 300 C ............................................................................................... 43

Figura 27 Micrografia do concreto com fibra de PET a 30C detalhe da fibra de

PET ........................................................................................................................... 78

Figura 28 Micrografia do concreto com fibra de PET a 200C detalhe da fibra de

PET ........................................................................................................................... 78

Figura 29 Micrografia do concreto com fibra de PET a 400C detalhe da rea do

PET ........................................................................................................................... 79

Figura 30 Micrografia do concreto com fibra de PET a 400C detalhe das fases

do concreto................................................................................................................ 80

Figura 31 Micrografia do concreto com fibra de PET a 900C detalhe da rea do

PET ........................................................................................................................... 81

Figura 32 Micrografia do concreto com fibra de PET a 900C detalhe da rea

ampliada .................................................................................................................... 81

Figura 33 Micrografia do concreto com fibra de PET a 900C detalhe das fases

do concreto................................................................................................................ 82

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Efeito da temperatura sobre o concreto, adaptado de Kanma et al., 2011

.................................................................................................................................. 41

Tabela 2 Volume estimado de concreto para os corpos de prova em litros ........... 46

Tabela 3 - Composio do concreto .......................................................................... 47

Tabela 4 Caracterizao do Aditivo Polifuncinal SIKAMENT PF 171 ..................... 54

Tabela 5 Distribuio dos corpos de prova confeccionados .................................. 57

Tabela 6 Ensaio de incio de pega do Cimento ...................................................... 66

Tabela 7 Ensaio de resistncia do Cimento ............................................................ 67

Tabela 8 - Composio granulomtrica do agregado mido ..................................... 67

Tabela 9 - Massa especfica e unitria, mdulo de finura e dimetro mximo do

agregado mido. ....................................................................................................... 68

Tabela 10 - Composio granulomtrica do agregado grado.................................. 69

Tabela 11 - Massas especfica e unitria, mdulo de finura do agregado grado .... 70

Tabela 12 Resultados do ensaio de consistncia do concreto ............................... 72

Tabela 13 Resultados dos ensaio de absoro e de porosidade do concreto ...... 73

LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

ABIPET Associao Brasileira da Indstria do PET

CONAMA Conselho Nacional de Meio Ambiente

PNSB Pesquisa Nacional de Saneamento Bsico

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

CTGS-RN Centro de Treinamento de Petrleo e Gs do Rio Grande do Norte

CP030 Concreto com PET em temperatura ambiente

CP100 Concreto com fibra de PET submetido a temperatura de 100






SP030 Concreto sem PET em temperatura ambiente

SP100 Concreto sem fibra de PET submetido a temperatura de 100






UFRN Universidade Federal do Rio Grande do Norte

PET - Polietileno Tereftalato

SUMARIO

INTRODUO .......................................................................................................... 16

1.1 Estrutura da Pesquisa .................................................................................. 20

FUNDAMENTAO TERICA ................................................................................. 21

2.1 Concreto ....................................................................................................... 21

2.1.1 Agregados ............................................................................................. 22

2.2 Concreto com Fibras .................................................................................... 30

2.2.1 Aspectos Gerais .................................................................................... 30

2.2.2 Concreto com Fibras Polimricas .......................................................... 32

2.2.3 Concreto com fibra de PET ................................................................... 34

2.2.4 Sustentabilidade Ambiental ................................................................... 34

2.3 Concreto Submetido as Altas Temperaturas ................................................ 39

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................................ 44

3.1 Planejamento Experimental ......................................................................... 45

3.1.1 Escolha do Trao ................................................................................... 46

3.1.2 Clculo dos Materiais ............................................................................ 46

3.2 Caracterizao dos materiais ....................................................................... 47

3.2.1 Cimento ................................................................................................. 47

3.2.1.1 Ensaio de Finura .................................................................................... 48

3.2.1.2 Determinao do Tempo de Pega do Cimento ...................................... 48

3.2.1.3 Ensaio de Consistncia do Cimento ...................................................... 49

3.2.1.4 Ensaio de Expansibilidade do Cimento ................................................. 49

3.2.1.5 Determinao da Resistncia Compresso do Cimento .................... 50

3.2.2 Agregado Mido .................................................................................... 50

3.2.3 Agregado Grado .................................................................................. 51

3.2.4 Fibra de PET.......................................................................................... 52

3.2.5 O aditivo ................................................................................................ 53

3.3 Produo do Concreto ................................................................................. 55

3.3.1 Mistura, Moldagem e Cura do Concreto ................................................ 55

3.3.1.1 Mistura do Concreto .............................................................................. 55

3.3.1.2 Moldagem do Concreto ......................................................................... 55

3.3.1.3 Ensaio de Abatimento Slump test .................................................... 58

3.3.1.4 Cura do Concreto ................................................................................. 60

3.4 Aquecimento dos Corpos de Prova de concreto .......................................... 60

3.5 Ensaios do Concreto .................................................................................... 61

3.5.1 Resistncia compresso .................................................................... 62

3.5.2 Anlise Visual das Amostras ................................................................. 62

3.5.3 Absoro e porosidade .......................................................................... 63

3.5.4 Anlise microestrutural dos concretos ................................................... 64

RESULTADOS E DISCUSSES .............................................................................. 66

4.1 Caracterizao dos materiais ....................................................................... 66

4.1.1 Cimento ................................................................................................. 66

4.1.2 Agregado Mido .................................................................................... 67

4.1.3 Agregado grado ................................................................................... 69

4.1.4 Fibra de PET.......................................................................................... 71

4.2 Caracterizao do concreto ................................................................... 72

4.2.1 Ensaio de abatimento ............................................................................ 72

4.2.2 Absoro e porosidade .......................................................................... 72

4.2.3 Resistncia a Compresso .................................................................... 73

4.2.4 Anlise visual das amostras .................................................................. 75

4.2.5 Anlise Microestrutural dos Concretos .................................................. 77

CONSIDERAES FINAIS ...................................................................................... 83

5.1 Concluses .................................................................................................. 83

5.2 Consideraes gerais ................................................................................... 84

5.3 Sugestes para trabalhos futuros ................................................................ 85

REFERNCIAS ......................................................................................................... 86

16

CAPTULO 1

INTRODUO

O concreto ao longo dos sculos constituiu-se num elemento indispensvel na

construo civil, devido a sua relativa facilidade de moldagem e sua durabilidade

diante das intempries e seu baixo custo associado a rpida disponibilidade para

uma obra. Alm dessas razes ainda podem ser mencionadas a menor necessidade

de manuteno e a resistncia ao fogo, quando comparadas as estruturas de ao

(METHA e MONTEIRO, 2008).

Nesse cenrio, o concreto o material de construo mais empregado no

mundo. Isto, por si s, justificativa suficiente para a realizao de pesquisas que

visem fornecer subsdios para uma melhor utilizao deste importante material. Boa

parte da produo de concreto se destina as edificaes que devem oferecer

conforto e proteo aos seus usurios.

O concreto apresenta trs razes para ser o material mais escolhido pelos

engenheiros, para os elementos estruturais de uma construo. A primeira razo

sua resistncia a ao da gua, ideal para obras como tneis, barragens, canais

entre outros. Peas como sapatas, pilares e vigas em concreto armado onde passa

a haver a ao conjugada do concreto e o ferro para melhoria da resistncia trao

e compresso, e, alm disso, o concreto protege a ferragem da exposio gua.

A segunda razo reside na facilidade do concreto fresco em adaptar-se a forma e os

tamanhos variados dos elementos estruturais, ou seja, a possibilidade de moldagem

do concreto fresco devido sua consistncia plstica. E a terceira o baixo custo e

a rpida disponibilidade do concreto para uma obra. Os materiais bsicos, cimento e

agregado, so fceis de serem encontrados em qualquer parte do mundo, com um

custo menor que os demais materiais de construo (METHA e MONTEIRO, 2008).

Ao longo dos ltimos anos o concreto vem sendo estudado no intuito de

melhorar suas propriedades mecnicas e proporcionar economia e velocidade as

17

construes. As solicitaes arquitetnicas exigem elementos estruturais cada vez

mais esbeltos, leves e at coloridos.

A escolha criteriosa dos materiais e a observncia as normas estabelecidas

garantem no apenas a economia como tambm a segurana, e previnem ou adiam

as intervenes de correo e de manuteno da edificao.

No entanto, a ocorrncia de uma catstrofe natural, por ser imprevisvel ou de

difcil mensurao, tanto no momento da ocorrncia, como em termos de

intensidade, interfere na vida til de uma edificao. Essa interferncia, geralmente

devido a brusca solicitao, pode ser em menor ou maior escala dependendo das

condies iniciais da estrutura da edificao. Como exemplos dessas ocorrncias

podem ser citados os incndios, as inundaes, os sismos, a ao do vento, entre

outros. No Brasil, os acidentes mais comuns e mais graves so devidos a ao do

vento e aos incndios (SOUZA e RIPPER, 1998).

No campo da proteo, desde sempre houve grande preocupao com os

incndios, haja vista serem lembradas at hoje as grandes tragdias ocorridas no

Brasil. Exemplos clssicos so os incndios nos edifcios Andraus e Joelma, nos

anos setenta, que contabilizaram, inclusive, perdas de vidas humanas com 16 e 179

mortes, respectivamente. E, mais recentemente, o acidente com o avio da TAM no

aeroporto de Congonhas em So Paulo, onde morreram 199 pessoas entre os que

estavam no voo e os que estavam nas instalaes do prdio da TAM.

Estruturas em concreto suportam temperaturas da ordem de 700C a 800C

conservando resistncia suficiente em um tempo hbil para que os resgates sejam

feitos sem o colapso da estrutura. Essa segurana j no pode ser considerada em

estruturas de ao, por exemplo.

Nos ltimos anos, tem havido uma crescente busca por concretos mais

resistentes e durveis, caracterizados por uma alta densidade e um baixo volume de

vazios. A matriz densificada tende a contribuir para o aumento da sensibilidade do

material as condies trmicas extremas bem como no processo de aquecimento

rpido.

18

O concreto exposto a altas temperaturas tende a perder suas caractersticas

mecnicas, podendo inclusive ocorrer perda de seo. As patologias decorrentes

vo desde as fissuras, estalos at lascamentos explosivos (spalling) que, por vezes,

degrada definitivamente o elemento estrutural levando a edificao a ruina. Estas

patologias do concreto exposto a altas temperaturas so influenciadas por fatores

internos: distribuio/tamanho dos poros, relao a/c, existncia de partculas finas e

ultrafinas, grau de hidratao e o de saturao entre outros, e os externos: taxa de

aquecimento mxima, tempo de exposio, umidade do ambiente, tipo de

resfriamento, dimenso, espessura e forma do elemento estrutural, concentrao de

tenso trmica desenvolvidas durante o aquecimento (NINCE, 2007).

Quando a taxa de aquecimento for alta e a permeabilidade da pasta de

cimento for baixa, a presena de grande quantidade de gua evaporvel pode

causar danos ao concreto. Estes danos aparecero sob a forma de lascamentos

superficiais, ocasionados pela presso de vapor dentro do material (POGGIALI,

2009).

Segundo Neville (1997) e Metha e Monteiro (2008), a resistncia a

compresso do concreto regida por uma srie de fatores, que entre outros, so:

natureza e dosagem do ligante do material cimentante, granulometria, mxima

dimenso, forma, textura superficial, resistncia e rigidez dos agregados, relao

gua cimento, porosidade, relao cimento/inertes, idade, grau de compactao,

condies de cura e condies de realizao do ensaio. A resistncia do concreto

sempre menor que a resistncia individual dos seus componentes. O

comportamento diferencial dos componentes do concreto pode ser explicado com

base na sua microestrutura (METHA e MONTEIRO, 2008).

O estudo da microestrutura do concreto de suma importncia para o seu

desenvolvimento tecnolgico. A velocidade de formao dos elementos que

conferem ao concreto sua rigidez, bem como a quantidade de poros formados pela

perda da gua no processo de endurecimento da matriz so algumas das razes

para explicar o comportamento do concreto endurecido. Num concreto exposto

altas temperaturas, as alteraes podem surgir de efeitos fsicos ou qumicos, ou

ainda, por ambos, e estes efeitos combinados podem causar perda da capacidade

portante do elemento (LIMA et al, 2004).

19

A busca de materiais, que quando adicionados ao concreto, possam

proporcionar melhoria em propriedades especficas do concreto, converge para

compsitos onde alguma propriedade seja incrementada com esse fim. Dentre eles

esto alguns polmeros (poliuretana no-inica aquosa, ltex estirenobutadieno,

polister, epxi, silicone, Polietileno Tereftalato (PET), polipropileno, entre outras),

materiais refratrios, rejeitos minerais e tintas intumescentes.

Nesse contexto, o uso das fibras para correo dos efeitos causados no

concreto exposto as altas temperatura sendo pesquisada nas ltimas dcadas. A

comunidade cientfica vem trabalhando com a teoria difundida por Rle (1997 apud

NINCE, 2007) e endossada por outros pesquisadores como Sullivan (2004), Hertz

(2003) e Kalifa, Chn e Gall (2001), todos citados por Nince (2007) que o uso de

fibras de baixo ponto de fuso reduz o risco de lascamento do concreto por meio da

formao de uma rede de pequenos vazios e canais que permitem a dissipao da

presso de vapor, diminuindo, consequentemente as tenses de trao internas.

O entendimento do comportamento das fases do concreto frente s condies

de exposies e o estreitamento da zona de transio so os desafios impostos a

manuteno da durabilidade do concreto.

Espera-se que a composio do concreto convencional associado a fibra de

PET possa contribuir para a segurana das estruturas submetidas a altas

temperaturas e ainda, colaborar para uma ao mitigatria dos impactos ambientais

causados pelo descarte indevido do PET ps-consumo a medida que reintegra este

resduo ao meio produtivo. Com isso agrega valor a atividade de reciclagem.

Desta forma, este trabalho contribui para o desenvolvimento sustentvel da

indstria da construo civil, atravs da produo de materiais ecologicamente

corretos e adaptados a realidade do mercado e s necessidades do meio ambiente.

Por conseguinte, o objetivo geral desse trabalho funda-se em avaliar a adio

da fibra de PET no concreto submetido a altas temperaturas visando minimizar o

risco de colapso de estruturas tendo como base comparativa o concreto

convencional, ao passo que os objetivos especficos propem:

20

Caracterizar macro e microestruturalmente o concreto com adio das fibras

de PET frente as altas temperaturas;

Verificar o comportamento do concreto com adio das fibras de PET frente

as altas temperaturas.

1.1 Estrutura da Pesquisa

Este trabalho foi estruturado em cinco captulos, os quais apresentam os

seguintes contedos:

No Capitulo 1 apresenta-se uma introduo ao tema escolhido, a relevncia

da avaliao microestrutural do concreto, por ser a microestrutura significativamente

alterada quando o concreto submetido a altas temperaturas.

No Capitulo 2 composto de uma reviso da literatura quanto aos aspectos

relevantes sobre o concreto, os agregados e a pasta de cimento, o concreto com

fibras, e ainda mais especificamente com fibras de PET, e a relevncia no aspecto

ambiental do aproveitamento do resduo de PET. Por fim, a ltima parte deste

captulo traz algumas consideraes sobre o concreto submetido a altas

temperaturas.

No Capitulo 3 apresenta-se a pesquisa experimental, onde so abordados a

escolha do trao, caracterizao dos materiais para confeco dos corpos de prova,

a mistura, processo de cura do concreto, e ainda, a metodologia dos ensaios.

No Captulo 4 so apresentados e analisados os resultados obtidos para os

ensaios dos concretos.

No Captulo 5 mostra-se as concluses obtidas nessa pesquisa, alm de

sugestes para os trabalhos futuros com relao ao tema proposto nesse estudo.

21

CAPTULO 2

Fundamentao Terica

2.1 Concreto

O concreto um compsito em que partculas de agregados ficam

aglomeradas numa matriz de pasta de cimento, podendo esta ter ou no adies,

que juntos formam um elemento com alta resistncia mecnica. Cada uma dessas

partes formadas, microscopicamente de outros tantos elementos de diferentes tipos

e quantidades slidas, poros e microfissuras, sujeitas a modificaes com o tempo,

ambiente e temperatura (METHA e MONTEIRO, 2008).

A resistncia pode ser considerada a propriedade mais importante do

concreto, embora, em muitos casos, outras caractersticas, como a durabilidade e a

permeabilidade, sejam igualmente importantes. A resistncia define uma ideia geral

da qualidade do concreto, estando diretamente relacionada com a microestrutura da

pasta de cimento Portland hidratada. Alm disso, a resistncia um elemento

essencial do projeto estrutural especificando a sua aceitao (NEVILLE, 1997).

A natureza polifsica do concreto (pasta com ou sem aditivos e agregados)

leva a degradao diferenciada entre as fases do concreto, afetando suas

propriedades mecnicas por meio da reduo na resistncia e no mdulo de

elasticidade dos materiais levando a perda de rigidez das peas podendo ocasionar

a runa das estruturas.

Em sua microestrutura, o concreto bem mais complexo. Cada um de seus

componentes, a pasta de cimento e o agregado, microscopicamente, possuem

estruturas bem heterogenias. A parte da pasta de cimento que envolve o agregado

tem caractersticas bem diferentes do restante da pasta e conhecida por zona de

transio. a fase mais dinmica da microestrutura do concreto e influencia

fortemente as caractersticas do concreto endurecido (METHA e MONTEIRO, 2008).

22

A temperatura um fenmeno que altera significativamente as caractersticas

do concreto, desde sua fase de concreto fresco at a fase endurecido (COSTA et al.,

2002a).

O concreto um material incombustvel, no exala gases txicos, um mal

condutor de calor (baixa condutividade trmica), e por apresentar massividade

elevada possui uma boa resistncia ao calor se comparados aos elementos

metlicos. No entanto, a adio de fibras de PET ao concreto pode contribuir para

minimizar os efeitos das altas temperaturas sobre as estruturas de concreto.

Com o intuito de prover a fundamentao terica para os resultados deste

trabalho, sero apresentadas, a seguir, consideraes sobre os elementos que

compe o concreto, e que contribuem para entender o comportamento do mesmo.

Primeiramente, sero apresentadas as fases do concreto agregados e pasta de

cimento e na sequencia, a adio das fibras. Em seguida, o efeito das altas

temperaturas sobre o concreto em cada uma das suas fases.

2.1.1 Agregados

O agregado responsvel por cerca de 60 a 80% do volume do concreto

sendo grande a sua importncia tcnica e econmica na mistura. A definio mais

aceita para agregado , segundo Sbrighi Neto (2005):

Material granular, sem forma ou volumes definidos, de

dimenses e propriedades adequadas s obras de engenharia,

em particular ao fabrico de concreto e argamassas de cimento

Portland.

A microestrutura do agregado pode ser resumida como sendo constituda de

vrios minerais, microfissuras e vazios. Estes minerais dependem da caracterstica

de formao da rocha matriz (METHA e MONTEIRO, 2008).

O agregado grado utilizado na pesquisa grantico. O granito uma rocha

gnea, macia, possui caractersticas fsicas e mecnicas homogneas, de material

23

cristalino de granulao grossa, composto de feldspato, quartzo, piroxnios,

anfiblios e feldspatides que conferem a caracterstica de semiduros (riscam o

vidro) na Escala de Mohs. Podem ser fragmentados mecanicamente (FRASC,

2007).

Muitas das propriedades mecnicas do concreto no estado fresco e

endurecido sofrem influncias das caractersticas do agregado, entre elas a

porosidade, densidade, estabilidade, resistncia mecnica, mdulo de deformao,

etc. A densidade e resistncia do agregado, que por sua vez depende mais das

caractersticas fsicas (como volume, tamanho e distribuio dos poros) que

qumicas (composio qumica e mineralogia) do agregado (METHA e MONTEIRO,

2008).

Os agregados para uso em concreto devem ter algumas caractersticas, tais

como composio granulomtrica, forma e textura superficial, resistncia mecnica,

absoro e umidade superficial e iseno de substncias nocivas. Para essa

caracterizao existe uma srie de Normas Tcnicas da Associao Brasileira de

Normas Tcnicas (ABNT).

A forma e a dimenso do agregado podem afetar a resistncia do concreto

por acmulo de gua junto superfcie do agregado, que enfraquece a zona de

transio pasta-agregado, pelo fenmeno da exsudao. A gua da exsudao

interna tende a se acumular em torno das partculas alongadas, achatadas e

grandes como pode ser visto na Figura 2.1 esquematicamente em (a) e por meio de

micrografia em (b) (METHA e MONTEIRO, 2008).

24

Figura 1 (a) Representao esquemtica da exsudao no concreto fresco (b) falha de

aderncia por cisalhamento em um corpo de prova ensaiado a compresso uniaxial

Fonte: METHA e MONTEIRO (2008)

Quando o concreto submetido a temperaturas elevadas, as tenses

trmicas dentro do concreto so geradas na interface do agregado grado pela

diferena de dilataes trmicas entre a argamassa e o prprio agregado grado. A

intensidade das tenses trmicas influenciada pela forma geomtrica e

combinao dos agregados. A forma como as microfissuras aparecem e se

propagam influenciada pela intensidade dessas tenses e, por conseguinte, o

enfraquecimento do concreto (COSTA, et al. 2002 b)

Do ponto de vista microestrutural, a diferena entre os coeficientes de

expanso trmica da argamassa e dos agregados grados gera tenses trmicas

microscpicas criando diferentes estados de fissuras microscpicas. As fissuras

podem ser controladas pelo o uso de agregados de menor coeficiente de expanso

trmica (COSTA, et al. 2002a).

Segundo Nince (2007), o agregado inicia sua dilatao em torno de 300 C

at degradar quimicamente. Parte do fissuramento do concreto surge aps essa

temperatura, devido incompatibilidade trmica nas deformaes entre a pasta e

agregado. Esse fenmeno pode ser agravado quanto mais instvel termicamente

seja o agregado. O granito, por exemplo, termicamente estvel at patamares de

temperatura de 600C ou mais (LIMA, 2005).

25

No concreto submetido a altas temperaturas a mineralogia do agregado

determina as expanses trmicas diferenciais entre o agregado e a pasta de

cimento, bem como a resistncia ltima da zona de transio na interface. Os

agregados silicosos que contm quartzo (granito ou arenito) podem danificar o

concreto a uma temperatura de 573C, pois, nesta temperatura, a transformao do

quartzo de para resulta em uma expanso da ordem de 0,85% (METHA e

MONTEIRO, 2008).

2.1.2 Pasta de Cimento

A pasta de cimento a mistura entre aglomerante do cimento hidrulico e

gua, sendo responsvel pelo envolvimento dos agregados.

Entende-se por cimento hidrulico os cimentos que no s endurecem pela

reao com a gua, mas tambm formam um produto resistente a gua, produzido

pela moagem de clnqueres constitudos essencialmente por silicatos de clcio

hidrulicos e uma pequena quantidade de uma ou mais formas de sulfato de clcio


Kihara e Centurione (2008) resumem o processo de hidratao do cimento,

como a estabilizao dos minerais do clnquer pela gua. O clnquer Portland, que

produz a maioria dos cimentos utilizados na construo civil, tem em sua

composio bsica o CaO, SiO2, Al2O3, SO3 e Fe2O3, respectivamente, associados a

siglas representativas C, S, A, S e F. Esses xidos combinados com a gua

produzem fases de baixa cristalinidade como o C-S-H, estringita (C6AS3H32) e

portlandita Ca(OH)2.

Na macroestrutura do concreto, a pasta de cimento, quase to densa

quanto o agregado, no entanto, em sua microestrutura possvel perceber reas

mais porosa do que outras. Isso se deve, principalmente, a velocidade de reao de

hidratao do cimento, e est diretamente ligada a relao gua/cimento ou a idade

de hidratao (METHA e MONTEIRO, 2008).

Em termos microestruturais, a pasta de cimento a fase mais complexa da

microestrutura do concreto. As fases no interior da pasta no so nem to pouco

uniformemente distribudas, nem uniformes no tamanho e na morfologia. Esse

26

arranjo, ou seja, o tipo, a quantidade e a distribuio entre slidos e vazios

influenciam nas caractersticas do concreto endurecido.

Segundo Metha e Monteiro (2008), a fase pasta de cimento, pode ainda ser

divida em outras fases visveis em microscpio eletrnico de varredura (MEV), a

saber: fases slida, vazios e gua. A estrutura microscpica da pasta de cimento

poser ser visualizado na Figura 2.2.

Figura 2 - Micrografia eletrnica de varredura da fase pasta de cimento.

Fonte: METHA e MONTEIRO (2008)

A fase slida constituda de:

Silicato de clcio hidratado (C-S-H) compondo de 50 a 60% da pasta;

Hidrxido de clcio (Ca(OH)2) com 20 a 25%;

Sulfoaluminatos de clcio ocupando de 15 a 20%;

Gros de clnquer no hidratados.

Os aluminatos reagem com gua imediatamente, por isso so responsveis

pelo enrijecimento (perda da consistncia) e pega (solidificao) da pasta. J os

27

silicatos de so muito importantes para a determinao das caractersticas de

endurecimento da pasta, conferindo resistncia a pasta de cimento (METHA e

MONTEIRO, 2008).

Vale salientar que a hidratao da pasta de cimento no ocorre de forma

homognea. As reaes qumicas variam de acordo com o composto, os aluminatos

se hidratam mais rpido que os silicatos (PAULON, 2005).

A fase dos vazios na pasta de cimento se forma atravs dos espaos de gua

e do cimento no preenchidos pelos produtos de hidratao do mesmo. Metha e

Monteiro (2008) dividem essa fase em: espao interlaminar do C-S-H, que contribui

para a retrao por secagem; os vazios capilares, maiores que o anterior, e que

influenciam na permeabilidade e na resistncia do concreto endurecido; e, ainda o ar

incorporado (aprisionado), que podem, por seu tamanho, contribuir para diminuio

da resistncia.

Alm da fase slida e dos vazios, a gua tambm tem papel importante na

caracterizao microestrutural do concreto. Na fase pasta de cimento, a gua pode

ser dividida em gua capilar, adsorvida, interlaminar e quimicamente combinada,

dependendo do grau de facilidade com que esta gua pode ser removida (METHA e

MONTEIRO, 2008).

Segundo Petrucci (1998) a agresso no concreto se d devido a fissurao

causada durante o endurecimento; a excessiva evaporao pode causar o

gretamento superficial, desde que a gua da superfcie se evapore e no seja

substituda naturalmente pela exsudao.

A gua capilar pode ser chamada de livre, no sofre influncia de atrao da

parte slida, sua perda pode causar retrao da pasta. A gua livre no concreto

endurecido evaporada a aproximadamente 100C. A gua interlaminar associada

ao C-S-H e a quimicamente combinada no se perde na secagem, mas

proveniente da decomposio dos hidratos por aquecimento. Segundo Cuoghi e

Figueredo (2007), a gua interlaminar liberada da matriz de concreto em

temperaturas entre 100 e 200C. Conferindo nessa fase uma perda de estabilidade

da pasta.

28

O excesso de gua livre contribui para a desagregao acelerada da pasta de

cimento, devido formao de gradientes de presso na rede de poros do concreto

durante a transferncia de massas (evaporao da gua e liberao de ar

incorporado) (COSTA, et al. 2002 a).

A pasta de cimento submetida a altas temperaturas mostra-se bastante

vulnervel devido ao comportamento de cada um dos seus elementos formadores.

Em geral, estes componentes ficam sujeitos a transformaes qumicas, ocorre o

aparecimento de fissuras, e movimentaes trmicas diferenciais devido a falta de

uniformidade do material. Pela distribuio espacial varivel das fases, os poros

podem estar preenchidos ou no por gua, com diferentes graus de hidratao.

Alm disso, a presena de fibras e armadura ou ainda, a execuo inadequada

desse material (moldagem, lanamento ou adensamento), podem prejudicar o

sistema, gerando um estado de desequilbrio durante a exposio a altas

temperaturas (LIMA, 2005).

Sob o ponto de vista microestrutural, as modificaes qumicas das fases

cimenticias (C-S-H, etringita, portlandita e outros elementos) so intensas quando a

pasta de cimento submetida elevao da temperatura, podendo haver variao

de massa durante o processo. (METHA e MONTEIRO, 2008).

Em Lima (2005) verifica-se que at 400C h uma pequena perda de massa

atribuda a progressiva desidratao do C-S-H e de outras fases hidratadas. Em

torno dos 400C ocorre uma perda abrupta de massa referente a desidratao da

portlandita. E por volta dos 670C, outra perda devido a descarbonatao da calcita.

Aps 800C, a pasta sofre uma modificao das ligaes qumicas, com substituio

da estrutura hidrulica por uma estrutura cermica.

A pasta de cimento se expande durante a o processo de hidratao at a

perda da gua interlaminar. Em torno de 300C, a pasta de cimento inicia a

contrao, enquanto o agregado, no caso do grantico silicoso, dilata em torno de

573C. Ocorrendo um gradiente de deformao entre a pasta e o agregado (NINCE,

2007).

29

Para Cuoghi e Figueredo (2007), acima dos 200C a gua evaporada reduz

as foras de Van Der Walls entre as camadas de C-S-H, ocasionando o

aparecimento de fissuras e uma ligeira perda de resistncia.

Entre 400C e 600C, ocorre uma srie de reaes na pasta endurecida:

dessecao dos poros seguida da decomposio dos produtos de hidratao e

destruio do gel de C-S-H, esta ltima considerada crtica em termos de perda da

resistncia (de CASTRO, et al. 2011). Essas reaes qumicas so acompanhadas

de reduo de volume, contribuindo para o aumento de fissuras (COSTA, et al.

2002 a).

A parte da pasta de cimento mais complexa chamada de zona de transio.

No concreto endurecido, responsvel pelo melhor ou pior desempenho do

elemento estrutural. Ela a interface agregado grado/pasta e tem caractersticas

peculiares. Sua espessura e d ordem de 10 a 50 m e determina a resistncia do

concreto (METHA e MONTEIRO, 2008).

Ao longo dos ltimos anos, devido ao crescente interesse de melhorar as

caractersticas do concreto, inmeras pesquisas vem sendo desenvolvidas para

essa fase da pasta. J de conhecimento da engenharia do concreto que quanto

menor a espessura de zona de transio, mais compacto tende a ser o concreto


A densidade da microestrutura influencia diretamente na resistncia final do

concreto. Esse aumento de densidade est ligado a diminuio da fase de vazios.

Por vezes, o comportamento dos concretos que empregam adies minerais (slica,

metacaulim, cinza volante e outras), em temperaturas menores que 400C, possuem

resistncia maior que os concretos convencionais (HERTZ, 2003 apud NINCE,

2007).

Na zona de transio, a formao dos cristais de hidrxido de clcio,

perpendiculares ao agregado, favorecem o aparecimento de fissuras, devido

criao do plano referencial de ruptura. Alm disso, o volume de vazios capilares

so mais presentes na proximidade do gro do agregado. A relao gua/cimento

maior nessa rea. As propriedades da zona de transio variam com a umidade

relativa do ar e com o grau de hidratao do cimento (LIMA, 2005).

30

Devido a baixa condutividade trmica dos concretos em geral, pode-se dizer

que a decomposio qumica dos produtos de hidratao da pasta ocorre da rea

externa em direo a rea interna do elemento estrutural (LIMA, 2005).

Nince (2007) afirma que os fatores internos do concreto que mais contribuem

para a degradao desse material frente a altas temperaturas so: relao

gua/cimento muito baixa e adio de partculas finas ou ultrafinas, pois deixam o

concreto mais denso, menos permevel, o que dificulta a sada do vapor de gua

para a atmosfera, gerando altas presses e aumentando o risco de lascamento

explosivo.

Nince (2007), baseada nos trabalhos de Hertz e Sorense (2005) entre outros,

sugere que a quantidade de gua livre no concreto, a forma do elemento estrutural e

a taxa de elevao de temperatura so fatores externos que contribuem para a

perda de resistncia do concreto a altas temperaturas. Esses autores observaram

que em temperaturas acima de 600C todos os concretos apresentavam a mesma

porcentagem de perda de resistncia.

2.2 Concreto com Fibras

2.2.1 Aspectos Gerais

O conceito de reforo com fibras nos materiais de construo no algo

novo. As fibras tem sido aplicadas em construes desde os primrdios de nossa

histria; h evidncias de que fibras de asbesto foram usadas para reforar postes

de argila h 5 mil anos, tijolos de adobe eram reforados com fibras vegetais na

Babilnia, pelos de animais utilizados como reforo em argamassa de enchimento

de paredes h centenas de anos, tijolos de barro eram produzidos pelos egpcios

com argila cozida e reforados com palha. Entretanto, a adio de fibras para

reforo do concreto um material de construo relativamente novo.

O emprego de fibras descontnuas adicionadas aleatoriamente ao concreto

desenvolveu-se a partir de 1960, quando surgiu no mercado novos produtos tais

como fibras polimricas, metlicas, vegetais e minerais. Os primeiros estudos e

31

pesquisas dirigidos aplicao e utilizao do concreto reforado com fibras tiveram

incio a partir de 1971 nos Estados Unidos. Existem vrios tipos de fibras envolvendo

o estudo de reforos de materiais da construo (METHA e MONTEIRO, 2008).

No Brasil, o uso de fibras na mistura de concreto ainda mais recente, sendo

usada em escala comercial apenas a partir da dcada de 90. Atualmente tem sido

usadas fibras de vrias formas e tamanhos, produzidas em ao, plstico, vidro e

materiais naturais; porm, as fibras de ao tem sido as mais utilizadas (MIDESS,

1994).

As fibras so elementos descontnuos onde seu comprimento muito maior

que a maior dimenso da sua seo transversal e podem ser de diversos materiais,

desde a fibra natural, como o sisal at o ao, vidro, polmeros, como polietileno e

PET. Alm do material, as fibras podem ser classificadas por tamanho, em curtas ou

longas, e pela apresentao, em soltas, coladas, monofilamentos e fibriladas

(FIGUEIREDO, 2005).

A fibra pode ser classificada como curta ou longa. As fibras curtas atuam

diretamente sobre a argamassa, diminuem o grande nmero de microfissura num

compsito sobre carga, no aumentam muito a resistncia, no alteram de forma

significativa a trabalhabilidade e podem aumentar a ductibilidade. As fibras longas

atuam na matriz do concreto para diminuir macrofissuras, no entanto diminuem a

trabalhabilidade, confere ao concreto uma maior resistncia trao (METHA e

MONTEIRO, 2008).

Segundo Figueredo (2005), as fibras em uma matriz cimentada podem, em

geral, ter dois efeitos importantes. Primeiro, elas tendem a reforar o compsito

sobre todos os modos de carregamento que induzem tenses de trao, isto ,

trao indireta, flexo e cisalhamento e, secundariamente, elas melhoram a

ductibilidade e a tenacidade de uma matriz com caractersticas frgeis.

As fibras tm um grande efeito na resistncia a trao na flexo. H relatos de

aumento de mais que 100% na resistncia, para elevados teores de fibras. So

muito eficientes na melhoria das propriedades dinmicas do concreto. A fibra

atravessa as fissuras que se formam no concreto, seja por ao de cargas externas

ou quando sujeito a mudanas de temperatura (SALOMO e PANDOLFELLI, 2003).

32

Aumentam a resistncia a fadiga do concreto, entre outras. No entanto, a resistncia

a compresso pouco alterada com a adio da fibra, principalmente em teores

baixo, entre 0,1 e 3% em relao massa do cimento (MINDESS, 1994).

2.2.2 Concreto com Fibras Polimricas

Gorniski e Kazmierczac (2007) definem as fibras polimricas como sendo

macromolculas orientadas longitudinalmente, composta de molculas lineares,

capazes de serem estiradas, formando longos filamentos cujo fator de forma

elevado, de 100/1. O fator de forma a relao entre o comprimento da fibra pelo

dimetro do crculo cuja rea igual a seo transversal da fibra (FIGUEIREDO,

2005).

Os polmeros podem ser divididos em: elastmeros, plsticos (rgidos e

flexveis) e fibras. No entanto, a diviso no muito clara, visto que o plstico pode

ser usado em forma de fibra, por exemplo. Os plsticos rgidos e as fibras,

geralmente apresentam alta resistncia deformao e alto mdulo de elasticidade

(PEZZIN, 2007).

Ainda segundo Gorniski e Kazmierczac (2007) os plsticos de engenharia so

todos termoplsticos, ou seja, no reticulados e sua fusibilidade permite um fcil

processamento. Todos apresentam uma boa resistncia mecnica, com mdulo de

elasticidade alto, quer dizer, so rgidos a temperaturas ambiente e sua estrutura

permite ordenao interna, que se reflete na cristalinidade e consequentemente, no

reforo das propriedades mecnicas e resistncia a reagentes qumicos e solventes.

O polmero utilizado nesse trabalho foi o polietileno tereftalato (PET), cujo

aspecto pode ser observado na Figura 2.3. Classificado como polmero

termoplstico, de moderada resistncia mecnica, elevada cristalinidade, alta

rigidez, dureza e resistncia ao calor (PEZZIN, 2007).

33

Figura 3 - Fibra de garrafa PET pronta para o uso

Fonte: Foto do autor

O polietileno tereftalato (PET) o polmero formado pela reao do cido

tereftlico e o etilenoglicol. Por sua vez, o cido tereftlico obtido pela oxidao do

p-xileno, enquanto o etilenoglicol sintetizado a partir do eteno, sendo ambos no

Brasil produzidos na indstria petroqumica. (ABIPET, 2011).

Os polmeros termoplsticos ao serem aquecidos sofrem amolecimento e ao

esfriarem retornam a sua rigidez inicial. Isso se deve as ligaes qumicas

intermoleculares fracas, foras de Van de Walls, facilmente interrompidas pela

introduo de energia, no caso, o aquecimento (GORNISKI e KAZMIERCZAC,

2007).

O polietileno tereftalato (PET), quando sob o efeito da temperatura e presso,

amolece e flui, podendo ser moldado nessas condies. Pode ser posteriormente

remodelado por meio de exposio a aplicao de presso e temperatura, tornando-

se, assim, material reciclvel (PEZZIN, 2007).

O PET sensvel degradao trmica, especialmente na presena de gua

e/ou ar (oxignio). Um produto comum na degradao trmica o acetaldedo. A

presena de oxignio induz um processo de degradao oxidativa e a degradao

trmica com umidade provoca a quebra das cadeias, reduzindo o peso molecular do

polmero. (ABIPET, 2011).

34

2.2.3 Concreto com fibra de PET

Ao longo dos ltimos anos, as fibras j vem sendo bastante usadas como

reforo da pasta de cimento para minimizar as fissuras de retrao plstica e

aumentar a resistncia a trao do material.

No presente trabalho, o material utilizado para reforo das propriedades do

concreto convencional utilizado na construo civil foi a fibra de PET oriunda de

reciclagem de garrafas de refrigerante que iriam somar volume em lixes e aterros.

A escolha da fibra PET como elemento de reforo da matriz concreto, com a

possibilidade de melhorar as propriedades da mesma torna-se bastante atraente,

alm de tratar-se de um material 100% reciclvel, de baixo custo, e abundante no

meio. Assim, se alia um beneficio ambiental a uma melhoria de um material

importantssimo nas obras de construo civil.

As fibras de PET possuem superfcie hidrfuga, apresentam sinergia com

matrizes cimentcias e podem apresentar-se em diversas geometrias

(monofilamentos, fitas e filmes) (GORNISKI e KAZMIERCZAC, 2007).

2.2.4 Sustentabilidade Ambiental

O crescimento acelerado das cidades e ao mesmo tempo as mudanas de

consumo das pessoas trouxeram fatores que vem gerando um lixo muito diferente

daqueles que eram produzidos tempos atrs. O lixo atual diferente em quantidade

e qualidade, em volume e em composio. A industrializao traz consigo

naturalmente materiais a serem descartados, assim como o aumento no consumo

atrelado ao crescimento populacional gera cada vez mais lixo para ser descartado.

Considerando a crescente preocupao da sociedade com relao ao

desenvolvimento sustentvel e preservao do meio ambiente, a indstria da

construo civil tambm engrossa as fileiras na busca de solues que minimizem o

impacto ambiental de suas atividades.

O lixo todo e qualquer material inservvel e no aproveitvel resultante das

atividades dirias do homem em sociedade

35

Segundo Grippi (2001) o lixo matria-prima fora do lugar. O tratamento do

lixo domstico, alm de ser uma questo com implicaes tecnolgicas, antes de

tudo uma questo cultural.

A norma NBR 10004 (2004) classifica os resduos slidos quanto ao risco a

sade pblica e ao meio ambiente. Os resduos slidos so classificados em dois

grupos - perigosos e no perigosos, sendo ainda este ltimo grupo subdividido em

no inerte e inerte.

A poltica de gerenciamento dos resduos, chamada poltica dos 3R, to

difundida nas ltimas dcadas, baseia-se em trs atitudes: reduzir, reutilizar e

reciclar. Reduzindo e reutilizando se evitar que maior quantidade de produtos se

transforme em lixo. Reciclando se prolonga a utilidade de recursos naturais, alm de

reduzir o volume de lixo (LEI 12.305/2010).

Reduzir o lixo na construo civil implica em reduzir o consumo de materiais,

evitar o reservio que gera entulho, diminuir o uso de embalagens plsticas e isopor,

preferindo as de papelo que so reciclveis, que no poluem o ambiente e

desperdiam menos energia.

Reutilizar significa usar um produto de vrias maneiras. Essa atividade j vem

sendo amplamente utilizada pela arquitetura moderna e profissionais da construo

conscientes de seu papel na preservao de recursos naturais.

Reciclar uma maneira de lidar com o lixo de forma a reduzir e reusar. Este

processo consiste em fazer coisas novas a partir de coisas usadas. A reciclagem

reduz o volume do lixo, o que contribui para diminuir a poluio e a contaminao,

bem como na recuperao natural do meio ambiente, assim como economiza os

materiais e a energia usada para fabricao de outros produtos.

A reciclagem a alternativa economicamente atrativa e ambientalmente

sustentvel na medida em que preserva os recursos no-renovveis e possibilita a

valorizao de materiais nobres, destinando-os ao atendimento de demandas

sociais urgentes (PINTO, 1999)

36

2.2.4.1 O PET

O PET utilizado, principalmente, nas garrafas e embalagens para

refrigerantes, tratando-se, assim, de um lixo urbano local que pode causar grandes

problemas natureza se no possuir um fim adequado. Assim, a utilizao destas

fibras na construo seria uma excelente soluo para um resduo urbano local.

Pela norma NBR 10004 (2004) o PET pode ser classificado como resduo

classe II B Inerte conforme se pode ler:

4.2.2.2 Resduos classe II B - Inertes

Quaisquer resduos que, quando amostrados de uma forma

representativa, segundo a ABNT NBR 10007, e submetidos a

um contato dinmico e esttico com gua destilada ou

desionizada, temperatura ambiente, conforme ABNT NBR

10006, no tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados

a concentraes superiores aos padres de potabilidade de

gua, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor,

conforme anexo G.

E no anexo G da mesma norma:

A007 - Resduos de plstico polimerizado, excludos aqueles

contaminados por substncias constantes nos anexos C, D ou E

e que apresentem caractersticas de periculosidade.

Quando depositado em aterros o PET pode levar aproximadamente 400 anos

para degradar-se, reduzindo a capacidade fsica dos mesmos e provocando, durante

este tempo, uma diminuio da capacidade de percolao de gases e lquidos,

resultando em um aumento no tempo necessrio para estabilizao da matria

orgnica. O PET possui alta resistncia a agentes biolgicos e atmosfricos e seus

produtos de degradao so incuos ao corpo humano (PEZZIN, 2007).

37

2.2.4.2 Uso do PET reciclado

No ano de 2010, foram recicladas 262 mil toneladas de PET, segundo dados

do 7 Censo da Reciclagem do PET no Brasil, divulgado pela ABIPET Associao

Brasileira da Indstria do PET. Esse nmero corresponde a 55,8% das unidades

consumidas no pas. A totalidade desta quantidade teve a correta destinao, sendo

totalmente recicladas e utilizadas em novos produtos.

A evoluo histrica da reciclagem de garrafas PET levantada nos ltimos 17

anos pela ABIPET mostrada na Figura 4.

Figura 4 - Srie Histrica do Censo da Reciclagem de garrafas PET no Brasil

Fonte: ABIPET, 2011

As garrafas de PET, mesmo indevidamente descartadas, elas no causam

nenhum tipo de contaminao para o solo ou lenis freticos (CANELLAS, 2005).

Alm disso, verificou-se que durante testes de combusto de fibras de PET, elas so

quimicamente inertes. (GORNISKI e KAZMIERCZAC 2007).

Alm disso, a fibra de PET bastante comum na indstria de tecidos e

malhas (confeco de roupas), fabricao de carpetes e tapetes, forros e

enchimentos, etc. Na engenharia civil, sua utilizao conhecida na forma de TNT

(tecido no tecido), que utilizado como filtro solar, manta asfltica e material para

conteno de encostas (queda de barreira, eroso). (ABIPET, 2002).

38

Atualmente, apenas 17,8% dos municpios fazem coleta seletiva, de acordo

com a PNSB Pesquisa Nacional de Saneamento Bsico 2008-2010, do IBGE.

Pode ser visto na Figura 5 o uso final do PET reciclado no Brasil, no ano de 2010,

onde se pode ver que a maior parte, cerca de 38% se transforma em produtos

txteis; outros 19% em resinas insaturadas e alqudicas destinadas a base de tintas

e para construo civil (revestimento de piscinas e banheiras, entre outras) e cerca

de 17% em embalagens.

Figura 5 - Uso final do PET reciclado no Brasil em 2010

Fonte: ABIPET (2011)

A reciclagem das garrafas PET est concentrada nas regies mais

desenvolvidas economicamente do pas, as regies Sul e Sudeste, com cerca de

85% das 425 empresas recicladoras pesquisadas no Censo 2010 da ABIPET. A

figura 2.6 ilustra a distribuio, por regies brasileiras, das empresas recicladoras de

PET em 2010.

39

Figura 6 - Distribuio Nacional das Recicladoras de PET - Adaptado da ABIPET, 2010

Fonte: ABIPET (2011)

2.3 Concreto Submetido as Altas Temperaturas

O comportamento real de um concreto exposto a altas temperaturas resulta

de muitos fatores que interagem simultaneamente e que so de grande

complexidade para uma anlise exata. Sendo este comportamento, determinado

pelas propriedades dos seus componentes: pasta, zona de transio e agregado.

Durante a exposio a altas temperaturas o elemento estrutural absorve calor que

se traduz em expanso trmica. Ocorre ento uma expanso diferenciada entre os

elementos do concreto (SOUZA, 1998).

Metha e Monteiro (2008) afirmam que a composio do concreto muito

importante porque tanto a pasta como o agregado se decompem com o calor. A

permeabilidade, o tamanho do elemento estrutural e a taxa de aumento da

temperatura governam o desenvolvimento de presses internas. A pasta perde seus

diversos tipos de gua com o aumento da temperatura. A composio mineralgica

dos agregados governa a dilatao trmica diferencial entre a pasta e os agregados

e por consequncia na zona de transio.

Assim, a durabilidade do concreto substancialmente afetada em presena

de altas temperaturas. Sendo esse processo agravado em funo das dimenses

das peas vm sendo reduzidas com o avano tecnolgico da construo civil e o

uso de um concreto de melhor desempenho. Peas com maiores dimenses

oferecem menor propagao de calor do exterior para o ncleo da pea,

preservando-a.

Nordeste

Centroeste

Norte

Sudeste

Sul

38

18

6

254

109

40

Alm disso, a alta compacidade desses concretos impede a movimentao de

gua e ar no interior das peas durante a exposio as altas temperaturas e

provocam os lascamentos e, consequentemente a ruptura do elemento estrutural

(COSTA et al, 2002 b)

A taxa de aquecimento e o tempo de exposio so tambm variveis

significantes para a ocorrncia de fissuras e lascamentos por influenciarem na

formao de gradientes trmicos e de presso no interior do elemento estrutural

(NINCE, 2007).

A frente de calor ao penetrar no concreto provoca a desidratao das

camadas mais externa. A maior parte do vapor formado migra em direo as partes

mais frias do interior do concreto. Isso aumenta rapidamente a presso de vapor,

originando um esforo de trao no concreto. Se a resistncia a trao do concreto

no for suficiente para resistir a esse esforo, a camada mais externa ser

arremessada para fora do elemento (COSTA et al, 2002 a)

Como consequncias as esfoliaes sucessivas das camadas externas do

concreto associadas as altas temperaturas atingidas pelo material reduzem a

resistncia das armaduras e do concreto, podendo, em casos extremos, levar a

estrutura ao colapso (NINCE, 2007).

Em diversos trabalhos sobre o efeito da temperatura no concreto, os

pesquisadores fazem referncia ao concreto de alta resistncia como o que mais

rapidamente sofre o efeito de lascamento, ou spalling, e sugerem que esse

comportamento est relacionado a uma microestrutura do concreto mais densa,

menos porosa, mais susceptvel a fissurao frgil (METHA e MONTEIRO, 2008).

Hertz (2003) alerta que uma densa microestrutura no necessariamente significa

alta resistncia.

Kanma et al. (2011) definem que os fatores que levam o concreto ao efeito

spalling esto relacionados : (1) baixa permeabilidade, (2) baixo fator agua/cimento,

e (3) um aumento do gradiente trmico. Para eles, o gradiente trmico, por si s, no

pode explicar a fragmentao explosiva do concreto.

41

Hertz (2003) se refere a essa densa microestrutura e, faz referncia

exatamente aos concretos que empregam adies minerais (slica, metacaulim,

cinza volante e outras). Inclusive comenta que sem nenhuma adio, o concreto no

apresenta o efeito de lascamento.

De Castro et al (2011) afirma que, quando expostos s altas temperaturas, a

pasta de cimento retrai enquanto os agregados expandem, enfraquecendo a zona

de interface e a ligao entre eles; como consequncia, este processo aliado

decomposio qumica dos produtos hidratados promovem uma severa deteriorao

e perda de resistncia no concreto submetido a tais condies.

Uma adaptao dos resultados dos concretos as diferentes temperaturas de

exposio, conclusivo em Costa et al, (2002a) e endossada por Kanma et al.,

(2011), pode ser visto na Tabela 1:

Tabela 1 Efeito da temperatura sobre o concreto

Temperatura Efeitos

At 100 O concreto mantm sua caracterstica estrutural

Entre 300 e 400

Aparecem fissuras superficiais visveis, o concreto

apresenta reduo acentuada na resistncia a

compresso entre 15 e 40% da resistncia inicial.

Acima de 600 Perda total da funo estrutural perde de 55 a 70% da

resistncia inicial

Fonte: Kanma et al., 2011

Peret et al (2003) concluram que a adio das fibras polimricas pode reduzir

o dano durante a secagem dos concretos refratrios, pelo aumento da

permeabilidade, ou seja, reduo da presso interna. Esse resultado est associado

aos avaliados por Salomo e Pandolfelli (2003) da Universidade Federal de So

Carlos/SP, que estudaram o comportamento dos materiais refratrios.

42

Para Costa et al (2002a), o volume dos vazios no concreto, seja por

incorporao de ar, seja pela utilizao das fibras que criam sulcos interligados que

permitem a liberao do vapor dgua nos concretos, o fator primordial para

aumentar a resistncia do concreto exposto a altas temperaturas.

Como as fibras de baixo ponto de fuso, elas tm um efeito significativo sobre

o comportamento hidrulico do concreto sob altas temperaturas, ou seja, quando o

concreto exposto a temperatura maior que a temperatura de fuso da fibra, inicia-

se a formao de uma rede permevel que permite a migrao dos gases para o

exterior, reduzindo a presso nos poros do material e, conseqentemente,

eliminando a possibilidade de ocorrncia do lascamento explosivo nos concretos de

alta resistncia (De Castro et al (2011).

As fibras polimricas expostas a altas temperaturas fundem ou se deterioram

formando os canais que permitem a passagem dos fluidos. Esse processo, no

entanto, deve ocorrer em temperaturas mais baixas, permitindo o alvio das

presses internas, aumentando o tempo de resistncia ao colapso do concreto. Esse

melhoramento na resistncia do concreto sob altas temperaturas agrega mais uma

funo as fibras, que passam a contribuir na permeabilidade do concreto, alm da

funo de reforo (PERET et al, 2003).

Wendt e Dal Molin (2008) observaram variao de colorao no concreto

submetido a altas temperaturas e concluram que este fenmeno est ligado

presena de compostos ferrosos, dentre eles o xido de ferro, hidrxidos e xidos de

ferro hidratados. Estes compostos quando presentes no agregado do concreto

exposto a altas temperaturas, geralmente, alteram a colorao do agregado. O efeito

mais presente em agregados ricos em slica, e menos acentuados nos calcrios.

Em Costa; Figueredo; Silva, 2002 (b), citando as experincias de Bauer

(1994), relata que a natureza do agregado influencia na colorao dos concretos.

Indica, ainda, que os concretos comumente usados na construo civil brasileira

(agregados grantico - brita) ensaiados em fornos eltricos no apresentaram

alterao de cor. Na Figura 7 est representada a relao entre a resistncia e

colorao e a temperatura de exposio (WENDT 2008).

43

Figura 7 - Alterao na resistncia e colorao do concreto

Fonte: Cnova (1998 apud em WENDT, 2008)

O concreto aps a exposio a altas temperaturas mantm a colorao

mesmo depois do resfriamento. Essa propriedade importante na avalio

preliminar da deteriorao do concreto aps um incndio, pois podem fornecer

informaes relativas a temperaturas de exposio a que o concreto foi submetido.

44

CAPTULO 3

Procedimento Experimental

Neste captulo so apresentados os materiais que fazem parte da composio

do concreto deste estudo, alm de suas caracterizaes. tambm apresentado o

trao utilizado, os parmetros adotados na mistura, o processo de cura do concreto,

e ainda, a metodologia dos ensaios realizados. Por fim, so feitas as consideraes

preliminares dos resultados dos ensaios.

Os procedimentos experimentais foram desenvolvidos baseados nas normas

tcnicas da ABNT.

Os corpos de prova foram moldados tendo como base um concreto

convencional para vigas, utilizado no canteiro de obras de uma empreiteira em uma

obra em execuo na UFRN.

A caracterizao dos materiais e os ensaios de resistncia compresso dos

corpos de prova foram realizados no Laboratrio de Materiais de Construo do

Departamento de Engenharia Civil da UFRN.

O aquecimento dos corpos de prova foi feito no Laboratrio de Nutrio

Animal do Ncleo de Tecnologia Industrial da UFRN.

A anlise da microestrutura do concreto foi feita utilizando o Microscpio

Eletrnico de Varredura (MEV) do Laboratrio de Anlise de Materiais do CTGS-

RN.

45

3.1 Planejamento Experimental

O fluxograma esquemtico do procedimento experimental pode ser

visualizado na Figura 3.1:

Figura 8 Esquema simplificado do procedimento experimental

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL

ESCOLHA DO TRAO

CLCULO DOS MATERIAIS

CARACTERIZAO DOS MATERIAIS

CIMENTO AGREGADO

MIDO AGREGADO

GRAUDO FIBRA DE PET ADITIVO

- Resistncia a compresso - Consistncia normal -Expansibilidade - Pega - Finura

- Granulometria - Mdulo de finura - Massa especfica - Massa aparente - Massa unitria

- Granulometria - Mdulo de Finura - Massa especfica - Massa Aparente - Massa unitria

- Anlise termogravimtrica

- Caracterizao qumica

PRODUO DO CONCRETO

AQUECIMENTO DOS CORPOS DE PROVA

ENSAIOS DE CARACTERIZAO DO CONCRETO

- Ensaio de consistncia

- Resistencia a compresso

- Anlise visual das amostras

- Porosidade e absoro

- Anlise microestrutural

Fonte: elaborada pelo autor

46

3.1.1 Escolha do Trao

O trao de referncia utilizado foi 1:1,9:2,85 (cimento CP IV 32 RS: areia

quatzosa: brita grantica), fator gua cimento 0.46, um trao para concreto

convencional de consistncia plstica (slump test de 100 a 120mm), usado em obras

da regio, para uma resistncia de 30 Mpa e o consumo de cimento de 413Kg/m.

As fibras de PET utilizadas neste trabalho so provenientes de reciclagem de

garrafas PET de refrigerante de 2 litros, cortadas no comprimento mdio 15 mm.

O aditivo utilizado foi o polifuncional redutor de gua SIKAMENT PF 171, na

proporo de 300 ml por saco de cimento.

3.1.2 Clculo dos Materiais

O concreto foi produzido para a confeco dos 50 corpos de prova e os

ensaios de abatimento (slump test). Utilizou-se a quantidade de material para uma

betonada de um saco de cimento, com rendimento mdio previsto de 120,9 litros de

concreto pronto. O volume de concreto confeccionado pode ser visto na Tabela 2.

Tabela 2 Volume estimado de concreto para os corpos de prova em litros.

Ensaio Trao de Referncia

Com PET

Total Volume unitrio

(litros)

Volume total

(litros)

Corpos de prova 24 26 50 1,57 78,50

Slump Test 3 3 6 5,50 33,00

Volume Total (litros) 111,50


Na bibliografia vigente, o teor de adio de fibras de PET varia muito. Para o

concreto desta pesquisa foi utilizado 3,0 Kg/m baseado no trabalho de Kalifa (2001),

que ensaiou teores entre 0,5 a 3,0 Kg/m ou cerca de 0,6 % do peso de cimento

(LIMA, 2005), baseados nos trabalhos de vrios autores entre eles: Andeberg

(1997), Sun, Luo e Chan (2001) e Lima et al (2004). Sendo, portanto, a quantidade

de fibra de PET utilizada de 363 gramas.

47

A tabela 3 resume a quantidade de material para uma betonada de um saco

de cimento.

Tabela 3 - Composio do concreto

Trao Cimento

(Kg)

Areia

(Kg)

Brita

(Kg)

gua

(L)

Aditivo

(mL)

Fibra de PET

(g)

Tipo 50 95 142,50 23 300 363


3.2 Caracterizao dos materiais

Os materiais utilizados na confeco do concreto foram caracterizados no

Laboratrio de materiais de construo da UFRN.

O concreto foi confeccionado utilizando cimento, areia, brita, gua, aditivo e

fibras de PET.

3.2.1 Cimento

O cimento utilizado na obra da marca POTY VOTORANTIM tipo CP IV

32 RS RRAA, produzido em Paulista/PE. O fabricante1 do cimento, afirma, que este

cimento, o POTY CP IV-32 RS RRAA, produzido em Paulista foi desenvolvido

especialmente para atender s necessidades especficas da regio, com maior

resistncia maresia e umidade, proporcionando, assim, uma maior durabilidade.

Ideal para meios agressivos, inibidor da reao lcali-agregado, resistente a

sulfatos, baixo calor durante a hidratao, tem melhor cura, sem fissuras, maior

impermeabilidade e proteo para a ferragem). O concreto confeccionado com o CP

IV apresenta, a longo prazo, resistncia mecnica compresso superior ao

concreto de cimento Portland comum (NBR 5736/1999). O cimento do tipo RS

resistente a sulfatos, ideal para meios agressivos sulfatados como redes de esgoto

de gua servida ou industriais e alguns tipos de solo. (NBR 5737/1992).

1 (http://www.vcimentos.com.br/htms-ptb/Imprensa/Noticias_Ver.asp_obj=Noticia_110727

48

Para a caracterizao do cimento foram realizados os ensaios de finura,

tempos de pega, ensaio de consistncia do cimento,

3.2.1.1 Ensaio de Finura

O ensaio de finura baseou-se na NBR 11579(1991) - Cimento Portland -

Determinao da finura por meio da peneira 75 m (n 200).A aparelhagem do

ensaio composta por balana de preciso 0,01g, cpsula de porcelana, peneira 75

m (n 200), pincel e cronmetro. Pesou-se 500,05 g de cimento, em seguida

colocou-se sobre a tela da peneira n 200 com fundo e tampa, comeando-se o

peneiramento manual que dado em trs etapas. A massa passante, que deve ser

desprezada, tem que ser inferior a 0,05g (0,1% da massa inicial). Ao final obtm-se

o mdulo de finura do cimento pela equao:

Onde,

F - ndice de finura do cimento, em porcentagem;

R resduo do cimento na peneira n 200, em g;

M massa inicial do cimento, em g;

C fator de correo da peneira utilizada no ensaio, devendo est compreendida no

intervalo de 1,00 0,20.

3.2.1.2 Determinao do Tempo de Pega do Cimento

Para determinao dos tempos de pega do cimento, o ensaio foi baseado na

NBR NM 65(2002) Cimento Portland Determinao dos tempos de pega. A

aparelhagem do ensaio consiste em uma balana com capacidade de 1000g,

misturador mecnico, esptula e Aparelho de Vicat. O tempo de pega o intervalo

entre a adio da gua ao cimento at o momento em que a agulha de Vicat penetra

F = R X C X 100

M .

(3.1)

49

na pasta at uma distancia de 41 mm da placa da base. No incio da pega a agulha

deve estacionar a 1 mm da base inferior do tronco de cone e o fim da pega ser

quando esta mesma agulha no mais penetrar na pasta deixando apenas uma

pequena deformao na superfcie da mesma. Depois de estacionada a agulha nas

posies descritas, foram marcados os tempos em que elas ocorreram. Para isso foi

necessrio que se fizesse leituras peridicas at achar o tempo de pega.

3.2.1.3 Ensaio de Consistncia do Cimento

Para verificar a consistncia do cimento utilizou-se a NBR 43(2003). Segundo

a mesma, a pasta de consistncia normal aquela a qual a sonda penetra uma

distncia de (61) mm da placa base. Usou-se uma balana com resoluo de 0,1 g

e capacidade de 1.000g, um misturador, esptulas de borracha e metlica, rgua

metlica, molde e aparelho de Vicat. Prepara-se a pasta de acordo com a norma.

Aps um intervalo de, no mnimo, 30 minutos, depois do enchimento do molde,

desce a agulha suavemente at que haja seu contato com a pasta. Faz-se a leitura

indicada na escala. Quando essa indicao estiver a 4 1 mm da placa da base,

anota-se a leitura na escala e o tempo contado a partir do instante em que a gua e

o cimento entram em contato. O resultado expresso em horas e minutos, com uma

aproximao de 5 minutos.

3.2.1.4 Ensaio de Expansibilidade do Cimento

O ensaio de expansibilidade do cimento foi baseado na NBR 11582(1991).

Esse ensaio consiste na moldagem de agulhas de Le Chatelier com a pasta de

consistncia normal. O fim da cura inicial de 12 horas aps a moldagem das

agulhas, onde nesse perodo, as agulhas devem ficar com um vidro untado com leo

mineral. Uma vez terminada a cura, as agulhas foram posta em gua com 23o +2C e

com as extremidades fora dgua, sendo feitas as leituras durante seis dias at que

se alcance um valor constante, sendo este a leitura final.

50

3.2.1.5 Determinao da Resistncia Compresso do Cimento

Para a determinao da resistncia compresso do cimento, tomou-se

como base a NBR 7215(1997).

Primeiramente prepara-se a areia que ser usada na mistura, a qual

composta de 4 pores iguais de material retido nas peneiras: 1,2; 0,6; 0,3 e 0,15

mm. Pesou-se a gua de acordo com o fator gua/cimento. Para efetuar a mistura,

primeiro colocou-se toda gua na cuba e aos poucos se foi adicionando o cimento

com o misturador em velocidade baixa durante 30 segundos. Depois se adicionou a

areia sem parar a operao com cuidado e durante 30 segundos. Aps o trmino,

colocou-se o misturador em velocidade alta e deixou-se por 30s.

Depois desligou-se o misturador durante 1minuto e 30 segundos e retirou-se

com uma esptula a argamassa aderida as paredes da cuba. Durante o tempo

restante a argamassa deve ficar em repouso na cuba. Imediatamente aps esse

intervalo, ligou-se o misturador na velocidade alta, por mais 60 segundos. Logo

aps, iniciou-se a moldagem colocando a argamassa no molde cilndrico de forma a

preench-lo com 4 camadas e em cada camada com o auxlio do soquete foram

aplicados os 30 golpes sobre a superfcie da argamassa. Aps 24 horas de

moldagem os corpos de prova foram retirados dos moldes aguardando as datas de

rompimento. Para garantir que a carga aplicada durante o rompimento fosse

uniformemente distribuda foi feita uma leve camada de enxofre para regularizao

das faces dos corpos de prova (capeamento).

O rompimento foi feito em uma Mquina Universal de Ensaios Mecnicos da

masca AMSLER, sua, e mudou-se a clula de carga para 10.000 kg.

3.2.2 Agregado Mido

A areia utilizada para confeco dos corpos de prova foi proveniente de

jazidas do Rio Grande do Norte. A mesma foi armazenada em baia exposta ao

tempo.

51

Para caracterizao da areia, foi coletada uma amostra no canteiro de obras,

sendo conduzidas em sacos plsticos para conservar a umidade natural at a

chegada ao laboratrio.

O ensaio de massa especfica real baseou-se na norma NBR NM 52(2009)

Agregados midos, utilizando o Frasco de Chapman.

A massa unitria a relao da massa do agregado lanado no recipiente de

volume e massa conhecidos previamente. Para o ensaio de massa unitria foi

seguida a norma NBR NM 45(2006) Agregados.

Foi feito o ensaio de granulometria da areia, conforme prescreve a NBR NM

248(2003). Com esse ensaio foi determinado a dimenso mxima (Dmx) bem como

o mdulo de finura da areia, pelo peneiramento do material e a aplicao da

equao 3.2.

3.2.3

3.2.3 Agregado Grado

O agregado grado utilizado na pesquisa foi brita 19 mm, de origem grantica

e, assim como a areia, foi proveniente de jazidas do Rio Grande do Norte, de uso

comum na regio.

Para a sua caracterizao, foi coletada uma amostra com cerca de 5 Kg do

volume de brita do canteiro de obras e transportada em saco plstico para o

laboratrio.

Para o agregado grado a determinao da massa especfica foi feita pelo

mtodo da balana hidrosttica, de acordo com a NBR NM 53(2009) Agregado

Grado, enquanto que a massa unitria foi obtida a partir da Norma NBR NM

45(2006) - Agregados.

100

%=

acumuladasMF

(3.2)

52

3.2.4 Fibra de PET

As fibras de PET utilizadas nessa pesquisa foram provenientes de um

processo de reciclagem de garrafas de refrigerante, que consiste em desfiar o corpo

da garrafa numa mquina artesanal e armazena-las em rolos por uma fbrica de

vassouras da cidade de Natal-RN. A fita de PET do rolo foi fornecida com largura de

2mm (Figura 9a). A espessura da fita era a mesma da parede da garrafa PET, cerca

de 0,2mm, como pode ser visto na figura 9b e foram cortadas manualmente em

comprimentos de, aproximadamente, 15 mm, figura 9c.

Figura 9 Detalhe da Fibra: a) largura; b) espessura; b) comprimento.


Na Figura 10 pode-se ver a preparao da fibra de PET: Em a) a maquina

artesanal que desfia a garrafa; em b) A fibra que veio da fbrica de vassoura j

desfiada em rolo.

Figura 10 - Preparao da fibra de PET: a) desfiadora artesanal; b) fibra embalada.

(a) (b)


a) b) c)

53

A fibra de PET foi ensaiada para identificao da temperatura de degradao

trmica da fibra. Foi usada a termogravimetria (TG), uma tcnica que se baseia no

estudo da variao de massa da amostra devido a transformaes fsicas

(sublimao, evaporao, condensao) ou qumicas (degradao, decomposio,

oxidao) em funo da temperatura.

Para a pesquisa, a fibra de PET foi ensaiada pelo mtodo dinmico de

termogravimetria, onde a perda de massa registrada continuamente medida que

a temperatura aumenta.

A massa do material foi obtida pelo corte da fibra em pedaos milimtricos

colocado na balana do equipamento. O material foi aquecido at a temperatura de

900C (temperatura mxima de aquecimento que seria utilizada nos corpos de

prova).

3.5.2 O aditivo

No concreto pesquisado foi utilizado o aditivo polifuncional SIKAMENT PF

171, contendo a base qumica (lignosulfonatos), sendo sua funo principal a ao

superplastificante (redutor de gua de alta eficincia), suas funes secundrias

so: incorporao de ar, acelerao da pega, acelerao do endurecimento,

retardamento de pega com eventual reduo da resistncia mecnica.

Segundo Lobo et al (2004), os aditivos polifuncionais so aditivos que se

comportam como pla

Ilzenete Dissertacao Final 28-12-2011

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