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DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA Curso de Engenharia Civil

André Frederico Foguesatto

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2 André Frederico Foguesatto

Projeto do Trabalho de Conclusão de Curso de Engenharia Civil apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

3 FOLHA DE APROVAÇÃO

Trabalho de conclusão de curso defendido e aprovado em sua forma final pelo professor orientador e pelos membros da banca examinadora.

Banca Examinadora

Prof. Luciano Pivoto Specht , Dr. Eng. UNIJUÍ/DeTec

Prof. Lidiane Bittencourt Barroso, M. sc. Eng. UNIJUÍ/DeTec

“Há homens que lutam um dia e são bons.

Há homens que lutam um ano e são melhores. Há homens que lutam anos e são muito bons. Porém, há os que lutam toda a vida. Estes são imprescindíveis.”

Bertold Brecht.

Dedico este trabalho à minha mãe Liana e meu pai Valdir.

Agradeço a todos aqueles que de maneira direta ou indireta participaram da realização deste trabalho, e especialmente: · Ao professor Luiís Eduardo Azevedo Modler pela orientação prestada.

· Aos laboratoristas e amigos Luís Donato e Salete Zaltron pelos ensinamentos laboratoriais. · Ao Sr. Carlos Zamim pela doação dos materiais para pesquisa.

· Aos professores e funcionários da Faculdade de Engenharia Civil da Unijui pela colaboração na realização deste trabalho.

A areia contaminada com resina fenólica, gerada na etapa de moldagem das peças metálicas nas indústrias de fundição, é atualmente um grave problema ambiental que o setor enfrenta. Parte desse resíduo vem sendo acumulado na própria empresa ou enviado para aterros industriais, causando sérios danos ao meio-ambiente. Os estudos realizados em relação à regeneração destas areias são motivados por fatores de ordem social, econômica e ambiental. Este trabalho visa estudar um reaproveitamento desse material como agregado miúdo na fabricação de concreto. Foram moldados corpos-de-prova de concreto com as diferentes composições de substituição de areia natural (25%, 50% e 75%) por areia residual do processo de fundição sem e com a adição de aditivo superplastificante MASTERMIX 470N. Para comparação, foram moldados corpos de prova sem a substituição de areia natural, denominados referência. Utilizando os ensaios de composição granulométrica, compressão e esclereometria obtiveram-se os resultados para analise do comportamento de sua utilização no concreto convencional. Analisando os dados chegou-se a condições favoráveis ao uso da areia de fundição nas composições sem aditivo superplastificante, onde se obteve altas resistências à compressão aos 7 dias. Sendo que seu ganho médio foi de 20,34%. Verificou-se que as resistências das composições sem aditivo mantiveram uma linearidade de crescimento da resistência, aos 28 dias possuíam resistência semelhante ao do traço referência. Entretanto os corpos-de-prova com composições de areia residual de fundição e com aditivo superplastificante MASTERMIX 470N, tiveram resultados de resistência inferiores ao de dosagem.

Palavras Chave: Areia de fundição, concreto, resistência à compressão.

Figura 1: Faixas granulométricas18
Figura 2: Brita Industrial19
Figura 3: Condições prévias e condicionantes do processo de fabricação do agregado20
Figura 4: Descarte areia de fundição25
Figura 5: O plástico usado como agregado alternativo26
Figura 6: Poliestireno adicionado no concreto28
Figura 7: Amostra de Entulhos30
Figura 8: Tipos de Pavers32
Figura 9: Lajota sextavada34
Figura 10: Estufa de secagem de materiais39
Figura 1: Materiais após pesagem40
Figura 12: Betoneira40
Figura 13: Medição abatimento do tronco de cone41
Figura 14: Moldagem do corpo de prova prismáticos42
Figura 15: Mesa vibratória42
Figura 16: Sala com temperatura controlada43
Figura 17: Câmara de cura43
Figura 18: Prensa para ensaio de compressão4
Figura 19: Ensaio de esclereometria4
superplastificante46

LISTA DE FIGURAS Figura 20: Relação resistência x idade para traço 1/6,5 sem o uso de aditivo

superplastificante46

Figura 21: Ganho/perda média de resistência x idade para traço 1/6,5 sem o uso de aditivo

aditivo superplastificante47

Figura 2: Ganho/perda média de resistência x composição para traço 1/6,5 sem o uso de

superplastificante48

Figura 23: Relação Resistência x Idade para traço 1/6,5 com o uso de aditivo

superplastificante48

Figura 24: Ganho/perda média de resistência x idade para traço 1/6,5 com o uso de aditivo

Quadro 1: Requisitos granulométricos para agregados miúdos17
Quadro 2: Porcentagens dos tamanhos de grão17
Tabela 1: Diferentes percentuais de substituição adotados para38
Tabela 2: Diferentes percentuais de substituição adotados para38
Tabela 3: Planilha de composição de materiais39
Tabela 4: Abatimento de tronco do cone para composições sem aditivo41
Tabela 5: Abatimento de tronco de cone para composições com aditivo41
Tabela 6: Resistência superficial para os prismas sem o uso de aditivo51
1. INTRODUÇÃO13
1.1 TEMA DA PESQUISA13
1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA13
1.3 FORMULAÇÃO DAS QUESTÕES DE ESTUDO13
1.4 DEFINIÇÃO DOS OBJETIVOS DO ESTUDO13
1.4.1. Objetivo geral13
1.4.2 Objetivos Específicos13
1.5 JUSTIFICATIVAS14
2 REVISÃO DA LITERATURA15
2.1 CONCRETO15
2.2 MATERIAIS CONSTITUINTES DO CONCRETO15
2.2.1 Cimento15
2.2.2 AGREGADOS MINERAIS16
2.3 PROPRIEDADES DO CONCRETO LIGADAS AOS AGREGADOS2
2.4 AGREGADOS ALTERNATIVOS PARA CONCRETO25
2.4.1 Areia de fundição25
2.5.1 Plástico26
2.4.3 Poliestireno27
2.4.4 Bambu28
2.4.5 Entulho29
2.5 ARTEFATOS DE CONCRETO31
2.5.1 Paver31
3. MATERIAIS E MÉTODOS35
3.1 CLASSIFICAÇÃO DO ESTUDO35
3.2 PROCEDIMENTO DE COLETA DE DADOS35
3.2.1 Caracterização dos materiais36
3.2.2 Traço Auxiliar38
3.2.3 Fator a/c para o traço 1/6,5 (35MPa)38
3.2.4 Moldagem dos corpos-de-prova38
3.2.5 Rompimento43
3.2.6 Esclereometria4
4 ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DOS DADOS45
FUNDIÇÃO45
4.2 ESCLEREOMETRIA50
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS52
5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS53
REFERÊNCIAS54
ANEXO 156
ANEXO 263

1. INTRODUÇÃO

1.1 TEMA DA PESQUISA Materiais de construção.

1.2 DELIMITAÇÃO DO TEMA

Estudo da possibilidade de utilização de materiais reciclados na fabricação de artefatos de concreto de cimento portland.

1.3 FORMULAÇÃO DAS QUESTÕES DE ESTUDO

É possível a utilização da areia residual de fundição na fabricação de concreto?

Existe influencias significativas nas propriedades do concreto com uso deste material?

1.4 DEFINIÇÃO DOS OBJETIVOS DO ESTUDO

1.4.1. Objetivo geral

Avaliar a possibilidade da substituição da areia natural pela areia residual do processo de fundição.

1.4.2 Objetivos Específicos

• Analisar diferentes teores de substituição do agregado natural pelo agregado reciclado proveniente do processo de fundição (25%, 50% e 75%) no que tange às seguintes propriedades: Resistência à compressão, esclereometria e trabalhabilidade;

• Analisar as propriedades físicas dos agregados reciclados proveniente do processo de fundição com as propriedades dos agregados naturais;

• Avaliar a ação do aditivo no concreto produzido com areia de fundição..

1.5 JUSTIFICATIVAS

Atualmente, a geração de resíduos pela indústria da construção civil é um dos grandes problemas enfrentados pela sociedade. Em muitos paises existem regulamentações que tratam da disposição e o gerenciamento desses rejeitos com a aplicação de elevadas taxas sobre os resíduos que são depositados no meio-ambiente.

Na Holanda, as atividades de pesquisa e desenvolvimento na área de reciclagem romperam as barreiras das universidades e, se transformaram em excelentes oportunidades de negocio para um significativo número de empresas privadas. Deve-se se destacar também que nesse país, a existência de legislações que contemplem os resíduos foi o responsável pelo índice de reaproveitamento chegar a 80% em relação a todos os resíduos gerados. (BUTTLER, 2003).

A implementação de regulamentos ambientais mais restritivos nos últimos anos tem obrigado as fundições a destinarem seus excedentes de areia para aterros controlados, muitas vezes distantes da fundição onerando consideravelmente seus custos. Por outro lado também se tem perdas econômicas pelo não aproveitamento desses materiais.

Segundo os dados da ABIFA (2003) - Associação Brasileira de Fundição, no Brasil se produz anualmente cerca de 2 milhões de toneladas de peças fundidas, gerando aproximadamente 2 milhões de toneladas de areia descartada do processo industrial. Estes números demonstram a dimensão do problema enfrentado pelas fundições, na área de preservação ambiental do território nacional. Desafia a cidadania empresarial deste setor para uma mudança de mentalidade dos empresários em relação ao destino que deve ser dado aos descartes de areia. A disposição dessa areia em aterros contribui de forma marcante para o agravamento dos problemas ambientais, principalmente nos grandes centros urbanos, constituindo tarefa potencialmente poluidora do solo e principalmente das águas superficiais e do subsolo.

Portanto deve-se não somente encontrar uma destinação mais adequada do ponto de vista e ambiental, mas também agregar valor a certos resíduos da indústria diminuindo assim o custo com a disposição de resíduos em aterros industriais.

2 REVISÃO DA LITERATURA

2.1 CONCRETO

Para Mehta (1994) o concreto é um material composto que consiste essencialmente de um meio aglomerante e, dentro do qual estão mergulhadas partículas ou fragmentos de agregados. No concreto de cimento hidráulico, o meio aglomerante é formado por uma mistura de cimento hidráulico e água.

Mehta (1994) ainda cita que a humanidade esta consumindo aproximadamente 1 tonelada de concreto por habitante por ano.

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