CORPO DE PROVA: CONCRETO LEVE SEM ADIÇÃO DE AGLOMERANTES

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINOVAFAPI
FRANCISCO GEORGE DA SILVA MOURA
ROSENIR SANTOS SOUSA
CORPO DE PROVA: CONCRETO LEVE SEM ADIÇÃO DE AGLOMERANTES
TERESINA
2015
FRANCISCO GEORGE DA SILVA MOURA
ROSENIR SANTOS SOUSA
CORPO DE PROVA: CONCRETO LEVE SEM ADIÇÃO DE AGLOMERANTES
Atividade do Curso De Engenharia
De Produção Apresentada a Disciplina
De Ciência e Tecnologia Dos Materiais
Professor: Ms. Francílio de Carvalho Oliveira
TERESINA
2015
1 INTRODUÇÃO
Concreto é basicamente o resultado da mistura de cimento, água, pedra e areia, sendo que o cimento ao ser hidratado pela água, forma uma pasta resistente e aderente aos fragmentos de agregados (pedra e areia), formando um bloco monolítico. O presente ensaio teve como objetivo a confecção de concreto leve sem adição de aglomerantes.
O concreto leve com EPS começou a ser desenvolvido em 1957 na BASF (Alemanha). No início, o processo foi muito lento devido ao alto preço da matéria prima; as pérolas pré-expandidas eram consideradas um material de luxo. Apesar dos empecilhos encontrados na época o processo de evolução não estagnou; em 1968 houve uma previsão de que o concreto leve teria uma grande importância na construção civil, por apresentar uma série de vantagens sobre o concreto convencional (cimento, areia e brita).
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Planejamento 
O planejamento da confecção do corpo de prova foi efetuado levando-se em consideração: 
As metodologias e materiais disponibilizados pela instituição
O conteúdo ministrado em sala
A subjetividade da escolha do agregado pelos acadêmicos
O uso de recursos de matriz não mineral/vegetal de baixo custo
A carência de ensaios similares – tendo em vista a ausência de aglomerantes.
2.2 Preparo
Na preparação e mistura do concreto leve de EPS, deve ser levada em conta, a finalidade do mesmo, pois dependendo dos objetivos, a composição será diferente, e consequentemente apresentará variação nos custos e nos resultados. Nessa fase, é necessária a escolha dos vasilhames com as capacidades definidas para o cimento, o EPS, a areia, a água e o adesivo, conforme tabelas abaixo. A mistura do concreto de EPS deve ser feita preferivelmente com o uso de betoneira. Devido ao seu baixo peso (por exemplo: um saco contendo 200 litros de EPS pesa apenas 2,4 quilos, com densidade aparente de 12kg/m3), as pérolas ou "flocos" flutuam na água da mistura. O EPS não absorve água, deve então, ser usado um aglomerante (adesivo) que seja solúvel em água, por exemplo, cola branca para madeira ou papel, agregando cimento no EPS, aumentando assim o seu peso. (Isoféres,2013)
 Tabela 1: Composição da mistura para 1m³ de concreto leve de EPS 
 (Fonte: http://www.megatherm.com.br/portgs/Frame01.htm)
O presente ensaio utilizou-se de água, cimento, areia e, nesse caso, EPS (poliestireno expandido) – como substituto do agregado brita – nas seguintes proporções (em quilos).
Quadro 1: Proporções dos constituintes do corpo de prova confeccionado
	CIMENTO
	AREIA
FINA
	ÁGUA
	EPS
	#
	1
	3
	0,9
	 0,01955
	10
Incialmente adicionou-se parte da areia (após peneiramento – peneira de número 10), cimento, água e o agregado substituinte (EPS), todos de forma gradativa levando em conta as propriedades do EPS (principalmente se emergido em água, já que se trata de um material inerte) e devido à ausência de aglutinador (que melhoraria a aderência do agregado substituto à argamassa) além da ausência de tratamento térmico e/ou mecânico (betoneira/trituração), já que a mistura foi feita de forma puramente manual.(ANEXO I)
A mistura foi levada à forma seguida do processo de cura por 7 dias.
Obs.: Devido a densidade e quantidade do material utilizado não houve cálculo do traço. Logo, obteve-se o percentual de 5%(0,01955kg) ao EPS utilizado em relação à mistura. Os demais agregados constituintes foram adicionados de forma contínua e empiricamente até a formação de uma argamassa consistente com auxílio do técnico do laboratório.
3 JUSTIFICATIVA DE ESCOLHA
O concreto leve de EPS (isopor/poliestireno expansível) é utilizado na construção civil nas partes onde não se exige grandes esforços. Devido às suas propriedades (baixa densidade aparente, isolação térmica e acústica e considerável resistência) o seu uso, tanto em pequenas residências quanto em obras de grande porte, permite economia no custo final da obra, pelo dimensionamento estrutural adequado e facilidade no manuseio e no transporte.
O EPS é um plástico celular rígido, resultado da polimerização do estireno em água. O produto final são pérolas de até 3 milímetros de diâmetro, que se destinam à expansão. No processo de transformação, essas pérolas aumentam em até 50 vezes o seu tamanho original, por meio de vapor, fundindo-se e moldando-se em formas diversas.
Expandidas, as pérolas apresentam em seu volume até 98% de ar e apenas 2% de poliestireno. Em 1m³ de EPS expandido, por exemplo, existem de 3 a 6 bilhões de células fechadas e cheias de ar. O processo produtivo do EPS não utiliza o gás CFC ou qualquer um de seus substitutos. Como resultado os produtos finais de EPS são inertes, não contaminam o solo, água e ar. São 100% reaproveitáveis e recicláveis e podem, inclusive, voltar à condição de matéria-prima. Pode ser reciclado infinitas vezes que não perde as propriedades mecânicas (não degrada). Outras características:
100% reciclável;
Excelente isolante térmico;
Leveza;
Resistência a envelhecimento;
Resistência química;
Resistência mecânica;
Resistência à umidade;
Amortização de impacto;
Versatilidade e facilidade de formatação;
Facilidade de manipulação.
4 RESULTADOS COMPARATIVOS
Os resultados comparativos foram aferidos tendo como padrões as quantidades “ideais” de produção do concreto comum (cimento, areia e pedra) assim como do concreto leve de EPS, por intermédio de tabelas retiradas da literatura. Como nesse caso o material utilizado foi o poliestireno expandido daremos mais enfoque e aprofundamento na produção de concreto a partir de tal agregado assim como das características peculiares do próprio agregado em si.
O EPS microscopicamente é composto de células fechadas, compostas por 2% de poliestireno, sendo o restante de seu volume preenchido com ar (98%). A regra que normatiza o EPS é a NBR 11752, sendo ela responsável pelo padrão do composto e da produção do isopor. O Isopor está dividido em duas classes distintas, a classe P não retardante a chama e a classe F retardante a chama. E também dividido em três grupos de massas específicas: I – de 13 a 16 kg/m3, II – de 16 a 20 kg/m3, III – de 20 a 25 kg/m3 (ABRAPEX, 2008).
Tabela 2 – Resultado de massa específica e reabsorção de água padrões de concreto leve
Fonte: www.abrex.com.br
 Tabela 3 : Resistência de corpos cilíndricos à compressão
 Fonte: abenge.org.br
Obs.: Corpos cilíndricos de 15x30 apresentados no teste da tabela 3.
 Tabela 3 – Características regulamentadas pela NBR 11752 ao EPS
 Tabela 4 – Resultados e resistência dos corpos de prova após processo de cura
	Constituintes corpos de prova e resistência após cura
	
Água (em litros)
	
Agregado Substituto
(em kg)
	 
Cimento
(em kg)
	 
Areia
	
Resistência à ruptura
(em MPa )
	
	ENTULHO
	
	
	
	
 
	ENTULHO
 
	
	
 
	
	
	 CERÂMICA
	
	
	
	
 0,9
	EPS
19,55x10-³
	
1
	
3
	 
0,69
 Fonte: Dados obtidos em laboratório.
Podemos aferir que todos os corpos de prova resultaram numa resistência à compressão bem menor que
a usual (que seria de 20 – 30 MPa, Bauer 2013.) Mesmo o corpo de prova com o agregado EPS (vide tabelas supracitadas). As quais podem ser explicadas pelos tipos assim como pelo tratamento do agregado substituto (já que, com exceção do corpo 4, as demais argamassas foram confeccionadas basicamente em processo físicos manuais- com exceção da trituração- e não foram submetidas a tratamentos térmicos).
Além do que a taxa A/C (água e cimento) reflete diretamente na resistência final à compressão. Outro fator de suma importância, é o Tempo de Curagem, que no caso dos ensaios apresentados não ultrapassou o período de 7 dias.
5 FORMAS DE GERENCIAMENTO DOS RESÍDUOS PRODUZIDOS
O poliestireno expandido não é biodegradável (na natureza leva cerca de 150 anos para se decompor) mas é reciclável. Contudo, o processo de reciclagem se desenvolve de maneira lenta no Brasil devido às limitações técnicas e inviabilidade econômica. A reutilização destes resíduos vem ganhando espaço em vários setores e um deles é na construção civil. 
Especificamente, no gerenciamento do corpo de prova produzido, tendo em vista a formação de um sólido imperfeito e o fato do não uso de aglutinantes para o EPS, todo o material poderá ser reaproveitado (até mesmo o EPS que não se fixou na liga). 
O material pode ser reciclado de três formas. A reciclagem mecânica transforma o produto em matéria prima para a fabricação de novos produtos. A energética usa o poliestireno para a recuperação de energia, devido ao seu alto poder calorífico. Já a reciclagem química reutiliza o plástico para a fabricação de óleos e gases. O material também tem sido utilizado no isolamento térmico de edifícios. Ao ser queimado em usinas térmicas para a geração de energia, o poliestireno se transforma em gás carbônico e vapor d’água. Por isso, sua fabricação não apresenta nenhum risco à saúde humana nem ao meio ambiente. O isopor não é solúvel em água, não contamina alimentos, não causa danos à camada de ozônio, pois não contém gás clorofluorcarbono, o CFC. 
Já o restante da mistura, poderá voltar (por meio de processo mecânicos, como trituração) à construção civil, como componentes de concreto reciclado: que por sinal apresenta maior resistência - 39,5% superior - e elasticidade – 14% maior – que as exigidas pela ABNT, além de menor preço. Os blocos de concreto reciclado podem ser utilizados na pavimentação intertravada – versão atualizada dos velhos calçamentos de paralelepípedos. 
REFERÊNCIAS
ABRAPEX. Associação Brasileira do Poliestireno Expandido. Manual de Utilização EPS na Construção Civil. São Paulo: Pini, 2006.
SANT’ HELENA, Maiko. Estudo para aplicação de poliestireno expandido em concreto e argamassas. Santa Catarina.Julho,2009. (Trabalho de conclusão de curso)
BAUER, FALCÃO. Materiais De Construção, Vol. 1. 5ª edição. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos Editora. 2010. 959p.
BERLOFA, Aline. A viabilidade do uso do poliestireno expandido na indústria da construção civil, 2009. (Trabalho de conclusão de curso). 
 
O que é EPS. Disponível em: <http://www.epsbrasil.eco.br/eps/index.html>. Acesso em: Set. 2015.
STOCCO, WAGNER;RODRIGUES,D.et al.Concreto leve com uso de EPS. Disponível em:<http://www.abenge.org.br/CobengeAnteriores/2009/artigos/612.pdf>. Acesso em: Set.2015
RICCHINI, RICARDO. Isopor: é possível reciclar. Disponível em:< http://www.setorreciclagem.com.br/reciclagem-de-isopor/isopor-e-possivel-reciclar>. Acesso em: Set. 2015
Isoféres: comércio e representação Ltda. Disponível em: < http://www.isoferes.com.br/imagens/ARQUIVOS%20PDF%20SITE/CONCRETO%20LEVE.pdf>. Acesso em: Set.2015
Disponível em: <http://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=001788>. Acesso em : Set. 2015.
___________. NBR 12821: Preparação de concreto em laboratório. Rio de Janeiro,1994. 5 p.
___________. NBR 11752: Materiais celulares de poliestireno para isolamento térmico na construção civil e refrigeração industrial.2007.
ANEXO I: IMAGENS DA COFECCÇÃO, DO CORPO DE PROVA E TESTE DE RESISTÊNCIA
 Confecção do corpo de prova
 Corpo de prova após curagem de 7 dias
 Teste de Resistência