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    Emprego de RNAS na estimativa da captura de CO2 devido à carbonatação do concreto

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    Anais do IV Encontro de Iniciação Científica da Unila - “UNILA 5 anos: Integração em Ciência, Tecnologia e Cultura na Tríplice Fronteira” - 05 e 06 de novembro de 2015 – Sessão Engenharia Civil e Engenharia de Energías RenováveisRecentemente tem-se discutido que as estruturas de concreto podem capturar CO 2 durante a vida útil devido à carbonatação do concreto. Contudo, a estimativa da carbonatação ao longo do tempo é dependente do desenvolvimento de modelos matemáticos capazes de conduzirem essa determinação com o menor erro possível. Em função do número de fatores envolvidos e da não linearidade do problema, o desenvolvimento destes modelos apresenta-se como uma tarefa complexa, onde o uso de ferramentas computacionais robustas, que possibilitam a determinação de modelos de forma simples e otimizadas, por exemplo, as Redes Neurais Artificiais (RNA’s). Assim, a fim de modelar a carbonatação do concreto para então estimar o volume de CO 2 capturado durante a vida útil das estruturas, no presente trabalho foram implementadas em linguagem orientada a objetos C++, RNA’s do tipo Multilayer Perceptron com três diferentes algoritmos de treinamento (Backpropagation Classic, Momentum e Delta-bar-Delta). Ao total foram treinadas, validadas e testadas 1.200 redes, divididas entre os três algoritmos e diferentes tipologias. A modelagem foi conduzida a partir de um banco de dados advindo de estudos encontrados na literatura, e para facilitar o uso e difusão do modelo proposto, foi desenvolvido um software denominado “CARBEM”. A rede que melhor descreveu o comportamento da carbonatação obteve raiz do erro médio quadrático (RMSE) de 0,84 mm de profundidade no treinamento e 1,57 mm na validação, com correlação de 0,994 e 0,981, respectivamente. Pela análise dos resíduos verificou-se um erro máximo de 3,381 mm e um erro mínimo de 0,004 mm, o qual é inferior ao erro aceitável descrito na literatura (5,0 mm). Os resultados apontam a aplicabilidade das RNA’s para modelar a frente de carbonatação do concreto, atuando como uma ferramenta computacional robusta e eficiente, e que o modelo apresenta resultados satisfatórios, contribuindo para o estudo da sustentabilidade e vida útil das estruturas de concreto.Bolsista de Iniciação Tecnológica e Inovação do CEASB/FPT

    Desenvolvimento de material cimentício ambientalmente amigável a partir de resíduo da construção: estudo piloto

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    Anais do V Encontro de Iniciação Científica e I Encontro Anual de Iniciação ao Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – EICTI 2016 - 05 e 07 de outubro de 2016 – Sessão Engenhariasodução À procura por materiais sustentáveis e que não agridam tanto o meio ambiente vem sendo um dos principais focos de estudos no setor de construção, sendo que trabalhos que visam o aproveitamento de resíduos de construção e demolição (RCD) como agregados reciclados vêm mostrando ótimos resultados na aplicação em concretos. Como o setor da construção civil é um dos que mais geram resíduos sólidos no Brasil (JHON, 2001; AZEVEDO et al. 2006), a utilização do RCD tende a ser uma alternativa sustentável, contribuindo para a destinação mais adequada dos resíduos. Neste contexto, esta pesquisa objetiva o estudo da fração fina do RCD, oriundo da britagem de concretos, como adição ao cimento nos teores de 0%, 15%, 25% e 50% na produção de concretos

    Estimativa da captura do CO2 devido à carbonatação de concreto e argamassas

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    Anais do V Encontro de Iniciação Científica e I Encontro Anual de Iniciação ao Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – EICTI 2016 - 05 e 07 de outubro de 2016 – Sessão EngenhariasO setor cimenteiro é responsável por 5 a 7% das emissões globais de dióxido de carbono (CO 2 ) (SINIC, 2010), um dos principais gases do efeito estufa. Principalmente em países em desenvolvimento, o consumo mundial médio de cimento é crescente, visto que é o principal constituinte de concretos e argamassas, matéria prima fundamental para obras de infraestrutura e habitação (POSSAN; FRIGO, 2012), o que têm levado a indústria cimenteira a buscar soluções para mitigar/reduzir suas emissões. Assim, várias formas de captura e estocagem de CO 2 vêm sendo estudada recentemente, em especial, os métodos físicos como armazenamento em formações geológicas, oceanos e fundo de mares e métodos químicos, como a carbonatação, (POSSAN; FRIGO, 2012). Esta última ocorre pela reação entre o CO 2 da atmosfera e o hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2 ) existente nas matrizes cimentantes à presença de água, em um processo reverso ao da produção do cimento, capturando CO 2 da atmosfera. Neste contexto, o presente trabalho busca estimar a quantidade de gás carbônico que pode ser capturado pelas estruturas de concreto e argamassas de revestimento, verificando se esta pode ser considerada uma medida compensatória na análise do ciclo de vida das construções

    Tratamento mecânico do resíduo de construção para a produção de material cimentício ambientalmente amigável

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    Anais do VI Encontro de Iniciação Científica e II Encontro Anual de Iniciação ao Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – EICTI 2017 - 04 a 06 de outubro de 2017- temática EngenhariaNo Brasil, no ano de 2015, somente a iniciativa pública, coletou cerca de 45 milhões de toneladas de Resíduo de Construção e Demolição (RCD) [ CITATION ABR15 \l 1046 ], porém, a destinação apropriada destes ainda não possui consenso, e seu descarte indevido em áreas urbanas ou próximo a rodovias é um problema crescente. Aliada à questão dos resíduos, observa-se também o grande impacto ambiental devido às elevadas emissões de CO 2 advindas da fabricação do clínquer, principal constituinte do cimento, sendo este um material altamente utilizado pela Indústria da Construção (IC). Estima-se que para cada tonelada de clínquer produzido, emite-se uma tonelada de CO 2 na atmosfera [ CITATION Meh14 \l 1046 ] e neste sentido, a redução do teor de clínquer do cimento pode ser uma alternativa para minimizar as emissões de gases na atmosfera, sendo este, objeto deste estudo. Para tal, visa-se a produção de um cimento com menor teor de clínquer, utilizando resíduos em sua composição, sendo avaliadas as características físicas do RCD tratado mecanicamente e as propriedades mecânicas das misturas obtidas a partir da substituição parcial do cimento Portland pela fração fina do resíduoUniversidade Federal da Integração Latino-Americana (Unila); Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); Fundação Araucária; Parque Tecnológico Itaipu (PTI) e Companhia de Saneamento do Paraná (SANEPAR

    Avaliação da protencialidade de aproveitamento da fração fina do agregado de construção e demolição na produção de novos materiais

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    Anais do IV Encontro de Iniciação Científica da Unila - “UNILA 5 anos: Integração em Ciência, Tecnologia e Cultura na Tríplice Fronteira” - 05 e 06 de novembro de 2015 – Sessão Engenharia Civil e Engenharia de Energías RenováveisA crescente dificuldade para destinação dos resíduos de construção e demolição, aliada às volumosas emissões de CO 2 produzidas pela indústria da construção (IC), mais precisamente pela indústria cimenteira, vêm impulsionando diversos estudos para o desenvolvimento de novas técnicas construtivas e materiais de construção sustentáveis. Nesse sentido, este trabalho visa avaliar o potencial de utilização de resíduos de concreto (RC) para produção de material aglomerante menos poluente e mais econômico que o cimento Portland. Para isto o resíduo foi tratado mecanicamente, sendo submetido à trituração e peneiramento. Foram testadas seis diferentes finuras (RC retido nas peneiras de malha #200, #325, passante nas malhas #100, #200 e #325 e resíduo processado no moinho de bolas) nas porcentagens de 7, 15, 25, 50 e 75% de substituição ao cimento Portland em argamassas. A finura de melhor desempenho, a passante na peneira de malha #100, foi selecionada para aplicação em concretos. As análises iniciais indicaram que a substituição de cimento pelo RC acarreta em diminuição da resistência para as argamassas, no entanto ao utilizar o RC selecionado em concretos, este apresentou melhor desempenho, com decréscimo da resistência menos acentuado (cerca de 20% menor) quando comparado com os testes nas argamassas. Apesar disto, os resultados indicam que o material estudado possui viabilidade ambiental e econômica, uma vez que é um resíduo produzido em ampla escala e de disponibilidade em todo o globo, podendo ser aplicado em obras de menor porte assim como na produção de guias, pavers, argamassas, guarda-corpos, obras de arte, entre outros. Agradecemos ao PTI e ao Ceasb pela bolsa de ITI concedida.Bolsista ITI do Centro de Estudos Avançados em Segurança de Barragens (Ceasb

    Influência do agregado reciclado de resíduo de construção e demolição na reação álcali-agregado

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    Anais do V Encontro de Iniciação Científica e I Encontro Anual de Iniciação ao Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – EICTI 2016 - 05 e 07 de outubro de 2016 – Sessão EngenhariasA indústria cimenteira, é considerada uma das maiores consumidoras de recursos naturais e emissões de CO 2 do planeta, a qual tem buscado alternativas para a redução das emissões no processo de produção dos diferentes tipos de cimento, sejam eles Portland ou não, a partir de cimentos com emissões baixas ou negligíveis de CO 2 . Porém, para que estes novos materiais sejam comercializados faz-se importante que os mesmos apresentem ótimo desempenho frente à durabilidade, especialmente, devido a problemas de expansibilidade, como por exemplo a Reação Álcali-Agregado (RAA), manifestação patológica que pode comprometer a vida útil de diversas estruturas hidráulicas como as barragens de concreto. Neste sentido a presente pesquisa foi criada, cujo objetivo é avaliar a influência da incorporação de agregado miúdo reciclado, como fíller ao cimento Portland, na RAA do concreto

    Aplicação da fração fina de resíduos de concreto como filler ao cimento

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    Anais do V Encontro de Iniciação Científica e I Encontro Anual de Iniciação ao Desenvolvimento Tecnológico e Inovação – EICTI 2016 - 05 e 07 de outubro de 2016 – Sessão EngenhariasO consumo crescente de recursos naturais e energia vem gerando impactos negativos sobre meio ambiente, tais como elevadas emissões de CO 2 e geração de resíduos. A exemplo, o setor da construção civil é responsável pela geração anual de mais de um bilhão de tonela- das de resíduos de construção e demolição (RCD), além disso, a indústria do cimento é res- ponsável por cerca de 7% das emissões globais de CO 2 (MEHTA e MONTEIRO, 2014). Ao longo dos últimos anos este setor tem buscado soluções para reduzir o consumo e minimizar as emissões associadas ao cimento, assim como reduzir a geração de resíduos da indústria da construção. Uma das alternativas encontradas na literatura (MEHTA e MONTEI- RO, 2014; PUERTA-FALLA, 2015; CONTRERAS et al., 2016; entre outros) é a utilização de RCD como componente do concreto ou do cimento. Neste contexto, o objetivo da presente pesquisa foi avaliar a potencialidade da utiliza- ção da fração fina de resíduo de concreto (RC) como filler do cimento. Para tal, foram avalia- das propriedades físicas, mecânicas e microestruturais de compósitos cimentícios (argamassas e concretos) produzidos com diferentes teores de RC em adição ou substituição ao Cimento Portland

    Uso de resíduos industriais para a produção de concreto auto-adensável

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    Anais do IV Encontro de Iniciação Científica da Unila - “UNILA 5 anos: Integração em Ciência, Tecnologia e Cultura na Tríplice Fronteira” - 05 e 06 de novembro de 2015 – Sessão Engenharia Civil e Engenharia de Energías RenováveisO presente projeto teve como finalidade o estudo de dosagem de um concreto auto- adensável (CAA) empregando resíduos industriais, sobretudo resíduo de construção e demolição (RCD) e resíduos de britagem (pó de pedra) em substituição do agregado miúdo natural (areia). O CAA é preparado a partir do concreto convencional (CCV) com adições de finos, onde podem ser aplicados diferentes materiais reciclados (escória de alto forno, cinza volante, sílica ativa, entre outros) e aditivos especiais, com o intuito de conferir fluidez à mistura. Nesse estudo, para a realização das dosagens, a partir de um traço conhecido fez-se a substituição do agregado miúdo pelos resíduos (finos de RCD e pó de pedra) em uma proporção de 0%, 25% e 50%. A pesquisa também desenvolveu um estudo bibliográfico sobre o uso de resíduos e suas implicações nas propriedades do concreto no estado fresco e endurecido. No estado fresco do CAA foram realizados testes para verificação da fluidez, coesão, habilidade passante e segregação e/ou exsudação, por meio dos seguintes ensaios: Slump Flow Test, Anel J, Funil V, Caixa L, Caixa U. No estado endurecido foram avaliadas suas propriedades mecânicas de resistência à compressão, tração e módulo de elasticidade aos 28 dias de idade conforme normas vigente. Os resultados indicam que a adição de resíduo dificulta o ajuste do traço, sendo que as misturas com pó de pedra apresentaram aspecto “mais seco” exigindo maior quantidade de água ou aditivo para atender os requisitos de auto-adensabilidade. As misturas com até 25% de resíduos apresentaram aspectos no estado fresco similar ao referência (sem resíduo), porém no estado endurecido esses concretos apresentam redução da resistência à compressão de 16% e 17%, respectivamente quando adicionado RCD e pó de pedra. Maiores estudos precisam ser conduzidos a fim de confirmar a viabilidade de uso do fino de RCD e de pó de pedra na confecção do CAA, especialmente no que se refere ao emprego e compatibilidade dos aditivos. Agradecemos ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pela bolsa de iniciação científica concedidaBolsista do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

    Modelagem de carbonatação do concreto utilizando redes neurais artificiais

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    Anais do III Encontro de Iniciação Científica da Unila - Sessão de Engenharia Civil - 06/11/14 – 13h30 às 15h50 - Unila-PTI - Bloco 09 – Espaço 02 – Sala 02Para a determinação da profundidade de carbonatação do concreto, faz-se o uso de modelos matemáticos que objetivam descrever o processo de degradação no tempo. Na literatura existem diversos modelos desenvolvidos para esse fim, no entanto a maioria não é generalizável tão pouco considera as diversas variáveis de influência na carbonatação. Neste cenário surgiu-se a ideia de estudar e determinar um modelo capaz de apresentar a profundidade de carbonatação do concreto de forma segura e eficiente. Para tal empregou-se as Redes Neurais Artificiais (RNA’s), que são ferramentas computacionais robustas e de alta complexidade que conseguem aprender padrões e fazer mapeamentos de certos comportamentos, como neste caso, descrever a frente de carbonatação de estruturas de concreto ao longo do tempo. O processo da modelagem frente às RNA’s foi realizado utilizando o algoritmo de treinamento backpropagation que tem por principal função treinar a rede determinando os melhores pesos sinápticos para que ao final seja informada uma resposta com erro mínimo. A partir do banco de dados de Possan (2010), que foi divido em três partes (treinamento, validação e verificação) foram criadas mil de duzentas RNA’s. A melhor rede simulada foi a que apresentou uma correlação entre as profundidades reais e calculadas de 0,97 na fase de treinamento e 0,990 na fase de validação do modelo. O erro máximo do modelo na fase de verificação (com dados reais de carbonatação natural) foi de ± 4,5 mm. Os resultados obtidos apontam que modelos de carbonatação utilizando RNA's constituem uma importante alternativa para a estimativa da frente de carbonatação em estruturas de concreto, auxiliando no desenvolvimento de ferramentas e modelos de previsão para a determinação da durabilidade e vida útil destas estruturas.Bolsista FPTI; Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA

    Uso de Resíduos de Construção e Demolição para a Produção de Concreto Ecoeficientes

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    Anais do II Encontro de Iniciação Científica e de Extensão da Unila - Sessão de Engenharia II - 03/07/13 – 13h30 às 18h30 - Unila-PTI - Bloco 03 – Espaço 04 – Sala 03Este trabalho tem como objetivo geral desenvolver um eco-concreto, tendo como princ ́ ıpios a menor emiss ̃ao de CO2 e o uso de res ́ ıduos de constru ̧c ̃ao e demoli ̧c ̃ ao (RCD) e de outras ind ́ ustrias para a sua produ ̧c ̃ao. Tamb ́em se busca diagnosticar os RCDs com potencialidades de uso na produ ̧c ̃ao de concretos ecoeficientes; identificar as adi ̧c ̃ oes necess ́ arias para a correta dosagem e produ ̧c ̃ao desses concretos; selecionar e caracterizar os materiais usados para produzir concretos ecoeficientes, dosar concretos convencionais e especiais a partir do emprego de RCDs; analisar as caracter ́ ısticas f ́ ısicas e qu ́ ımicas dos concretos produzidos. No estudo de concre- tos com baixa emiss ̃ao de CO2, pesquisaram-se os tipos de cimentos, os agregados e principais adi ̧c ̃ oes com potencial de utiliza ̧c ̃ao na produ ̧c ̃ao destes concretos. Definiu-se pela utiliza ̧c ̃ ao do CP IV, cimento Portland Pozolˆanico, dispon ́ ıvel na regi ̃ao, devido ao elevado volume de cinza volante em substitui ̧c ̃ao ao cl ́ ınquer. Ainda relacionado ao concreto ecoeficiente revisou-se sobre a utiliza ̧c ̃ ao de fibras como adi ̧c ̃ao ao concreto, tipos e propriedades, onde selecionou-se fibras de vidro, polipropileno e l ̃a de rocha como parte das substitui ̧c ̃ oes. Para a produ ̧c ̃ao desse concreto ́e necess ́ ario uma s ́erie de testes laboratoriais normatizados pelas Normas do Mercosul (NM) ou NBRs da Associa ̧c ̃ao Brasileira de Normas T ́ecnicas (ABNT). Ap ́ os verifica ̧c ̃ao dos procedimen- tos normativos para a produ ̧c ̃ao de um concreto especial, fez-se o estudo de dosagem utilizando o m ́etodo da ABCP/ACI, que ́e basicamente um modelo emp ́ ırico, onde as quantidades de cada componente do concreto s ̃ao definidas por meio de formulas matem ́ aticas que consideram as caracter ́ ısticas f ́ ısicas dos agregados e aglomerantes. Foram produzidos no LTCI dois tra ̧cos pilotos de concreto convencional: um de referˆencia (sem RCD), designado como tra ̧co 01(um), e outro utilizando RCD em substitui ̧c ̃ao parcial do agregado mi ́ udo, no teor de 30% em rela ̧c ̃ao a ` massa, denominado tra ̧co 02(dois). Os resultado do ensaio ` a compress ̃ ao axial aos 14 dias para o tra ̧co referˆencia foi de 17,7 MPa e para o tra ̧co com 30% de RCD de 20 MPa. J ́a aos 28 dias os resultados para o tra ̧co 01 foi de 22,86 MPa e para o tra ̧co 02 de 25,44 MPa. Essa diferen ̧ca nos valores de resistˆencia `a compress ̃ao entre os dois concretos ́e, principalmente, em fun ̧c ̃ao da alta absor ̧c ̃ao do RCD, o que propicia uma maior aderˆencia entre a pasta e o agregado, melho- rando assim a resistˆencia `a compress ̃ao desses concretos. Os valores tamb ́em expressam que a resistˆencia de projeto estipulada como sendo de 20 MPa aos 28 dias, foi alcan ̧cada. Os resultados obtidos vˆem ao encontro da literatura, que destaca um ganho de resistˆencia com a substitui ̧c ̃ ao de agregado mi ́ udo natural por agregado mi ́ udo reciclado. Futuramente ser ̃ao realizadas novas dosagens para obter-se um concreto autoadens ́ avel ecoeficiente, os estudos em laborat ́orio para a avalia ̧c ̃ ao das propriedades do concreto no estado fresco e endurecido e a an ́alise das emiss ̃oes de CO2 dos concretos produzidos.Universidade Federal da Integração Latino-Americana (UNILA
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