Avaliação do uso de resíduos de marmoraria na produção de concretos

The construction industry is considered the main consumer of natural resources due to the large number of constructions necessary for the country’s growth, but the high cost of the materials becomes a limiting factor for accomplishing these constructions. Therefore, the addition of different materials in the production of components and the use of waste, which generally have a considerable cost of disposal and / or require specific treatment, becomes a technical and economic attractiveness to researchers and especially to the market consumer. This study aims to evaluate the behavior of concrete with marble waste addition in relation to the mechanical properties and durability. To do so, we performed an experimental study using the contents of 10 % and 20 % addition of this residue. With respect to compressive strength, the incorporation of the waste did not present significant influence when compared with plain concrete. However, considering the water absorption by capillarity as an indication of durability it was found that the addition of a 10% of wastes is a good option for improving this property.A indústria da construção civil é caracterizada como a principal consumidora dos recursos naturais, isso é propiciado pelo grande número de obras que são necessárias para o crescimento do país. No entanto, o alto consumo dos materiais torna-se um fator que limita a execução das mesmas. Por isso, a adição de diferentes materiais na produção de componentes, assim como a utilização de resíduos, que geralmente possuem um custo de descarte e/ou necessitam de tratamento específico, se torna um atrativo técnico-econômico a pesquisadores e, principalmente, ao mercado consumidor.  O presente trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento de concretos convencionais com adição de resíduos de marmoraria frente às propriedades mecânicas e de durabilidade. Para tanto, realizou-se um estudo experimental onde foram testados teores de 10 e 20% de adição dos resíduos (em massa) com relação a quantidade de cimento. Com relação à resistência à compressão, a incorporação do resíduo não apresentou influência significativa quando comparado com um concreto sem adição. Entretanto, considerando a absorção de água por capilaridade, como um indicativo de durabilidade verificou-se que, a adição de um teor de 10% de resíduos se apresentou como uma boa opção de melhoria dessa propriedade.

Potencial de uso de um resíduo de lodo de efluentes de indústrias de papel em matrizes cimentícias

Essa pesquisa teve por finalidade avaliar um resíduo de lodo de efluentes de indústrias de papel quanto à potencialidade de emprego em matrizes cimentícias. Verificou-se a composição química do resíduo e realizaram-se misturas com adições de 0, 5 e 10%, em relação à massa de cimento. As matrizes cimentícias foram analisadas por meio de calorimetria isotérmica, resistência à compressão, resistência à tração na compressão diametral, absorção de água por capilaridade, densidade de massa aparente e módulo de elasticidade dinâmico. Os resultados obtidos não foram satisfatórios, visto que a adição do resíduo à matriz apresentou aumento no consumo de cimento para atingir a resistência requerida e aumento no consumo de água para manutenção da consistência. Palavras-chave: argamassa, matrizes cimentícias, resíduo industrial, lodo de papel

Use potential of a paper sludge waste from tissue paper industries in cementitious materials

Essa pesquisa teve por finalidade avaliar um resíduo de lodo de efluentes de indústrias de papel quanto à potencialidade de emprego em matrizes cimentícias. Verificou-se a composição química do resíduo e realizaram-se misturas com adições de 0, 5 e 10%, em relação à massa de cimento. As matrizes cimentícias foram analisadas por meio de calorimetria isotérmica, resistência à compressão, resistência à tração na compressão diametral, absorção de água por capilaridade, densidade de massa aparente e módulo de elasticidade dinâmico. Os resultados obtidos não foram satisfatórios, visto que a adição do resíduo à matriz apresentou aumento no consumo de cimento para atingir a resistência requerida e aumento no consumo de água para manutenção da consistência.The purpose of this study was to evaluate a paper sludge waste obtained from tissue paper industries regarding its potential for use in cementitious materials. The chemical composition of the waste was assessed and mixtures were made with 0%, 5% and 10% additions of the material, by mass of cement. The cement matrices were analysed experimentally by isothermal calorimetry, compressive strength and tensile strength by diametric compression, water absorption by capillarity, apparent mass density and dynamic modulus of elasticity. The results obtained were not satisfactory, since the addition of the paper sludge waste showed an increase in the cement consumption to reach the required compressive strength, as well as a rise in water consumption in order to maintain the mortar consistency

Dispositivo de acoplamento de amostra para ensaio de fissuração e processo de fissuração em amostra

Universidade Federal do Rio Grande do SulEngenhariaDepositad

Influence of exposure environments on the cracks self-healing phenomenon in at varying ages in Portland cement concretes with different strengths

Pensando no desenvolvimento sustentável e segurança das estruturas, é necessário buscar materiais inteligentes que contribuam para o aumento da vida útil de estruturas em concreto armado. O ambiente de exposição que as estruturas estão submetidas afeta diretamente a durabilidade. Existem causas e efeitos físicos e químicos que influenciam na redução da vida útil das estruturas de concreto, os quais estão intimamente relacionados, fazendo com que frequentemente seja impossível separar a causa e o efeito da manifestação patológica. Atualmente, estudos mostram a possibilidade da autocicatrização em matrizes cimentícias, uma vez que o custo com manutenções das estruturas é elevado devido à ausência de cuidados prévios. Além do custo, há também o surgimento de fissuras em estruturas de concreto as quais comprometem diretamente a vida útil. A fissura serve como porta de entrada para diversos tipos de agentes deletérios que podem deteriorar tanto o concreto quanto sua armadura. Logo, alternativas que minimizem o efeito e até reparem a estrutura são maneiras de contribuir para sua durabilidade. Grande parte dos estudos realizados sobre autocicatrização focam em avaliar uma única relação água/cimento, indução das fissuras em idades mais jovens e/ou utilização de fibras para auxiliar na contenção da abertura e ambientes de exposição tais como ciclo de molhagem e secagem e submerso, poucos avaliam a autocicatrização em condições reais de utilização da matriz cimentícia. Desta maneira, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência do ambiente de exposição dos concretos, da relação água/cimento e da idade de abertura de fissuras no fenômeno da autocicatrização. Para isso, foi desenvolvida uma matriz experimental, na qual foram analisadas quatro relações água/cimento diferentes (0,30; 0,40; 0,50 e 0,65), quatro idades de abertura de fissuras (3, 28, 91 e 182 dias) e quatro ambientes de exposição dos concretos (natural protegido, natural, submerso e ciclos de molhagem e secagem). Os ensaios realizados foram divididos em três etapas. A primeira consiste na caracterização do concreto, sendo utilizado o ensaio de resistência à compressão axial, em todas as idades de abertura de fissuras e o ensaio de absorção de água por capilaridade, nas idades de 3 e 28 dias. A segunda etapa tem por objetivo acompanhar o fenômeno da autocicatrização através do ensaio de velocidade de propagação de ondas ultrassônicas e microscopia ótica, realizados a cada 28 dias após a indução da fissura. E por último, a terceira etapa consiste na verificação da autocicatrização, com o auxílio de ensaio de Termogravimetria (TGA), que foi realizado ao final dos 168 dias após a abertura das fissuras. Como resultados observou-se o ambiente de exposição submerso apresenta maior capacidade de autocicatrização para todas as relações água/cimento e idades de abertura de fissuras. O ambiente de exposição de ciclos também se mostrou benéfico, entretanto, na taxa de autocicatrização observou-se uma variação muito grande nos resultados obtidos, podendo ser decorrentes das variações internas de umidade dos corpos de prova e do local onde foram acondicionados. O ambiente natural apresentou benefícios para fissuras geradas nas idades iniciais e com espessura reduzida. Já o ambiente de exposição natural protegido foi o que menos contribuiu para a autocicatrização, tanto na taxa de autocicatrização calculada a partir do ensaio de velocidade de propagação de ondas ultrassônicas quanto no ensaio de análise por microscopia ótica. Através o ensaio de termogravimetria é possível afirmar que os produtos de autocicatrização formados no selamento das fissuras é carbonato de cálcio.Thinking about the sustainable development and safety of structures, it is necessary to look for intelligent materials that contribute to increasing the useful life of reinforced concrete structures. The exposure environment that structures are subjected to directly affects durability. There are physical and chemical causes and effects that influence the reduction of the useful life of concrete structures, which are closely related, making it often impossible to separate the cause and effect of the pathological manifestation. Currently, studies show the possibility of self-healing in cementitious matrices, since the cost of maintaining the structures is high due to the lack of prior care. In addition to the cost, there is also the appearance of cracks in concrete structures which directly compromise the useful life. The crack serves as an entry point for several types of harmful agents that can deteriorate both concrete and its armor. Therefore, alternatives that minimize the effect and even repair the structure are ways to contribute to its durability. Most of the studies carried out on self-healing focus on evaluating a single water/cement ratio, induction of cracking at younger ages and/or use of fibers to help contain the opening and exposure environments such as the wetting and drying cycle and submerged, few assess self-healing under real conditions of use of the cement matrix. Thus, the present work aims to evaluate the influence of the concrete exposure environment, the water/cement ratio and the crack opening age on the phenomenon of self-healing. For this, an experimental matrix was developed, in which four different water/cement ratios (0.30, 0.40, 0.50 and 0.65), four crack opening ages were analyzed (3, 28, 91 and 182 days) and four concrete exposure environments (protected natural, natural, submerged and wetting and drying cycles). The tests performed were divided into three stages. The first consists of the characterization of the concrete, using the axial compression strength test, at all crack opening ages, and the capillary water absorption test, at the ages of 3 and 28 days. The second stage aims to monitor the phenomenon of self-healing through the ultrasonic wave propagation velocity test and optical microscopy, performed every 28 days after the crack induction. And finally, the third step consists of verifying the self-healing, with the aid of tests such as Thermogravimetry (TGA), scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS) that were performed at the end of 168 days after opening of the cracks. As a result, it was observed that the submerged exposure environment presents greater self-healing capacity for all water/cement ratios and crack opening ages. The cycle exposure environment also proved to be beneficial, however, in the self-healing rate there was a very large variation in the results obtained, which may be due to internal variations in the humidity of the specimens and the place where they were stored. The natural environment showed benefits for cracks generated at early ages and with reduced thickness. The protected natural exposure environment, on the other hand, contributed the least to self-healing, both in the self-healing rate calculated from the ultrasonic wave propagation velocity test and in the optical microscopy analysis test. Through the thermogravimetry test, it is possible to affirm that the hydration products formed in the sealing of the cracks is calcium carbonate

Use of agate waste as aggregate in white Portland cement mortars

Nas últimas décadas, a busca pelo desenvolvimento sustentável vem influenciando indústrias de diversos setores a procurar uma destinação correta para os seus resíduos, esta ação visa reduzir os impactos ambientais gerados pelas diversas atividades de cada indústria. Neste sentido, a construção civil se mostra um setor potencial para este emprego, visto a elevada quantidade de matéria-prima de origem natural consumida. No estado do Rio Grande do Sul, onde há a terceira maior produção de pedras preciosas do Brasil, as etapas do beneficiamento de pedras, como a ágata, geram resíduos que requerem solução quanto ao seu destino final. O resíduo de ágata apresenta-se sob três formas: pó, com formato mais arredondado; agregado miúdo, alongado, e a terceira no formato de agregado graúdo, também alongado, todos de coloração clara. No entanto, sempre que se almeja empregar um resíduo, inicialmente é preciso avaliar suas possibilidades de aplicação, frente a questões de sua aplicabilidade técnica, ambiental e econômica. O presente trabalho tem por objetivo estimar a influência dos agregados de ágata, quando substituindo o agregado miúdo de calcário, tradicionalmente utilizado em matrizes cimentícias de cimento Portland branco. O estudo foi desenvolvido iniciando-se pela caraterização dos materiais que foram utilizados, passando posteriormente à realização de ensaios de caracterização de argamassas no estado fresco e no estado endurecido. No estado fresco foram avaliados o índice de consistência e a reologia da mistura, através da reometria rotacional e do squeeze flow. No estado endurecido foram avaliadas as propriedades mecânicas, através dos ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, densidade de massa aparente, módulo de elasticidade dinâmico, e de durabilidade, avaliando a absorção de água por capilaridade e a reação álcali-agregado. Verificou-se influências significativas quanto à substituição dos agregados miúdos por pó de rolagem de ágata. No estado fresco observou-se que as argamassas com pó de rolagem de ágata demandaram maior consumo de água e apresentaram maior plasticidade. Já no estado endurecido, as argamassas produzidas com o agregado miúdo de ágata apresentaram uma resistência à compressão e resistência à tração na compressão diametral inferior quando comparadas às argamassas produzidas com calcário, com diferentes relações água aglomerante. Além disso, as argamassas produzidas com agregado miúdo de ágata apresentaram densidade de massa aparente e módulo de elasticidade inferior quando comparada com as argamassas com agregado miúdo de calcário. Quanto à absorção de água por capilaridade, as argamassas produzidas com pó de rolagem de ágata apresentaram menor índice de absorção, com exceção dos traços produzidos sem pó de rolagem de ágata, onde o calcário apresentou uma menor absorção de água por capilaridade. No ensaio de reação álcali-agregado, o agregado miúdo de ágata foi considerado reativo, no entanto a combinação entre este agregado e o pó de rolagem de ágata gerou resultados inócuos.In recent decades, the demand for sustainable development has been influencing industries from many sectors to seek a proper destination for their waste. The use of waste for other purposes aims to reduce the environmental impacts. In this context, the civil construction industry is a potential sector for this use, since the high amount of natural raw material used, being a viable alternative to reduce their environmental impact. Thus, in the state of Rio Grande do Sul, where there is the third largest production of precious stones of Brazil, processing stages of the stones, such as agate, generate waste that requires solution in relation to its final destination. Agate residues are found in three different forms: powder, with rounded shape; fine aggregate, with elongated shape, and coarse aggregate, also with elongated shape, all light-colored. The use of waste requires knowledge of their application possibilities, trying to evaluate the feasibility of its use in the technical, environmental and economic point of view. The objective of this study was to evaluate the influence of the use of agate aggregates in mortar for white concrete, replacing limestone fine aggregate, usually employed in cementitious matrices of white Portland cement. The study started with the characterization of the materials that were used and conducting to perform the tests in fresh and hardened state. The samples in fresh state were investigated by consistency index and squeeze flow. In the hardened state, samples were subjected to compression tests, tensile strength in diametrical compression, bulk density, dynamic modulus of elasticity, and also durability tests were used to evaluate the absorption of water by capillarity and the alkali-aggregate reaction. The results have shown significant influences in the substitution of fine aggregates by agate powder. In the fresh state it was observed that the mortars with agate powder required higher consumption of water and had better plasticity. In the hardened state, it was observed that mortars with agate fine aggregate showed lower compressive and tensile strength in diametrical compression, bulk density and modulus of elasticity compared to mortars made with limestone. In addition, the mortars produced with agate powder showed lower absorption of water by capillarity, except for mixtures produced without agate powder, where the limestone causes a lower water absorption by capillarity. In the alkali-aggregate reaction the agate fine aggregate can be considered reactive. However, the combination of this aggregate and agate powder can be considered innocuous