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ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 1 INFLUÊNCIA DA CINZA DE CASCA DE ARROZ NA RESISTÊNCIA E NA ABSORÇÃO DE ÁGUA DE CONCRETOS PRODUZIDOS COM AGREGADOS GRAÚDOS RECICLADOS DE CONCRETO INFLUENCE OF RICE HUSK ASH IN COMPRESSIVE STRENGTH AND WATER ABSORPTION OF CONCRETE MADE WITH RECYCLED CONCRETE ERHART, Rodrigo (1); SCHAFER, Maurício (2); SOUZA, Rodrigo (3); KRAS, Joice (2); MANCIO, Mauricio (4); KULAKOWSKI, Marlova (4) (1) Mestre em Engenharia Civil, Unisinos (2) Mestrando em Engenharia Civil, Unisinos (3) Graduando em Engenharia Civil, Unisinos (4) Professor(a) Doutor(a), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil arquitetoerhart@gmail.com Resumo O concreto é o material de construção mais empregado no mundo, que gera o consumo de grandes volumes de recursos naturais não renováveis. Além disso, a obtenção de matérias primas para a produção deste insumo causa, inúmeros impactos ambientais negativos. Manifestações patológicas relativas à durabilidade do concreto podem diminuir a vida útil das estruturas. O meio acadêmico vem pesquisando a incorporação de agregados reciclados de concreto (ARC) na produção de concreto, tendo em vista a substituição parcial do agregado natural graúdo. Contudo, o emprego do ARC pode alterar a porosidade do concreto, o que demanda maior volume de água e, por vezes, maior consumo de cimento. O emprego da cinza de casca de arroz (CCA) pode trazer melhorias nas propriedades mecânicas dos concretos. O objetivo desta pesquisa é avaliar a influência da cinza de casca de arroz e do agregado reciclado de concreto na resistência à compressão e absorção capilar. Foram produzidos concretos com 0 e 50% de agregado reciclado de concreto, cuja sua distribuição granulométrica foi corrigida pela do agregado natural e substituída pelo mesmo; 0 e 20% de substituição de cimento por cinza de casca de arroz; e relação água/aglomerante de 0,53. A resistência à compressão foi analisada aos 3, 7 e 28 dias. O ensaio de durabilidade realizado foi de absorção de água por capilaridade. Os resultados preliminares demonstram que a cinza de casca de arroz aliada ao concreto com agregado reciclado de concreto carbonatado tendem a melhorar as propriedades estudadas. Palavra-Chave: Agregado reciclado de concreto; cinza de casca de arroz; resistência à compressão; durabilidade; Abstract Concrete is the most used construction material in the world, which generates consumption of large volumes of non-renewable natural resources. Moreover, obtaining raw materials for the production of this ingredient causes numerous environmental negative impacts. Pathological manifestations related to the durability of concrete can shorten the life of the structures. Researchers has been researching the incorporation recycled concrete aggregate (RCA) for the production of concrete, in order partial replacement of natural coarse aggregate. However, the use of the RCA can change the porosity of concrete, which requires a greater volume of water and sometimes higher consumption of cement. The use of rice husk ash (RHA) can bring improvements in mechanical properties of concrete. The objective of this research is evaluate the influence of rice husk ash and recycled aggregate concrete in compressive strength and capillary absorption. Concrete was produced with 0 and 50 % recycled concrete aggregate, which has a particle size distribution corrected for natural aggregate and even replaced by , 0 to 20% substitution cement by rice husk ash , and water / binder ratio of 0.53. The compressive strength was analyzed at 3, 7 and 28 days. The durability test was performed absorption of water by capillarity. Preliminary results show that ash rice husk allied to the concrete with recycled aggregate concrete tend to improve the properties studied. Keywords: recycled concrete aggregate, rice husk ash; compressive strength; durability; ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 2 1 Introdução Os impactos da construção civil são repetidamente abordados em diversos artigos, podendo-se afirmar que o seu conhecimento é de domínio comum. O uso de resíduos para a produção de concretos é intensamente pesquisado, buscando-se alternativas tanto para os agregados como para os aglomerantes. O presente trabalho enfoca o resíduo de concreto como alternativa para a produção de agregados reciclados (ARC) e a cinza de casca de arroz (CCA), empregados de forma associada para aumentar a ecoeficiência de concretos novos. Tem sido consenso, em muitos estudos (ÂNGULO et al, 2006), que o concreto é o RCD mais indicado para ser reciclado como agregado na produção de concreto estrutural e de concreto pré-fabricado. A organização Cement Sustainability Initiative (CSI) foi estabelecida a partir de um esforço global constituída por 18 produtores de cimento líderes de mercado e está vinculada ao World Business Council for Sustainable Development (WBCSD). A CSI publicou, em 2009, o documento Recycling Concrete, onde coloca como meta "aterro zero de concreto" e diversas recomendações, entre elas pesquisar e desenvolver novas técnicas de reciclagem e emprego do resíduo. Ainda segundo a CSI (2009), o grande desafio do emprego de agregados reciclados é a pouca influência que ele tem nas emissões de CO2 na produção de concreto, uma vez que a grande parcela destas emissões ainda está atrelada à produção de cimento. Contudo, as emissões de CO2 devido à fração de agregados estão vinculadas principalmente ao transporte. Se a reciclagem do concreto é realizada no local de geração, em, por exemplo, uma fábrica de componentes pré-moldados já se pode diminuir uma fração destas emissões. Assim, o emprego de adições minerais, entre elas as pozolanas, e cimentos de baixa emissão de CO2 são destacados para aumentar a ecoefiência dos concretos. O seu uso em concretos produzidos com agregados reciclados, em especial os de concreto, pode ser vantajoso tanto sob o ponto de vista técnico como ambiental. A CCA origina-se, em geral, do emprego da casca de arroz como biomassa para geração de energia, sendo queimada em diversos tipos de sistema de combustão. O seu emprego vem sendo proposto como pozolana para a produção de concretos há aproximadamente 30 anos, encontrando-se como uma das primeiras publicações sobre o tema no periódico Cement and Concrete Research em 1985 (KHAN et al, 1985). Na base de dados Science Direct, limitando as buscas aos três principais periódicos da área, o já citado e mais Cement and Concrete Composites e Construction and Building Materials foi possível contabilizar em torno de 71 artigos em cujo título existe o termo chave “rice husk ash”. No entanto, quando se procurou artigos do uso combinado de CCA com ARC, nos mesmos periódicos, foi encontrado apenas o publicado por Tangchirapat et al. (2008), que trabalhou com agregado reciclado de concreto, cujo resíduo foi originado a partir de corpos de prova de concreto, com resistências entre 25 e 40 MPa. Os resultados indicaram que a CCA aumenta a resistência à compressão de concretos com ARC em relação aos concretos com ARC que não empregam CCA. No entanto, o mesmo comportamento não foi observado para a resistência à tração. A questão de durabilidade não foi abordada no referido trabalho. Desta forma, as dissertações de mestrado de Fedumenti (2013), Cecconello (2013) e Sartori (2013) podem ser considerados trabalhos originais. Nestes trabalhos testou-se a ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 3 resistência à compressão e à tração; a retração; a absorção de água, a penetração de íons cloreto e a carbonatação. Os estudos foram conduzidos em conjunto empregando 0%, 25% e 50% de substituição de agregado convencional por ARC e 0%, 10% e 20% de cimentoem volume substituído por CCA. A maior absorção de água dos agregados foi compensada adicionando-se à água da mistura 50% da absorção apresentada pelo ARC após 10 minutos de contato com a água, o faz com que o teor de umidade da mistura seja variável. A consistência foi ajustada com aditivo a base de policarboxilato. Ressalta-se que os agregados naturais e os agregados reciclados possuíam curvas granulométricas diferentes. Para todas as propriedades, em geral, as melhores composições foram aquelas que empregaram 50% de ARC e 20% de CCA, sendo que nas relações água/aglomerante mais elevadas chegaram a ultrapassar o concreto de referência. Assim, dentro deste contexto de estudo, a presente pesquisa tem por objetivo avaliar o efeito da CCA em concretos produzidos com agregados graúdos reciclados de concreto, quanto à resistência à compressão e tração e à absorção de água, em continuidade às dissertações citadas. Algumas modificações foram realizadas em relação aos trabalhos originais de Fedumenti (2013), Cecconello (2013) e Sartori (2013), conforme descrito em materiais e métodos. 2 Materiais e métodos 2.1 Materiais Os itens subsequentes descrevem as características dos materiais empregados. 2.1.1 Aglomerante O cimento utilizado como aglomerante para a produção dos concretos consiste em um Portland CPII F 32, conforme a NBR 11578 (ABNT, 1997). A utilização deste cimento foi devido à inexistência de pozolana em sua composição. A sua massa específica é 3,11 g/cm³ e no ensaio de resistência à compressão apresentou para 1, 3, 7 e 28 dias, respectivamente 14 MPa; 27,4 MPa; 32,9 MPa; e 40,7 MPa, valores bem acima do limite mínimo estabelecido na norma NBR 11578 (ABNT, 1997). O resíduo insolúvel deste cimento foi de 1,11% também inferior ao limite de norma, confirmando que não há adição de cinzas na produção do cimento. 2.1.2 Adição mineral Empregou-se CCA oriunda da geração de energia em forno de leito fluidizado, cujo processo de combustão faz com que a perda ao fogo desta pozolana seja 2,12%. A caracterização química indica um teor de sílica de 96,85% no estado amorfo, pois há a presença de um halo de amorfismo, identificado no difratograma de raios X, com alguns picos de cristobalita e quartzo. A massa específica da CCA é 2,06 g/cm³ e dimensão média de 7,04 µm. 2.1.3 Aditivo O aditivo utilizado na pesquisa foi um superplastificante a base de policarboxilatos de alto desempenho. Segundo informação do fabricante o aditivo possui um pH entre 5 e 7; densidade entre 1, 067 e 1,107 g/cm³; e um teor de sólidos entre 28,5 e 31,5 %. ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 4 2.1.4 Agregado miúdo natural (AMN) O agregado miúdo natural empregado nesta pesquisa consiste em areia quartzosa, proveniente do Rio Jacuí, Rio Grande do Sul. A caracterização do agregado miúdo natural foi realizada conforme as NBR NM 248 (ABNT, 2003) (distribuição granulométrica), NBR NM 52 (ABNT,2009) (massa específica) e NBR NM 45 (ABNT, 2006) (massa unitária). A massa unitária caracterizada é de 1,50 g/cm³ e a massa específica é de 2,60 g/cm³. A tabela 1 apresenta a caracterização granulométrica. Tabela 1 – Composição granulométrica do agregado miúdo Peneira (mm) Retida (%) Acumulada (%) 4,8 1 1 2,4 4 5 1,2 7 12 0,6 17 29 0,3 35 64 0,15 33 97 <0,15 3 100 Total 100 - Dimensão máxima característica 2,4 mm Módulo de finura 2,08 2.1.5 Agregado graúdo natural (AGN) O agregado graúdo natural empregado na pesquisa foi brita basáltica, proveniente da Linha São Jorge, distrito de Garibaldi, Rio Grande do Sul. Obteve-se a distribuição granulométrica, massa específica e massa unitária de acordo com a NBR NM 248 (ABNT, 2003), NBR NM 53 (ABNT, 2009) e NBR NM 45 (ABNT, 2006), respectivamente. A massa unitária do agregado graúdo é de 1,38 g/cm³ e a massa específica é de 2,64 g/cm³. A tabela 2 apresenta a caracterização granulométrica. Tabela 2 – Composição granulométrica do agregado graúdo Peneira (mm) Retida (%) Acumulada (%) 19 2 2 12,5 52 54 9,5 38 92 6,3 8 100 4,8 0 100 <4,8 0 100 Total 100 - Dimensão máxima característica 19 mm 2.1.6 Agregado graúdo reciclado de concreto (AGRC) O agregado utilizado na pesquisa é proveniente de resíduo da produção de laje pré- fabricada tipo Roth, submetida à cura convencional, com fck 35MPa, britada em um britador de mandíbulas e pré-classificado em peneira, adotando-se a fração passante na ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 5 peneira de malha de abertura 25 mm e retida na 6,3mm. A fim de isolar a influência da distribuição granulométrica no comportamento dos concretos com AGRC, empregado em substituição ao agregado graúdo natural, a distribuição granulométrica do agregado reciclado foi composta para a mesma distribuição granulométrica do natural. A massa unitária do AGRC é de 1,15 g/cm³ e a massa específica é de 2,41 g/cm³. 2.1.7 Água A água utilizada para a produção dos concretos é proveniente da rede pública da cidade de São Leopoldo-RS. 2.2 Métodos 2.2.1 Proporcionamento dos materiais Empregou–se um único traço de concreto igual a 1:2,36:2,74 com relação água/aglomerante de 0,53. A pozolana substituiu 20% do cimento e o agregado reciclado foi empregado substituindo 50% do agregado natural. Para manter a relação pasta/agregado constante, a substituição foi realizada em volume. As quantidades de materiais empregados para a produção dos concretos estão apresentadas na tabela 3. A quantidade de CCA em massa refere-se a um volume equivalente a 20% do volume de cimento. Assim também foi realiza a substituição do agregado natural por AGRC, ou seja, a massa de agregado reciclado empregada corresponde a 50% do volume de agregado natural. O volume de água foi mantido constante. Foi estipulado um abatimento de tronco de cone de 100 ± 20 mm. Tabela 3 – Composição dos traços dos concretos Quantitativo (Kg) Identificação Teor AGRC (%) Teor CCA (%) Cimento CCA AMN AGN AGRC Referência (Ref.) 0 0 18,850 0 44,400 51,750 0 50%AGRC 50 0 18,850 0 44,400 25,875 23,620 20%CCA 0 20 15,080 2,400 44,400 51,750 0 20%CCA50%AGRC 50 20 15,080 2,400 44,400 25,875 23,620 2.2.2 Produção dos concretos Os concretos de referência e com CCA foram produzidos conforme a NBR 5738 (ABNT, 2008). Já para os concretos com AGRC, a produção foi baseada na mesma norma, porém a adição de AGRC foi ao final, após 4 minutos de mistura (tempo necessário para a homogeneização da mistura dos demais materiais), a fim de garantir menor absorção de água pelo AGRC no processo. A partir deste tempo, procurou-se a homogeneização dos materiais e o ajuste da consistência com o uso do aditivo. Cabe salientar que o AGRC foi utilizado sem nenhum tipo de pré-molhagem ou compensação de água em função da absorção do agregado reciclado, ou seja, o agregado reciclado foi empregado nas mesmas condições que os demais materiais utilizados na mistura (sem umidade). ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 6 Em todas as misturas a relação água/aglomerante (em volume) empregada foi de 0,53. Para padronizar o ensaio também foi empregado aditivo no concreto referência, mantendo a relação água/aglomerante. O máximo de aditivo aplicado foi de 0,3%, dentro da faixa recomendada pelo fabricante, que é de 0,2 a 1%. Os corpos de prova foram moldados e curados de acordo com a NBR 5738 (ABNT, 2008), até as idades de ensaio previstas. 2.2.3 Métodos de ensaio em concretos 2.2.3.1 Absorção total, densidade de massa e índice de vazios A absorção de água, o índice de vazios e a densidade de massa dos concretos produzidos foram determinados aos 28 dias de idade do concreto, seguindo a prescrição da norma NBR 9778 (ABNT, 2009). 2.2.3.2 Absorção capilar pelo métododa RILEM TC 116 PCD O ensaio de absorção por capilaridade seguiu o procedimento adaptada da RILEM TC 116 PCD (1999). Adotou-se a idade de 28 dias para as amostras a serem empregados neste método. O corpo de prova seco em estufa, com a lateral e topo selados, é imerso parcialmente em uma lâmina de água de três milímetros de altura, sendo que este nível permanece constante. O acompanhamento da pesagem das amostras é realizado nos seguintes intervalos de tempo: 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 30, 60 minutos e 2, 3, 4, 5, 6, 24, 48, 72, 96 e 120 horas. A cada intervalo de tempo, as amostras são retiradas da água, secas superficialmente para remover o excesso de água, e a massa das mesmas é medida. Os resultados obtidos a partir deste ensaio apresentam o perfil de absorção de água (em massa) ao longo do tempo. A partir deste ensaio é possível calcular a taxa de absorção de água dos concretos. 2.2.3.3 Resistência à tração por compressão diametral A resistência à tração por compressão diametral foi realizada de acordo com a NBR 7222 (ABNT, 2011). O ensaio foi realizado aos 28 dias em 3 corpos de prova cilíndricos. 2.2.3.4 Resistência à compressão Os ensaios de resistência à compressão foram realizados de acordo com a NBR 5739 (ABNT, 2007). Para cada traço de concreto produzido foram ensaiados 3 corpos de prova cilíndricos nas idades de 3, 7 e 28 dias. 3 Apresentação e análise dos resultados 3.1 Absorção total, densidade de massa e índice de vazios Na tabela 4 encontram-se os resultados de absorção total, densidade de massa e índice de vazios. ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 7 Tabela 4 – Absorção total, densidade de massa e índice de vazios dos concretos Condição Absorção total (%) Densidade de massa (kg/m³) Índice de vazios (%) Ref. 6,85 2513,11 14,68 50%AGRC 7,45 2455,94 15,47 20%CCA 7,43 2567,98 16,03 20%CCA50%AGRC 4,86 2416,16 10,50 Os índices de absorção total e o índice de vazios nos traços referência, 50%AGRC e o 20%CCA são superiores ao traço em que foi realizada a mistura binária com agregado reciclado, na ordem de 48%. A tabela 5 apresenta a análise de variância (ANOVA) para a absorção total com os fatores estudados e a interação entre os mesmos. Tabela 5 – ANOVA da Absorção Total Fonte gl SQ MQ F Valor-P Efeito CCA 1 3,0285 3,0285 43,986 0,000164 S AGRC 1 2,8973 2,8973 42,080 0,000191 S CCA*AGRC 1 7,5723 7,5723 109,981 0,000006 S Erro 8 0,5508 0,0689 Onde: gl = grau de liberdade; SQ = soma quadrada; MQ = média quadrada; NS= não significativo; S = significativo. A análise de variância (ANOVA) indicou que os fatores CCA, AGRC e a interação entre CCA e AGRC apresentam influência significativa no comportamento da variável absorção total. 3.2 Absorção capilar pelo método da RILEM TC 116 PCD A tabela 6 apresenta os valores de taxa de absorção e porosidade total obtidas pelo método da RILEM para os traços ensaiados e na figura 1 encontram-se os perfis de absorção capilar pelo método da RILEM. Tabela 6 – Taxa de absorção capilar e porosidade total dos concretos Condição Taxa de absorção capilar (g/cm²min-1/2) Porosidade total média (%) Ref. 0,093 13,979 50%AGRC 0,106 14,813 20%CCA 0,079 14,945 20%CCA50%AGRC 0,075 16,201 ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 8 Figura 1 – Absorção capilar pelo método da RILEM A tabela 7 apresenta a análise de variância (ANOVA) para a porosidade total com os fatores de substituição do cimento e do agregado graúdo. Tabela 7 – ANOVA da porosidade total Fonte gl SQ MQ F Valor-P Efeito CCA 1 4,157 4,157 16,32 0,003735 S AGRC 1 3,280 3,280 12,88 0,007095 S CCA*AGRC 1 0,133 0,133 0,52 0,489706 NS Erro 8 2,037 0,255 Onde: gl = grau de liberdade; SQ = soma quadrada; MQ = média quadrada; NS= não significativo; S = significativo A análise de variância da taxa de absorção capilar está apresentada na tabela 8. Tabela 8 – ANOVA da taxa de absorção capilar Fonte gl SQ MQ F Valor-P Efeito CCA 1 0,001461 0,001461 29,732 0,000607 S AGRC 1 0,000063 0,000063 1,284 0,290003 NS CCA*AGRC 1 0,000208 0,000208 4,224 0,073912 NS Erro 8 0,000393 0,000049 Onde: gl = grau de liberdade; SQ = soma quadrada; MQ = média quadrada; NS= não significativo; S = significativo A análise de variância (ANOVA) indica que o efeito da CCA e AGRC sobre as variáveis de resposta porosidade total é significativo. Já para a variável taxa de absorção capilar, somente o fator CCA é significativo. Nos ensaios de absorção de água livre (absorção total, porosidade total e taxa de absorção capilar) somente o efeito da CCA manteve-se constante como efeito significativo. ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 9 Observa-se que ocorre três perfis distintos de taxa de absorção capilar (regido pela primeira reta), o traço 50%AGRC apresenta uma sucção mais acentuada, em média 0,106 g/cm².√t O traço referência apresenta um comportamento de absorção intermediário, com taxa em 0,093 g/cm².√t. Os traços 20%CCA e 20%CCA50%AGRC, conforme a inclinação da reta, têm um perfil de menor taxa de absorção em relação aos outros traços, com valores próximos à 0,077 g/cm².√t. A menor taxa de absorção capilar observada é no traço 20%CCA50%AGRC, ao passo que este traço apresenta uma porosidade total elevada. No entanto, em termos de durabilidade, medir a velocidade com que a água penetra o concreto é o aspecto mais interessante a ser ponderado, por exemplo, é um dos parâmetros que determina o tempo que determinados agentes agressivos levam para, percolar toda a espessura de cobrimento da armadura. Neste sentido, poder-se-ia inferir que concretos compostos com CCA e AGRC seriam mais duráveis. Esta tendência de comportamento foi a mesma observada por Fedumenti (2013), em que o concreto de mesma composição apresentou melhor desempenho frente à penetração de íons cloreto. 3.3 Resistência à tração por compressão diametral As resistências à tração por compressão diametral estão apresentadas na tabela 9. Tabela 9 – Resistência à tração por compressão diametral dos concretos Identificação ft (MPa) Ref. 2,74 50%AGRC 3,08 20%CCA 3,82 20%CCA50%AGRC 2,90 A figura 2 apresenta o comportamento de resistência à tração por compressão diametral para os traços produzidos. Ref 50%AGRC 20%CCA 50%AGRC20%CCA Traços 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Tr aç ão po r co m pr es sã o di am et ra l (M Pa ) Figura 2 – Resistência à tração por compressão diametral e seus desvios ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 10 Nesta propriedade o teor 20%CCA apresenta valor superior aos demais traços e o traço referência o menor valor. No estudo realizado por Cecconello (2013) observa-se para um concreto com relação água/aglomerante de 0,53, com 50% de agregado reciclado o resultado médio de 3,75 MPa, 8% inferior ao referência. Nesta pesquisa, o concreto com 50% de agregado apresentou um acréscimo de 12% na propriedade. Para o traço de 20%CCA50%AGRC, observa-se um acréscimo de 5,8% em relação ao concreto referência. Cecconelo (2013), para a mesma propriedade, obteve um acréscimo de 3% em relação ao concreto de referência. A tabela 10 apresenta a análise de variância dos fatores de controle para a variável resistência à tração por compressão diametral. Tabela 10 – ANOVA da resistência à tração por compressão diametral Fonte gl SQ MQ F Valor-P Efeito CCA 1 0,6030 0,6030 7,383 0,026364 S AGRC 1 0,2552 0,2552 3,125 0,115093 NS CCA*AGRC 1 1,1970 1,1970 14,656 0,005030 S Erro 8 0,6534 0,0817 Onde: gl = grau de liberdade; SQ = soma quadrada; MQ = média quadrada; NS= não significativo; S= significativo A análise de variância (ANOVA) para os fatores CCA e a interação entre CCA e AGRC apresentou efeito significativo. 3.4 Resistência à compressão Na tabela 11 estão às médias dos resultados de resistência à compressão obtidos nas idades de 3, 7 e 28 dias. Tabela 11 – Resistência à compressão dos concretos Condição 3 dias (MPa) 7 dias (MPa) 28 dias (MPa) Ref. 18,3 28,3 35,0 50%AGRC 19,8 28,8 33,0 20%CCA 17,6 29,7 36,4 20%CCA50%AGRC 18,3 27,9 40,3 A análise de variância dos fatores de substituição para a variável resistência à compressão está apresentada na tabela 12. Tabela 12 – ANOVA da resistência à compressão Fonte gl SQ MQ F Valor-P Efeito CCA 1 57,20 57,20 24,060 0,001186 S AGRC 1 3,00 3,00 1,262 0,293882 NS CCA*AGRC 1 26,40 26,40 11,106 0,010346 S Erro 8 19,02 2,38 Onde: gl = grau de liberdade; SQ = soma quadrada; MQ = média quadrada; NS= não significativo; S = significativo ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 11 A análise de variância (ANOVA) CCA e a interação entre CCA e AGRC apresentou efeito significativo. A mesma tendência de comportamento foi observado para o ensaio de resistência à tração por compressão diametral. A figura 3 apresenta os resultados da resistência à compressão axial dos traços estudados ao longo do tempo. 3 7 28 Idade (dias) 15 20 25 30 35 40 45 Re sis tê n cia à co m pr e ss ão (M Pa ) Ref 50% AGRC 20% CCA 50%AGRC20%CCA Figura 3 – Resistência à compressão axial Os resultados de resistência à compressão aos 28 dias indicam dois comportamentos distintos para os concretos estudados. O concreto referência atingiu 35,0 MPa enquanto que a resistência do concreto composto com CCA e AGRC foi de 40,3 MPa, o que significa um aumento de 15% em relação ao referência. Em média, todos os traços com CCA apresentaram uma resistência à compressão maior do que o concreto referência, na ordem de 4%. Por outro lado, o concreto produzido com AGRC apresentou uma perda de 6% na resistência à compressão ao concreto de referência e 22% inferior ao traço composto por CCA e AGRC. Fedumentti (2013) observou uma queda de 22,8% nesta propriedade, quando da substituição de 50% de AGRC em relação ao traço referência, com mesma relação água/aglomerante empregada nesta pesquisa (0,53). Ao empregar o mesmo AGRC em concretos com relação água/aglomerante de 0,6, Gonçalves et al (2012) obtiveram resistência à compressão média de 28,8 MPa, aos 28 dias. Nesta pesquisa, a correção da curva granulométrica do AGRC e a ausência de compensação de água para o AGRC podem ter influenciado no resultado obtido em relação ao trabalho realizado por Fedumentti (2013). ANAIS DO 56º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2014 – 56CBC 12 4 Considerações finais • Quanto a absorção de água e o índice de vazios, o traço que apresentou menor índice foi o 20%CCA50%AGRC; • Os traços 20%CCA e 20%CCA50%AGRC, possuem um perfil menos absorvente que os demais de acordo com o método da RILEM, e também o traço 20%CCA50%AGRC, além de possuir um perfil com menor absorção ele ainda apresenta uma porosidade total elevada, o Ref. apresentou uma porosidade total menor que os demais traços; • Para os resultados de resistência à tração por compressão diametral o traço 20%CCA apresentou valores superiores aos demais; • Na resistência a compressão axial o traço 20%CCA50%AGRC apresentou o melhor resultado; • O traço 50%AGRC, apresentou uma menor resistência à compressão axial do que o concreto de referência. Na absorção total pela norma brasileira e na porosidade total dada através do método da RILEM, o comportamento do 20%CCA apresentou um índice maior que o de referência. Assim, dentro do escopo deste trabalho, pode-se afirmar que a cinza de casca de arroz pode melhorar de forma significativa o comportamento de concretos com agregado reciclado de concreto, levando os valores a níveis iguais ou até significativamente superior em relação ao concreto de referência. 5 Agradecimentos Os autores agradecem à Fapergs, ao CNPq e ao CAPES pelo financiamento da pesquisa e pela concessão de bolsas. 6 Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, 2008. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739: Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7222: Concreto e argamassa – Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2011. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. 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