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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.18.2017.tde-31012017-163751
Document
Auteur
Nom complet
Laerte Melo Barros
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2016
Directeur
Jury
Ferreira, Eduardo Bellini (Président)
Damineli, Bruno Luís
Morelli, Márcio Raymundo
Pinheiro, Libânio Miranda
Salomão, Rafael
Titre en portugais
Concreto de alta resistência a partir de matérias-primas amazônicas e vidro reciclado
Mots-clés en portugais
Alta resistência
Concreto
Pozolânica
Resíduos
Vidro
Resumé en portugais
O concreto é um dos materiais mais utilizados pela indústria da construção civil. Apesar de novos materiais terem entrado no setor da construção, ele não perdeu o seu valor devido as suas boas propriedades mecânicas, baixo custo e a alta flexibilidade construtiva. O concreto é responsável por uma parcela significativa do impacto humano ao meio ambiente, mas apesar de tudo é um dos materiais mais empregados e importantes da atualidade. A necessidade em agregar valor à grande quantidade de resíduos gerados no mundo é uma oportunidade para inclusão de novos materiais na formulação dos concretos, em substituição aos tradicionais. Quando as matérias-primas naturais são substituídas por resíduos sólidos, vários benefícios são alcançados, como a conservação dos recursos naturais, minimização da eliminação inadequada de rejeitos e liberação de áreas para fins mais nobres. Resíduos de vidro podem ser considerados como potenciais componentes do concreto e a sua utilização na produção dos mesmos impede a sua simples disposição em aterros. Dependendo do tamanho da partícula e da proporção de vidro utilizada na produção de concreto, comportamentos opostos podem ser observados: i) a reação álcali sílica relacionada a efeitos negativos de expansão, e ii) a reação pozolânica que melhora a resistência mecânica. Com a finalidade de promover o uso sustentável das matérias-primas amazônicas na construção civil de Manaus, foram produzidos concretos convencionais empregando-se seixo de rio e brita granítica como agregados graúdos, levando-se em conta fatores como disponibilidade regional e melhores características mecânicas. Os resultados de resistência à compressão axial e tração por compressão diametral entre os concretos produzidos com os dois tipos de agregados não apresentaram diferenças significativas. Com os resultados da pesquisa para o concreto convencional, realizou-se o desenvolvimento de concretos de alta resistência. Nesta fase, a pesquisa avaliou o efeito de resíduos de vidro moído em adição ou substituição ao cimento Portland na resistência mecânica de concretos, através de ensaios de compressão axial e tração por compressão diametral aos 7, 14, 21, 28 e 90 dias de cura, como resultado da atividade pozolânica do pó de vidro abaixo de 75 μm. O nível mais adequado de substituição do cimento por pó de vidro foi de 10%, que apresentou acréscimo de resistência à compressão axial de 69 MPa para 71 MPa aos 90 dias em comparação ao concreto convencional, enquanto que as misturas com adição de vidro apresentaram crescimento em praticamente todas as idades, comparadas à mistura de controle. A pesquisa também avaliou o desempenho de misturas com substituição e adição de sílica ativa, que apresentaram melhores resultados de resistência em relação às misturas contendo apenas pó de vidro reciclado. Os resultados obtidos mostraram que tanto o vidro em pó quanto a sílica têm efeito significativo na resistência do concreto.
Titre en anglais
High strength concrete from Amazonian raw materials and recycled glass
Mots-clés en anglais
Concrete
Glass
High strength
Pozzolanic
Waste
Resumé en anglais
Concrete is one of the materials most used by the construction industry. Although new materials entered the construction industry, it did not lose its value due to its good mechanical properties, low cost and high constructive flexibility. Concrete is responsible for a significant portion of the human impact on the environment, but it is one of the most used and important materials nowadays. The need to add value to the large amount of waste generated in the world is an opportunity to include new materials in the formulation of concrete instead of traditional ones. When natural raw materials are replaced by solid waste, several benefits are achieved, such as conserving natural resources, minimizing the improper disposal of waste, and releasing areas for nobler purposes. Glass waste can be considered as potential components of the concrete and its use in the production of these prevents its simple disposal in landfills. Depending on the particle size and the glass ratio used in concrete production, opposite behaviors can be observed: i) the silica alkali reaction related to negative expansion effects, and ii) the pozzolanic reaction that improves mechanical strength. In order to promote the sustainable use of Amazonian raw materials in the civil construction of Manaus, conventional concretes were produced by using river pebbles and granite gravel as large aggregates, taking into account factors such as regional availability and better mechanical characteristics. The results of axial compressive strength and diametral compression traction between the concretes produced with the two types of aggregates did not present significant differences. With the results of the research for the conventional concrete, the development of concrete of high resistance was carried out. In this phase, the research evaluated the effect of ground glass residues on addition or substitution to Portland cement in the mechanical strength of concretes, through axial compression and diametral compression traction at 7, 14, 21, 28 and 90 days of cure, as a result of the pozzolanic activity of the glass powder below 75 μm. The most adequate level of substitution of cement by glass powder was 10%, which presented increase of axial compressive strength from 69 MPa to 71 MPa at 90 days in comparison to conventional concrete, while the mixtures with glass added showed growth at almost all ages, compared to the control mix. The research also evaluated the performance of mixtures with substitution and addition of active silica, which presented better resistance results compared to mixtures containing only recycled glass powder. The results showed that both glass and silica have a significant effect on the strength of the concrete.
 
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Date de Publication
2017-02-02
 
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