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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.18.2007.tde-21102007-164548
Documento
Autor
Nome completo
Antonio Eduardo Bezerra Cabral
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2007
Orientador
Banca examinadora
Schalch, Valdir (Presidente)
Dal Molin, Denise Carpena Coitinho
Ferreira, Osny Pellegrino
Leite, Wellington Cyro de Almeida
Sales, Almir
Título em português
Modelagem de propriedades mecânicas e de durabilidade de concretos produzidos com agregados reciclados, considerando-se a variabilidade da composição do RCD
Palavras-chave em português
Agregados reciclados
Concreto com agregados reciclados
Durabilidade
Modelagem
Propriedades mecânicas
RCD
Reciclagem
Resíduos sólidos
Resumo em português
A realização de uma eficiente gestão e gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos (RSU) é um desafio ao meio técnico-acadêmico e administrativo das grandes cidades. Os resíduos de construção e demolição (RCD) consistem em uma importante parcela dos RSU, em função do volume dos mesmos se é gerado e dos danos que estes podem trazer ao meio-ambiente. A reciclagem dos RCD tem sido uma solução adotada no gerenciamento dos mesmos, sendo em sua grande maioria voltada para a produção de agregados reciclados, em função do grande volume de agregados que são usados pela indústria da construção civil. Entretanto, a grande variabilidade apresentada na composição desses agregados é uma das barreiras na difusão do uso dos mesmos como matéria-prima alternativa na confecção de concretos. Com o intuito de contribuir nesta área de conhecimento, através dos resultados obtidos em um programa experimental baseado em um projeto fatorial fracionado composto de segunda ordem, que contempla a produção de concretos com os três principais componentes do RCD (concreto, argamassa e cerâmica vermelha), modelou-se o comportamento da resistência à compressão (fc), do módulo de deformação (Ec), da retração por secagem ('épsilon') e do volume de poros permeáveis (VPP) dos concretos produzidos, ao se variar o teor de substituição dos agregados naturais pelos reciclados e a relação água/cimento. Os resultados indicam que com exceção da resistência à compressão para o concreto confeccionado com o agregado miúdo reciclado de cerâmica vermelha, a substituição dos agregados naturais pelos reciclados minora o desempenho dos concretos para todas as propriedades estudadas. Observou-se também que a substituição do agregado miúdo natural pelos miúdos reciclados influencia mais no desempenho dos concretos, sobre as propriedades estudadas, que a substituição dos agregados graúdos naturais pelos graúdos reciclados. Ao se validar os modelos propostos para a fc e para o Ec, utilizando dados provenientes de outros autores, observou-se que tais modelos descrevem muito bem o comportamento das propriedades, embora não tenham produzido valores semelhantes aos publicados originalmente. Simulou-se também, utilizando os modelos propostos, o uso dos agregados reciclados de RCD de algumas cidades brasileiras na fabricação de concretos, sendo que, de uma maneira geral, percebeu-se uma grande viabilidade no uso dos mesmos, uma vez que os concretos simulados ainda atingiram consideráveis fc e Ec, principalmente quando se utilizou o agregado miúdo. Classificaram-se também os concretos quanto à durabilidade baseando-se nos acréscimos do VPP para com o concreto de referência de relação a/c=0,46, sendo que a classificação encontrada sugere que os concretos com elevados teores de substituição não possuem um bom desempenho com relação à sua durabilidade, sendo a substituição de pequenos teores dos agregados miúdos mais recomendada. De uma maneira geral, pode-se concluir que é possível utilizar agregados reciclados, considerando-se as variabilidades dos mesmos, na produção de concretos com desempenho mecânico e durabilidade satisfatórios, dentro das condições estudadas.
Título em inglês
Mechanical properties and durability modeling of recycled aggregates concrete, considering the construction and demolition waste variability
Palavras-chave em inglês
C&D waste
Durability
Mechanical properties
Modeling
Recycled aggregate concrete
Recycled aggregates
Recycling
Solid wastes
Resumo em inglês
An efficient solid waste management is a challenge to the technician-academic and administrative sectors of great cities. Construction and demolition (C&D) wastes are an important portion of solid wastes, due to their great volume and to the damages that they can bring to the environment. Recycle C&D wastes has been adopted as a management solution and the production of recycled aggregates has been a practice quite used, in function of the great volume of aggregates that have been used by the construction industry. However, the great variability presented in the composition of those aggregates is one barrier to diffuse the use of them as an alternative material to make concrete. Intending to contribute in this knowledge area, an experimental program based on a fractional factorial project was done. It consisted in produce concretes with the three main components of C&D waste (concrete, mortar and red ceramic) as recycled aggregates, varying the percentage of substitution of natural aggregates by recycled aggregates and the water/cement ratio. Strength (fc), modulus of elasticity (Ec), shrinkage (épsilon') and volume of permeable voids (VPP) of concretes were measured and the results were modeled using statistical tools. The results indicated that except the fc for concrete made with recycled red ceramic fine aggregate, the recycled aggregates lessens the concrete's behavior for all studied properties. It was also observed that the natural fine aggregate's substitution by recycled fine aggregates influences less in the concrete's behavior than the coarse aggregate's substitution, for all studied properties. To validate the proposed models, using other authors' data, it was observed that such models describe the properties behavior very well, although such models don't produce properties values similar to the values published by the authors. It was also simulated, through the proposed models, the use of the recycled aggregates of C&D waste from some brazilian cities in concrete production and, in a general way, it was noticed a great viability in the use of the same ones, once the simulated concretes still reached considerable fc and Ec, mainly when the recycled fine aggregates was used. The recycled concrete's durability was also determined using the VPP increments in relation to a 0.46 water/cement ratio reference concrete. This classification suggests that the concretes with high tenors of substitution don't have a good behavior, being small tenors of substitution of fine aggregates more recommended. In general, it can be concluded that it is possible to use recycled aggregates, considering their variability, to produce concretes with satisfactory mechanical behavior and durability, considering the studied conditions.
 
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Data de Publicação
2007-11-13
 
AVISO: O material descrito abaixo refere-se a trabalhos decorrentes desta tese ou dissertação. O conteúdo desses trabalhos é de inteira responsabilidade do autor da tese ou dissertação.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Desempenho de concretos com agregados reciclados de cerâmica vermelha. Cerâmica (São Paulo. Impresso), 2009, vol. 55, p. 448-460.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Determinação da influência do tipo de agregado reciclado de construção e demolição na resistência à compressão de concretos. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 2008, vol. 1, p. 171-192.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Mechanical properties modeling of recycled aggregate concrete. Construction & Building Materials, 2010, vol. 24, p. 421-430.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Modelagem da resistência à compressão de concreto produzidos com agregados reciclados de RCD. Revista Minerva, 2007, vol. 4, p. 75-84.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Performance estimation for concretes made with recycled aggregates of construction and demolition waste of some Brazilian cities [doi:10.1590/s1516-14392012005000119]. Materials Research (São Carlos. Impresso) [online], 2012, vol. 15, p. 1037-1046.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Performance estimation of concretes made with recycled aggregates of C&D waste of some brasilian cities. Materials Research (São Carlos. Impresso), 2011.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Shrinkage modeling of recycled aggregate concrete. Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, 2010, vol. 3, p. 1-23.
  • CABRAL, A. E. B., MOLIN, D. C. C. D., e SCHALCH, V. Caracterização de agregados reciclados de concreto, de argamassa e de cerâmica vermelha da região metropolitana de Porto Alegre/RS. 47 Congresso Brasileiro do Concreto, 2005, vol. 1, nº 1, p. 111-111. Resumo.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Determinação da influência do tipo de agregado reciclado de resíduo de construção e demolição sobre o módulo de deformação de concretos reciclado. In 49º Congresso Brasileiro do Concreto, Bento Gonçalves, 2007. Anais 49º Congresso Brasileiro do Concreto., 2007.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Ultimate shrinkage Modelling of Recycled aggregate concrete. In PSU-UNS International Conference on Engineering and Environment, Tailandia, 2007. Anais PSU-UNS International Conference on Engineering and Environment., 2007.
  • CABRAL, A. E. B., et al. Volume of permeable voids modeling of recycled aggregate concrete. In PSU-UNS International Conference on Engineering and Environment, Tailandia, 2007. Anais PSU-UNS International Conference on Engineering and Environment., 2007.
  • CABRAL, A. E. B., e SCHALCH, V. Considerações sobre Gestão e Gerenciamento de Resíduos Sólidos. In VI Encontro de Pesquisa e Pós-Graduação do CEFET/CE, Fortaleza, 2006. Anais VI Encontro de Pesquisa e Pós-Graduação do CEFET/CE., 2006. Resumo.
  • CABRAL, A. E. B., e SCHALCH, V. Determinação da influência do tipo de agregado reciclado de construção e demolição na resistência à compressão de concretos. In XXXII Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural, Campinas, 2006. anais XXXII Jornadas Sulamericanas de Engenharia Estrutural., 2006.
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