Thermal and Acoustic Properties of Rubberized Mortars for Coatings

Recycled crumb rubber can be sustainable used in mortar both to mitigate nature aggregate consumption, reducing environmental pollution, as well, to improve the acoustic and thermal performance of buildings, without damaging its mechanical properties. This paper explores workability, microstructure, mechanical, thermal and acoustic properties considering increasing contents of crumb rubber (0%, 5%, 10%, 15% and 20% replacement, by volume, of fine aggregate). Mortar characterization tests were carried out in the fresh and hardened state. It has been found that replacing the aggregate with scrap tyre rubber reduced the compressive strength on average 12% and 67% and for tensile strength 35% and 53%, for the contents of 10% and 20% respectively, compared to the reference. Furthermore, it was found that the reductions in thermal conductivity reached 16% and 29% and an increase in acoustic attenuation on average 12% and 13%. Moreover, scanning electron microscopy images were analyzed, justifying the mechanical results obtained. Although the experimental results indicated that the workability and mechanical strengths decreased with the increase of rubber replacement rate, the studied mixtures met the standard specifications, and thus suitable for walls and ceilings coating applications, improve the acoustic and thermal performance of buildings and as a sustainable material

Analysis of physical, mechanical, thermical acoustic in microstructural of self-compacting lightweight rubberized concrete (SCLRC)

Orientador: Luísa Andréia Gachet BarbosaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de TecnologiaResumo: Concretos autodensáveis (CAA), leves (CL) e emborrachados (CE) vêm sendo estudados individualmente nos últimos anos, entretanto, pesquisas sobre o concreto leve autoadensável emborrachado (CLAE) são desconhecidas. Portanto, este trabalho ressalta a originalidade do estudo do CLAE, que apresenta propriedades especiais, principalmente pela utilização da argila expandida e borracha de pneu inservível, os quais apresentam massa específica '< ou =" 2.000 kg/m³, diferentemente dos agregados convencionais, com massa em torno de 2.500 kg/m³. Foi desenvolvido um amplo programa experimental, tendo como objetivos o estudo dos processos de dosagem e produção, caracterização das propriedades no estado fresco e endurecido, análise das propriedades térmicas e acústicas, além da obtenção de informações microestruturais. Os resultados demonstraram que a argila expandida, a qual possui textura superficial lisa, melhorou a trabalhabilidade do concreto, quando comparada a do CAA com agregados convencionais, os quais possuem textura superficial áspera. Em contrapartida, a borracha atuou de maneira negativa nas propriedades no estado fresco do concreto leve autoadensável (CLA), uma vez que este agregado possui arestas angulosas. Quanto as características mecânicas, resultantes dos ensaios de resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade, os CLAE, por apresentarem redução da massa específica, exibiram valores menores do que os encontrados para o CAA convencional, produzido com agregados mais densos e ásperos. Foi observado que a utilização de agregados leves, substituindo os agregados convencionais, promovem um aumento de ? 50% da atenuação acústica e, diminuição de ? 70% da condutividade térmica, desempenhos que garantem melhores isolamentos térmicos e acústicos, segundo a ABNT NBR 15575:2013. Quanto à análise microestrutural, foi constatado que, com a utilização da argila expandida, houve diminuição dos poros na matriz da pasta de cimento e da espessura da zona de transição interfacial (ZTI), uma vez que a água de amassamento não foi absorvida pela argila, fato que, normalmente, ocorre no agregado convencional. Em contrapartida, a ZTI do CLAE se apresentou mais porosa e frágil, devido a característica hidrofóbica da borracha. Ficou evidente que a utilização conjunta de 100% de argila expandida e 15% de borracha de pneu inservível promoveu a manutenção das características mecânicas e, ainda, garantiu melhores isolamentos térmicos e acústicos que o concreto convencional, além de promover a destinação correta da borracha de pneu inservívelAbstract: Self-compacting concrete (SCC), lightweight concrete (LC) and rubberized concrete (RC) have been studied individually in recent years, however, investigations of self-compacting lightweight rubberized concrete (SCLRC) are unknown. Therefore, this work highlights the originality of the study of the SCLRC, which presents special properties, mainly by the use of expanded clay and unserviceable tire rubber, which have a specific mass ? 2,000 kg/m³, unlike conventional aggregates, with mass around 2,500 kg/m³. A broad experimental program was developed, with the objectives of studying the dosage and production processes, characterization of the properties in the fresh and hardened state, analysis of the thermal acoustic properties, as well as the obtaining of microstructural information. The results showed that the expanded clay, which has a smooth surface texture, improved the workability of the concrete, when compared to the SCC with conventional aggregates, which have rough surface texture. On the other hand, the rubber acted negatively on the properties in the fresh state of self-compacting lightweight concrete (SCLC), since this aggregate has angular edges. As for the mechanical characteristics resulting from the tests of compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity, the SCLRC, due to their reduction in the specific mass, showed lower values than those found for conventional SCC, produced with denser and coarser aggregates. It was observed that the use of lightweight aggregates, replacing conventional aggregates, promotes an increase of ? 50% in acoustic attenuation and ? 70% decrease in thermal conductivity, performances that guarantee better thermal and acoustic insulation, according to ABNT NBR 15575:2013. As for the microstructural analysis, it was observed that, with the use of expanded clay, there was a decrease in the pores in the cement paste matrix and in the interfacial transition zone (ITZ) thickness, since the kneading water was not absorbed by the clay, a fact that normally occurs in the conventional aggregate. In contrast, the SCLRC ITZ presented more porous and fragile, due to the hydrophobic characteristic of the rubber. It was evident that the combined use of 100% expanded clay and 15% unserviceable tire rubber promoted the maintenance of the mechanical characteristics and also guaranteed better thermal and acoustic insulation than conventional concrete, besides promoting the correct destination of tire rubber unserviceableDoutoradoCiência dos MateriaisDoutora em Tecnologia de AlimentosCAPE

Structural lightweight concrete : Performances physical, thermal, mechanical and microstructural

Orientadores: Luísa Andréia Gachet Barbosa, Rosa Cristina Cecche LintzDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de TecnologiaResumo: A busca por materiais alternativos, de baixa massa específica, que possua redução na transferência de propagação de calor, associado à facilidade de manuseio e aplicação em concretos estruturais e estruturas de vedação, representa grande desafio na formulação e conhecimento do desempenho dos concretos leves. O concreto leve possui tecnologia pouco difundida em nível nacional e surge no cenário atual como um material inovador e alternativo ao concreto convencional. Frente ao exposto, este trabalho estudou concretos leves estruturais elaborados com duas graduações distintas de argila expandida e, com a finalidade de promover à manutenção das propriedades mecânicas, adicionou-se aditivo superplastificante e sílica ativa. Desenvolveu-se cinco traços distintos, que apresentaram reologia adequada, sem apresentar fenômenos de segregação e exsudação. Estudou-se algumas propriedades físicas, como índice e perda de consistência, absorção de água e massa específica do estado fresco e endurecido, os quais apresentaram uma média de 2000 kg/m3, classificando os concretos, de acordo com o ACI 213R-03 (2003), como leves. As principais propriedades mecânicas analisadas foram, resistência à compressão, apresentando, em média, 40 MPa, valor acima do mínimo prescrito pela ABNT NBR 6118:2007, para concretos estruturais, além da resistência à tração e módulo de elasticidade, as quais serviram como fundamentação na qualificação dos concretos leves estruturais, visando às exigências técnicas nacionais e internacionais para sua classificação e uso. Também foram realizados ensaios de condutividade térmica, por meio do método da placa quente protegida ("Hot Plate"), os quais apresentaram bons resultados, mostrando-se adequados no quesito desempenho térmico, de acordo com a revisão bibliográfica, bem como, com a norma nacional de desempenho térmico (ABNT NBR 15220:2005). Foram obtidas informações microestruturais sobre a zona de transição entre os agregados, convencionais e leves, e sua matriz de cimento. Foram realizadas comparações entre a massa específica seca e a resistência à compressão, assim como, comparações entre a massa específica seca e o módulo de elasticidade, sendo que tais resultados comprovam a possibilidade da utilização do concreto leve em elementos estruturais. Sugere-se, então, utilizar este concreto em painéis de vedação, pois associa-se a baixa massa específica, o conforto térmico e a resistência mecânicaAbstract: The search for alternative materials, low density, having reduced transfer of heat propagation, combined with ease of handling and application in structural concrete and seal structures, constituting a major challenge in the design and understanding of the performance of lightweight concrete. The lightweight concrete technology has little known at the national level and in the current scenario emerges as an innovative and alternative material to conventional concrete. Based on these, this paper studied structural lightweight concrete made with two different grades of expanded clay, and with the purpose of promoting the maintenance of the mechanical properties was added superplasticizer and silica fume. Developed five distinct traits, which showed adequate rheology, without presenting phenomena of segregation and oozing. We studied some physical properties, such as loss of consistency index, water absorption and density of fresh and hardened, which had an average 2000 kg/m3, classifying the concrete according to ACI 213R-03 (2003), as light. The main mechanical properties were analyzed, compressive strength, with an average of 40 MPa, above the minimum prescribed by ABNT NBR 6118:2007, structural concrete, beyond the tensile strength and modulus of elasticity, which served as the basis the qualification of structural lightweight concrete, aimed at national and international technical requirements for classification and use. Thermal conductivity tests were also carried out by means of the hot plate protected ("Hot Plate") method, which showed excellent results, proving to be adequate thermal performance in the category, according to the literature review, as well as with the national standard for thermal performance (ABNT NBR 15220:2005). Microstructural information on the transition zone between aggregates, conventional and light, and its cement matrix were obtained. Comparisons between dry density and compressive strength as well as comparisons between the dry density and modulus of elasticity were performed, and these results show the possibility of using lightweight concrete in structural elements. Then it is suggested to use this concrete fence panels, as is associated with low density, thermal comfort and strengthMestradoTecnologia e InovaçãoMestra em Tecnologi

Aplicação da avaliação do ciclo de vida na otimização de projetos de concreto armado

The objective of this research was to evaluate the use of the Life Cycle Assessment methodology to assist decision-making in structural projects of reinforced concrete. Were studied structural models for an eight-story building, with classes of compressive strength (fck) of concrete ranging from 25 to 50 MPa. Also, were evaluated changes in the dimensions of structural elements, as well as the consumption of component materials of the structure. Results showed that the structural models for classes C40 obtained the best results for 67% of the categories of potential impacts assessed, with potential impact values ranging from 7.4% to 21.2%, including the possibility of saving 18 thousand kg of CO2 emitted. After carrying out an economic analysis, was observed that the structural model for the C40 concrete presented the optimal environmental-economic solution. The results of this research indicate the feasibility of using the Life Cycle Assessment methodology and economic analysis as tools to assist in decision-making during the design process of reinforced concrete structures.O objetivo desta pesquisa foi avaliar a utilização da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida para auxiliar a tomada de decisão em projetos estruturais de concreto armado. Foram estudados modelos estruturais para um edifício de oito pavimentos, com classes de resistência à compressão (fck) do concreto variando de 25 a 50 MPa. Também foram avaliadas alterações nas dimensões dos elementos estruturais, bem como o consumo de materiais componentes da estrutura. Os resultados mostraram que os modelos estruturais para as classes C40 obtiveram os melhores resultados para 67% das categorias de potenciais impactos avaliados, com valores de potenciais impactos variando de 7,4% a 21,2%, incluindo a possibilidade de economizar 18 mil kg de CO2 emitido. Após a realização de uma análise econômica, observou-se que o modelo estrutural para o concreto C40 apresentou a solução ambiental-econômica ótima. Os resultados desta pesquisa indicam a viabilidade da utilização da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida e da análise econômica como ferramentas para auxiliar na tomada de decisão durante o processo de projeto de estruturas de concreto armado

Aplicação da avaliação do ciclo de vida na otimização de projetos de concreto armado

The objective of this research was to evaluate the use of the Life Cycle Assessment methodology to assist decision-making in structural projects of reinforced concrete. Were studied structural models for an eight-story building, with classes of compressive strength (fck) of concrete ranging from 25 to 50 MPa. Also, were evaluated changes in the dimensions of structural elements, as well as the consumption of component materials of the structure. Results showed that the structural models for classes C40 obtained the best results for 67% of the categories of potential impacts assessed, with potential impact values ranging from 7.4% to 21.2%, including the possibility of saving 18 thousand kg of CO2 emitted. After carrying out an economic analysis, was observed that the structural model for the C40 concrete presented the optimal environmental-economic solution. The results of this research indicate the feasibility of using the Life Cycle Assessment methodology and economic analysis as tools to assist in decision-making during the design process of reinforced concrete structures.O objetivo desta pesquisa foi avaliar a utilização da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida para auxiliar a tomada de decisão em projetos estruturais de concreto armado. Foram estudados modelos estruturais para um edifício de oito pavimentos, com classes de resistência à compressão (fck) do concreto variando de 25 a 50 MPa. Também foram avaliadas alterações nas dimensões dos elementos estruturais, bem como o consumo de materiais componentes da estrutura. Os resultados mostraram que os modelos estruturais para as classes C40 obtiveram os melhores resultados para 67% das categorias de potenciais impactos avaliados, com valores de potenciais impactos variando de 7,4% a 21,2%, incluindo a possibilidade de economizar 18 mil kg de CO2 emitido. Após a realização de uma análise econômica, observou-se que o modelo estrutural para o concreto C40 apresentou a solução ambiental-econômica ótima. Os resultados desta pesquisa indicam a viabilidade da utilização da metodologia de Avaliação do Ciclo de Vida e da análise econômica como ferramentas para auxiliar na tomada de decisão durante o processo de projeto de estruturas de concreto armado

Le Miroir des sports : publication hebdomadaire illustrée

20 septembre 19231923/09/20 (N168,A13)-1923/09/20