Utilização de resíduos de resíduos de granitos ornamentais para concreto de alto desempenho

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
Centro de Engenharias (CEng)
Engenharia Civil
Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE GRANITOS
ORNAMENTAIS PARA CONCRETO DE ALTO
DESEMPENHO
Máximo Armand Ugon Gutiérrez
Pelotas, 2018
Máximo Armand Ugon Gutiérrez
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE GRANITOS
ORNAMENTAIS PARA CONCRETO DE ALTO
DESEMPENHO
Trabalho de conclusão de curso de
graduação apresentado ao Curso de
Engenharia civil da Universidade Federal de
Pelotas, como requisito parcial necessário
à obtenção do título de Bacharel em
Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Dr. Guilherme Höehr
Trindade
Pelotas, 2018
Universidade Federal de Pelotas / Sistema de Bibliotecas
Catalogação na Publicação
G983u Gutiérrez, Máximo Armand Ugon
GutUtilização de resíduos de granitos ornamentais
para concreto de alto desempenho / Máximo Armand Ugon
Gutiérrez ; Guilherme Höehr Trindade, orientador. —
Pelotas, 2018.
Gut100 f. : il.
GutTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação em
Engenharia Civil) — Centro de Engenharias, Universidade
Federal de Pelotas, 2018.
Gut1. Concreto de alto desempenho. 2. Rochas
ornamentais. 3. Resíduos. 4. Substituição. 5. Agregados. I.
Trindade, Guilherme Höehr, orient. II. Título.
CDD : 624
Elaborada por Maria Inez Figueiredo Figas Machado CRB: 10/1612
Máximo Armand Ugon Gutiérrez 
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE GRANITOS ORNAMENTAIS 
PARA CONCRETO DE ALTO DESEMPENHO
Trabalho de Graduação aprovado, como requisito parcial, para 
obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil, Universidade Federal 
de Pelotas. 
Data da Defesa: 13 de Dezembro de 2018 
Banca examinadora: 
Prof. Dr. Guilherme Höehr Trindade (Orientador) Doutor em 
Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio Grande 
do Sul 
Prof. Dr Jorge Manuel Vieira Borges Lourenço Rodrigues 
Doutor em Engenharia Civil pela Universidade do Porto 
Prof. Dra Maria Tereza Fernandes Pouey Doutora em Engenharia Civil pela 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul 
Agradecimentos
A minha mãe e meu pai por todo o sacrifício, dedicação e carinho para que
pudesse estudar e cumprir meus sonhos, este trabalho é o fruto de toda essa luta.
Aos meus irmãos, primos e tios pela preocupação, interesse e apoio a todo
momento.
Aos meus amigos que estão longe pelo apoio incondicional e conselhos. Mesmo
longe, sempre estivemos perto. Aos meus amigos que estão perto por compartilharem
os momentos bons e ruins e me acompanharem nesta caminhada.
A minha namorada, Mariana, pelo auxílio na revisão dos textos deste trabalho.
Pelo carinho e apoio, mesmo nos piores momentos, sempre contei contigo.
As empresas Maciel Gill Mármores e Granitos e Via Graniti por fornecer os
resíduos utilizados no desenvolvimento desta pesquisa.
Aos meus professores, que com sabedoria, transmitiram seus conhecimentos,
complementando minha formação profissional.
Ao meu orientador, Prof. Dr. Guilherme Höehr Trindade, por acreditar e
despertar em mim o gosto pela pesquisa e pelo conhecimento, que com gosto e
paixão, soube passar.
Aos membros da banca, Profa. Maria Tereza Fernandes Pouey e Jorge Manuel
Vieira Borges Lourenço Rodrigues, por aceitarem meu convite e também pelas
contribuições com este trabalho.
Aos meus colegas do IEMACS pelo conhecimento e a amizade
compartilhados nesses anos. Em especial a Alencar Ibero, Gabriel Feron, Beatriz
Diane, Lucas Bierhals e Venancio Mesquita, que contribuíram para elaboração deste
trabalho.
Ao técnico Rodrigo Castro e a bolsista Lóren, do Laboratório de Materiais e
Técnicas Construtivas da Universidade Federal de Pelotas, pelo suporte e apoio na
obtenção dos resultados deste trabalho.
Ao Curso de Engenhari CIvil, a Universidade Federal de Pelotas e ao Laboratório
de Materiais e Técnicas Construtivas.
“Sean los orientales tan ilustrados como
valientes.“
José Gervasio Artigas, 1815.
Resumo
GUTIÉRREZ, M. A. U. Utilização de resíduos de granitos ornamentais para
concreto de alto desempenho. 100f. Trabalho de Graduação (Graduação em
Engenharia Civil), Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2018.
A busca por alternativas tecnicamente viáveis para a redução do impacto ambiental
gerado pela indústria da Construção Civil e seus processos complementares é um
assunto de extrema importância para o desenvolvimento de uma sociedade sustentável.
A utilização de materiais reciclados advindos da indústria das rochas ornamentais
como substituição aos constituintes do concreto, visa, a curto prazo, diminuir o elevado
volume de matérias-primas extraídas para produção deste material, aliado a diminuição
de áreas de deposição de resíduos gerados na extração e beneficiamento deste
tipo de rocha. Em decorrência do alto grau de solicitações a que um pavimento de
concreto é exposto durante sua vida útil, usualmente é necessária à utilização de
materiais com características aprimoradas quanto ao seu desempenho. Nesse contexto,
este trabalho busca verificar a viabilidade da reciclagem dos resíduos gerados no
beneficiamento secundário de granitos ornamentais para a produção de concretos
de alto desempenho com objetivo de aplicação em pisos de concreto. A utilização de
materiais como Concretos de Alto Desempenho (CAD) possibilita aliar os benefícios do
reaproveitamento destes materiais com as propriedades aprimoradas de um produto
com alto valor tecnológico agregado. Foram produzidos agregados miúdos e graúdos,
com granulometrias similares aos materiais comumente utilizados para produção de
concretos a partir da redução mecânica de recortes de granito ornamental preto, em
decorrência da disponibilidade do elevado volume de resíduos desta cor nas empresas
contempladas. Após estudo preliminar, foi possível a produção de um traço de referência
com características de CAD, no qual foram substituídos os agregados comuns pelo
resíduo processado em proporções de 50% para a fração miúda, e 100% para a fração
graúda, com auxílio do uso de pigmento preto foi possível homogeneizar sua coloração.
Foi avaliado o comportamento destas misturas quanto a sua trabalhabilidade, absorção
de água e resistência à compressão axial e desgaste superficial, de modo a verificar sua
viabilidade de aplicação para produção de pisos de concreto. O estudo verificou que a
reciclagem dos resíduos de granito pretos ornamentais como agregados para concretos
de alto desempenho é viável, mostrando melhorias nas propriedades avaliadas, além
de contribuir para a diminuição do impacto ambiental proporcionando um destino para
os rejeitos.
Palavras-Chave: Concreto de Alto Desempenho; Rochas Ornamentais; Resíduos;
Substituição; Agregados
Abstract
GUTIÉRREZ, M. A. U. Use of ornamental granite waste for high performance
concrete. 100p. Undergraduation Paper (Undergraduation in Civil Engineering),
Federal University of Pelotas, Pelotas, 2018.
The seek for technically feasible alternatives to reduce the environmental impact
generated by the Civil Construction industry and its complementary processes is a
matter of extreme importance for the development of a sustainable society. The use of
recycled materials from the ornamental stone industry as a substitute for the
constituents of concrete aims to reduce in short term the high volume of raw materials
extracted for its production, also it intent to reduce the waste deposition generated in
the extraction and processing of this type of rock. Due to the high degree of demands to
which a concrete floor is exposed during its life, it is usually necessary to use materials
with improved performance. In this context, this work seeks to verify the feasibility of
recycling the residues generated in the secondary processing of ornamental granites,
for the production of concretes with superior performance, with the intention of using it
in concrete floors. The use of materials such as High Performance Concrete (HPC)
makesit possible to combine the benefits of reusing these materials, with the improved
properties of a product with high added technological value. From the mechanical
reduction of black ornamental granite, as a result of the large amount of residues of this
color available in the companies contemplated, small and large aggregates were
produced with granulometry similar to the materials commonly used for concrete
production. After preliminary study, it was possible to produce a reference recipe with
HPC characteristics, in which the common aggregates were replaced by the processed
waste in proportions of 50% for the small aggregate, and 100% for the large aggregate,
it was possible to homogenize the color by using a black pigment. The behavior of
these mixtures was evaluated by their workability, water absorption and resistance to
axial compression and surface wear, in a way to verify its feasibility on the usage in
concrete floors. The study verified that the recycling of ornamental black granite waste
as aggregates for high performance concrete is feasible, showing improvements in the
evaluated properties, besides contributing to the reduction of the environmental impact,
providing a destination for the tailings.
Keywords: High Performance Concrete; Ornamental rocks; Waste; Replacement;
Aggregates
Lista de ilustrações
Figura 1 – Estrutura de piso industrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Figura 2 – Sistema pavimento simples de concreto (Com barras de transferência) 37
Figura 3 – Sistema pavimento de concreto com armadura contínua . . . . . . . 38
Figura 4 – Distribuição da produção de rochas ornamentais por região . . . . 42
Figura 5 – Produção estimada por tipo de rocha . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Figura 6 – Rochas ornamentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Figura 7 – Perfuratriz utilizada para corte contínuo . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Figura 8 – Corte de bloco no tear de fio diamantado . . . . . . . . . . . . . . . 45
Figura 9 – Etapas e produtos principais na indústria das rochas ornamentais . 45
Figura 10 – Origem das perdas na cadeia produtiva de rochas ornamentais . . . 46
Figura 11 – Coleta e classificação do resíduo de corte de granito . . . . . . . . . 47
Figura 12 – Organograma da metodologia utilizada nos materiais reciclados . . 48
Figura 13 – Agregados utilizados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Figura 14 – Graúdo: primeira passagem (A) e segunda passagem (B) . . . . . . 51
Figura 15 – Miúdo: primeira passagem (A) e segunda passagem (B) . . . . . . . 52
Figura 16 – Organograma da metodologia proposta . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Figura 17 – Relação granulometria-frequência de vibração . . . . . . . . . . . . 59
Figura 18 – Moldagem dos traços definitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Figura 19 – Lixadeira adaptada para ensaio de desgaste superficial . . . . . . . 63
Figura 20 – Lixas diamantadas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Figura 21 – Comparação granulométrica - Agregados graúdos . . . . . . . . . . 65
Figura 22 – Comparação granulométrica - Agregados miúdos . . . . . . . . . . . 66
Figura 23 – Abertura após 30 golpes - T1(A), T2 (B), T3(C), T4(D) e T5(E) . . . 68
Figura 24 – Massa específica amostra seca - Traços preliminares . . . . . . . . 70
Figura 25 – Traços preliminares, ensaio de absorção capilar . . . . . . . . . . . 71
Figura 26 – Absorção capilar - Traços preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Figura 27 – Absorção por imersão - Traços preliminares . . . . . . . . . . . . . . 74
Figura 28 – Resistência a compressão axial - Traços preliminares . . . . . . . . 75
Figura 29 – Slump Test - Traço TM2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Figura 30 – Massa específica amostra seca - Traços definitivos . . . . . . . . . . 79
Figura 31 – Execução de ensaio de absorção capilar aos 28 dias . . . . . . . . . 80
Figura 32 – Absorção capilar - Traços definitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
Figura 33 – Absorção por imersão - Traços definitivos . . . . . . . . . . . . . . . 83
Figura 34 – Resistência a compressão axial - Traços definitivos . . . . . . . . . . 84
Figura 35 – Corpos de prova após ruptura por compressão axial . . . . . . . . . 85
Figura 36 – Perda de massa por minuto de ensaio . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Figura 37 – Perda de massa total . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Figura 38 – Acabamento final da superfície . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Lista de tabelas
Tabela 1 – Caracterização do cimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Tabela 2 – Características físicas dos agregados graúdos . . . . . . . . . . . . 51
Tabela 3 – Características físicas dos agregados miúdos . . . . . . . . . . . . . 53
Tabela 4 – Traços preliminares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Tabela 5 – Classes de consistência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Tabela 6 – Classes de CAD em função da resistência e relação a/ag . . . . . . 62
Tabela 7 – Índice de consistência dos traços preliminares . . . . . . . . . . . . 68
Tabela 8 – Absorção por capilaridade média - Traços preliminares . . . . . . . 71
Tabela 9 – Absorção por imersão total média - Traços preliminares . . . . . . . 73
Tabela 10 – Resistências à compressão axial média - Traços preliminares . . . . 75
Tabela 11 – Traços Definitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Tabela 12 – Consistência dos traços definitivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Tabela 13 – Absorção por capilaridade média - Traços definitivos . . . . . . . . . 80
Tabela 14 – Absorção por imersão total média - Traços definitivos . . . . . . . . 82
Tabela 15 – Resistências à compressão axial média - Traços definitivos . . . . . 84
Tabela 16 – Porcentagens de perda de massa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
Tabela 17 – Análise granulométrica BC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Tabela 18 – Análise granulométrica BC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Tabela 19 – Análise granulométrica AC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Tabela 20 – Análise granulométrica ARCG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Tabela 21 – Análise granulométrica AP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Tabela 22 – Massas específicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Lista de abreviaturas e siglas
a/ag Relação água-aglomerante
ABCP Associação Brasileira de Cimento Portland
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
a/c Relação água-cimento
AC Areia comum
ACI American Concrete Institute
AP Areia de pedreira - pó de pedreira
ARCG Areia de resíduo de corte de granito
BC Brita comum
BRCG Brita de resíduo de corte de granito
CAD Concreto de Alto Desempenho
CAR Concreto de Alta Resistência
CC Concreto Convencional
CP Corpo de prova
CUAD Concreto de Ultra Alto Desempenho
DMC Dimensão máxima característica
IBRACON Instituto Brasileiro do Concreto
NBR Norma Brasileira
NM Norma do Mercosul
RCG Resíduo de corte de granito
Sumário
1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.1 Objetivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2 Objetivo específico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 Revisão bibliográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1 Concreto de Alto Desempenho - CAD . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1.1 Materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.1.1 Cimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.1.2 Adições minerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.1.1.3 Sílica Ativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 24
2.1.1.4 Aditivos químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.1.5 Aditivo superplastificante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.1.6 Agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.1.1.7 Agregado graúdo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.1.1.8 Agregado miúdo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.1.2 Métodos de dosagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.1.2.1 Método AÏTCIN (2000) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.1.2.2 Método Mehta-Aïtcin (1990) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.1.2.3 Método IBRACON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2 Concreto aparente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.1 Concreto cinza, branco e colorido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.1.1 Pigmentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3 Piso de concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.1 Tipos de pisos de concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.3.2 Tipos especiais de pisos de concreto . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.4 Concreto com resíduo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.4.1 Rochas ornamentais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4.1.1 Granito, mármore e basalto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.1.2 Produção e beneficiamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4.1.3 Geração de resíduos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3 Metodologia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1 Materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1.1 Coleta e condicionamento dos resíduos . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1.2 Caracterização dos materiais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.1.2.1 Cimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.2.2 Agregados graúdos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.1.2.3 Agregados miúdos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.1.2.4 Adições minerais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.2.5 Aditivos químicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.2.6 Pigmento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2 Métodos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.2.1 Estudo de dosagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2.2 Dosagem definitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.2.3 Análise no estado fresco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.3.1 Abatimento de tronco de cone - Slump . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.3.2 Coesão e exsudação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.4 Moldagem e cura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2.4.1 Comportamento na vibração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.2.4.2 Adensamento por vibração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2.4.3 Cura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2.5 Análise no estado endurecido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2.5.1 Resistência a compressão axial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.2.5.2 Absorção de água . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.2.5.3 Desgaste por abrasão superficial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4 Resultados e discussões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.1 Análise dos agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.1.1 Granulometrias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.1.2 Características dos agregados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2 Dosagem preliminar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.2.1 Índice de consistência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
4.2.2 Massa específica da amostra seca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.2.3 Absorção de água por capilaridade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
4.2.4 Absorção de água por imersão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2.5 Resistência a compressão axial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.3 Dosagem definitiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.1 Consistência - Slump Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.3.2 Massa específica da amostra seca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.3 Absorção de água por capilaridade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.3.4 Absorção de água por imersão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.3.5 Resistência a compressão axial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.3.6 Desgaste por abrasão - Perda de massa . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5 Conclusões . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.1 Trabalhos futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Referências . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
APÊNDICES 97
APÊNDICE A – Caracterização dos materiais . . . . . . . . . . . 98
A.1 Análise granulométrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
A.2 Massa específica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
1 Introdução
Servindo como base para o desenvolvimento da civilização, o concreto
tornou-se o material mais utilizado pelo homem, principalmente associado ao aço,
formando assim o concreto armado (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011). Para sua
produção, são necessários grandes volumes de matérias-primas de origem natural,
gerando impactos ambientais em forma de resíduos sólidos e gases em seus
processos de extração e manufatura. A otimização da produção e da utilização destes
materiais é de suma importância para lograr uma diminuição das consequências
ambientais desta dependência.
A indústria da Construção Civil é a maior consumidora de concreto, o que a
torna também a maior consumidora de matérias-primas naturais. Segundo John (2000),
do total de matérias-primas consumidas no mundo, cerca de 50% serve como alimento
para esse setor, além disto, a produção de resíduos pela mesma nas grandes cidades
brasileiras chega a 70% da massa total de rejeitos urbanos, segundo Kitamura (2011).
Torna-se evidente que um caminho fácil para diminuir os impactos ambientais da
civilização é modificar os processos e cadeia produtiva da maior geradora de resíduos
e também consumidora de matérias-primas do mundo.
A busca por soluções a curto prazo para estes problemas vem promovendo o
desenvolvimento de alternativas, como a utilização de materiais reciclados
em substituição a constituintes do concreto, favorecendo não somente em termos de
redução de consumo de matérias-primas, mas também, contribuindo como solução
para a escassez de áreas de destino dos resíduos gerados pelo setor.
Em estudos desenvolvidos por Kitamura (2011), Coura (2009) e Santos
(2012) constatou-se que uma alternativa viável para diminuir este problema é a
reutilização dos resíduos advindos do setor das rochas ornamentais, porém,
com ênfase na substituição da fração miúda do concreto. Neste trabalho, se propõe a
substituição da fração graúda juntamente com a miúda por resíduo, e com isso
busca-se maximizar o impacto positivo da reutilização desse material.
A indústria de rochas ornamentais conta com um elevado grau de desperdício,
o que ocorre principalmente no processo de beneficiamento do material e representa
cerca de 80% do volume inicialmente extraído, apresentando-se na forma de lama e
recortes dos mais diversos tamanhos (VILASCHI; SABADINI, 2000). Sendo abritagem
destes recortes em forma de agregados uma excelente opção de reaproveitamento. O
emprego desse agregado diminuiria os danos provocados pela indústria da construção
16
Capítulo 1. Introdução
civil, reduzindo áreas de depósito e consumo de matérias-primas, além das perdas
econômicas com o desperdício desse material nobre oriundo de rochas naturais que
apresentam excepcionais características para o emprego em concreto (KITAMURA,
2011)
Associado aos benefícios do reaproveitamento de materiais, a utilização de
produtos com tecnologia avançada como o Concreto de Alto Desempenho (CAD)
ganha espaço na construção civil. Com facilidade de acesso a aditivos e adições para
concreto no mercado brasileiro a produção do CAD trona-se possível (TUTIKIAN;
HELENE; ISAIA, 2011). O CAD quando aplicado em elementos estruturais promove
vantagens, principalmente econômicas, pois diminui a necessidade de manutenção,
aumentando a vida útil dos empreendimentos e também minimizando o uso exagerado
de matérias-primas graças a seleção e cuidados com sua dosagem (VALIN,
2013). Aliando o reaproveitamento com inovação tecnológica, esse estudo apresenta
um caráter promissor para o produto concreto e suas aplicações.
Os pisos em geral, e principalmente os pisos industriais, são elementos que
requerem um grau de desempenho muito alto devido as situações extremas as quais
estão submetidos, além disso, suas grandes dimensões favorecem manifestações
patológicas como fissuras por retração ou empenamentos. Usualmente é necessária a
utilização de CAD para sua construção e assim busca-se minimizar patologias e gastos,
além de não prejudicar a produção (SÁ; ROCHA; BRAGA, 2009).
Com isso, busca-se aliar esses pontos de forma a obter um material que tenha
um comportamento adequado sob as mais diversas exigências e que, além disso,
contribua para diminuição de desperdício de materiais considerados nobres. O estudo
da utilização de resíduos de corte de granito (RCG), como agregado em concretos de
alto desempenho, justifica-se visto que além de propor um destino para esses resíduos,
contribui para diminuição da extração de rochas e areia para obtenção de agregados
para produção de concreto.
17
Capítulo 1. Introdução
1.1 Objetivo
Este trabalho tem por objetivo estudar a influência da utilização de resíduos
oriundos da indústria das rochas ornamentais em concretos de alto
desempenho pigmentados para pisos.
1.2 Objetivo específico
• Produzir agregados graúdos e miúdos de resíduos do corte de
granito ornamental.
• Produzir CAD com substituição parcial de agregado miúdo e total de
agregado graúdo por RCG.
• Avaliar a influência no estado fresco e endurecido da substituição parcial de
agregados miúdos e total de agregados graúdos por RCG no CAD.
18
2 Revisão bibliográfica
2.1 Concreto de Alto Desempenho - CAD
O processo de evolução da civilização nas últimas décadas acarretou no
aumento pelas exigências com os materiais bases da sua infraestrutura. O concreto é,
sem dúvida, destes, o mais utilizado e vem sofrendo adaptações para suprir
essas necessidades. Tornaram-se comuns nas cidades estruturas que superam os
limites, e com isso os requisitos do seu principal componente também
aumentam. Arranha-céus, pontes e viadutos cada vez mais apurados em qualidade,
desempenho e durabilidade exigem materiais direcionados a suas necessidades.
Segundo Tutikian, Helene e Isaia (2011), para esta classe de estruturas as
propriedades necessárias não são atingidas com concreto convencional (CC) ou, por
outro lado, o fator econômico torna-se favorável a utilização de misturas especiais
com propriedades superiores. Surgem então os Concretos de Alta Resistência (CAR),
Concretos de alto Desempenho (CAD) e os Concretos de Ultra-Alto Desempenho
(CUAD).
Um alto índice de manifestações decorrentes da baixa durabilidade e
desempenho das estruturas atuais faz necessária a inclusão de materiais que supram
essas necessidades. Para Tutikian, Helene e Isaia (2011) o CAD vem suprir a
demanda por estruturas duráveis que atendam as necessidades tanto do presente
como do futuro.
O ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, 1991) define o concreto de alta
resistência como aquele que combina propriedades como uniformidade e desempenho,
que utilizando materiais e dosagens convencionais não podem ser atingidos. Facilidade
de lançamento, compactação do concreto sem segregar, alta resistência mecânica,
baixa permeabilidade e alta durabilidade são algumas de estas propriedades. No que
diz respeito a uma propriedade específica do material o ACI (AMERICAN CONCRETE
INSTITUTE, 1991) limita inferiormente a resistência a compressão do mesmo em um
valor de 41MPa para corpos-de-prova cilíndricos.
Para Aïtcin (2000) um concreto de alto desempenho é limitado a uma relação
água/aglomerante (a/ag) baixa, inferior a 0,4, neste ponto os concretos convencionais
separam-se dos de alto desempenho.
Já para Tutikian, Helene e Isaia (2011), o CAD é definido como:
19
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
um material que apresenta comportamento durante a utilização da construção
em patamar mais elevado que os CC, atendendo satisfatoriamente as
exigencias requeridas pelo proprietário ou pelo usuário[. . . ]. Entende-se por
desempenho não apenas a resistência mecânica, mas também a
trabalhabilidade, a estética , o acabamento, a integridade, e, pincipalmente, a
durabilidade (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011, 3) .
De forma geral, o CAD é que um concreto com alto valor agregado, seja em
qualidade ou desempenho, mas principalmente em conhecimento e pesquisa em cima
de materiais, métodos de dosagem, e formas de execução do mesmo. AÏTCIN (2008)
definiu o CAD como um concreto “engenharizado” onde características especificas são
realçadas a partir da seleção e proporcionamento adequado de seus componentes.
Atualmente, o Brasil não conta com uma definição do que é um CAD, de modo
geral a NBR 8953 (ABNT, 2015b) classifica as misturas em dois grandes grupos com
um limite entre eles estabelecido em 55MPa de resistência a compressão. Assim a
classe I abrange de 20 MPa até 50 MPa e a classe II de 55 MPa ate 100 MPa, estes
considerados como concretos especiais. Percebe-se que esta classificação focada na
resistência remete diretamente aos CAR, materiais comumente confundidos.
Silva (2006) diferencia O CAD do concreto convencional (CC) pela sua
microestrutura. Em um CAD, a mesma se apresenta de forma densa e homogênea e
com baixa cristalização, isso decorre da melhoria da terceira fase do concreto, a zona
de transição pasta-agregado. Para Mehta e Monteiro (2014), esta é uma camada
delgada de aproximadamente 10 a 50 μm de espessura que envolve o agregado, por
ser menos resistente que as outras fases do concreto ela influencia diretamente no seu
comportamento.
A correta produção de um CAD exige cuidados especiais que devem ser
tomados, o princípio fundamental é a diminuição da porosidade por modificação dos
poros, Tutikian, Helene e Isaia (2011) listam as ações necessárias para atingir esse
objetivo:
• Diminuição da relação a/ag e da quantidade total de água necessária por m³,
através do uso de aditivos plastificantes ou superplastificantes.
• Otimização da granulometria dos agregados para aumentar o esqueleto inerte
e obter maior capacidade, utilizando agregados graúdos de menor diâmetro
máximo e adequando a granulometria dos finos.
• Reforço das ligações químicas através das adições minerais, que provocam
refinamento dos poros e dos grãos.
20
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
Dentre estes processos destaca-se a seleção das suas matérias-primas,
este processo constitui parte primordial para atingir os objetivos de desempenho
específicos para a mistura. Mehta e Monteiro (2014) salientam que a tarefa da escolha
dos materiais não é fácil, pois existem grandes variações nas suas composições e
propriedades físicas e químicas.
2.1.1Materiais
Os materiais utilizados para produção de CAD não diferem muito dos
necessários para concreto convencional. Existe uma base comum onde
são acrescidos componentes utilizados para aprimorar propriedades específicas da
mistura, a fim de cumprir suas exigências. Os componentes de um CAD são: cimento,
adição mineral, aditivo químico, agregado miúdo, agregado graúdo, fibras, pigmento e
água, podendo ser dispensado um ou mais como também usar mais de um do mesmo
tipo (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011).
2.1.1.1 Cimento
O processo de fabricação do cimento consiste basicamente na moagem dos
seus materiais constituintes, materiais calcários e argilas, que após misturados em
quantidades específicas são queimados a uma temperatura aproximada de 1450ºC,
processo denominado clinquerização. Finalmente, o material resultante é moído
novamente até formar um pó fino, geralmente menor a 75 nm, ao qual é adicionado
gesso, gerando o Cimento Portland (NEVILLE, 1997).
Além disto, Neville (1997) acrescenta que o processo de queima do material
gera inúmeras reações entre as várias fases sólidas e fundidas dos constituintes e
ainda existe a ocorrência de transformações mineralógicas a partir do resfriamento
do material, tudo isto gera os componentes que quando hidratados fornecem as
características principais do mesmo.
Dentre estes compostos destacam-se os aluminátos e os silicatos. Suas
características são expostas por Mehta e Monteiro (2014): o silicato tricálcico
(C3S) conta com uma rápida hidratação e desprende uma quantidade média de calor,
gera dois compostos, cálcio hidratado (C-S-H) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), que
contribuem para aumentar a resistência inicial da pasta assim como a final. Por outra
parte o silicato dicálcico (C2S), desprende pouco calor e conta com uma lenta
hidratação, ele contribui para o aumento da resistência em idades avançadas, também
produz (Ca(OH)2), porém em quantidades menores. O aluminato tricálcico (C3A) é
responsável pelas primeiras reações de hidratação, o mesmo libera uma grande
21
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
quantidade de calor produzindo aluminatos hidratados, já o ferroalumináto tetracálcico
(C4AF) também conta com uma hidratação rápida porem não exerce muita influência
sobre a resistência do composto.
Com o advento de novas situações de projeto e o avanço da tecnologia, alguns
materiais passaram a ser adicionados ao cimento comum (clínquer e gesso). Assim,
surgiram os cimentos com adições, cada um com uma finalidade ou
proprieda especifica para sua utilização. Segundo BT-106 (ABCP, 2002) os
cimentos disponíveis no Brasil que contam com adições ativas facultativas do
tipo escorias, pozolanas e calcários sem contar com suas variações pontuais, são:
Cimento Portland Comum (CPI), Cimento Portland Composto (CPII), Cimento Portland
de alto forno (CPII), Cimento Portland Pozolânico (CPIV), Cimento Protland de Alta
Resistência Inicial (CPV - ARI), Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS), Cimento
Portland Baixo calor de hidratação (BCH) e Cimento Portland Branco (CPB).
De acordo com Tutikian, Helene e Isaia (2011) para produção de um CAD devem
ser escolhidos os cimentos mais puros, já que a quantidade de adições pozolânicas será
bastante elevada, sendo superior às incorporadas em cimentos comerciais. Completa
recomendando a utilização de CP I e CP V ARI, isso sem considerar o tamanho
das partículas. Já para Vieira, Regatieri e Baalbaka (1997) esta escolha depende
da disponibilidade de mercado, e mais importante ainda são as propriedades que o
mesmo deve ter. Mencionam ainda que para aumentar a vida útil da estrutura todas
as condições de projeto deve ser avaliadas detalhadamente, a cura, a aplicação, o
cronograma e tudo o que for necessário.
Tutikian, Helene e Isaia (2011) também ressaltam algumas premissas que devem
ser consideradas com relação ao cimento a ser utilizado para produzir concretos de
alta resistência:
Com relação aos constituintes dos cimentos, devem-se aumentar os silicatos
de cálcio (C2S e C3S) contidos nesses cimentos, responsáveis pelas
resistências finais das misturas. Para isto, reduz-se o aluminato tricálcico
(C3A) e o ferroaluminato tetracálcico (C4AF) (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA,
2011, 9).
Diversos fatores foram evidenciados aqui quanto a escolha satisfatória do
cimento a ser usado para uma mistura que caracterize um CAD, porém nada
definitivo pode ser concluído. Guimarães (2002) menciona que apesar de não haver
um tipo específico de cimento que produza o CAD, não existem dados na literatura que
citem que sua obtenção só pode ser feita através de um tipo específico de cimento.
Neste trabalho optou-se pela utilização de Cimento Portland de Alta Resistência Inicial
22
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
(CPV-ARI) por conta de fatores como a pureza apresentada por este material, o tempo
necessário para o desenvolvimento do trabalho e a disponibilidade do mesmo.
2.1.1.2 Adições minerais
Com intuito de otimizar propriedades para suas várias situações de
utilização, assim como minimizar o impacto ambiental da sua produção, a incorporação
de “adições ativas” ao Cimento Portland torna-se cada vez mais importante. Os
mesmos podem ter duas origens, natural ou artificial. A primeira, em sua maioria, é
encontrada em rochas vulcânicas. A segunda é basicamente constituída por material
subproduto de indústrias ou processos agrícolas, incorporando benefícios nas
propriedades da pasta, além de contribuição ambiental por conta do reaproveitamento
dos mesmos. Para Tutikian, Helene e Isaia (2011) as adições minerais são materiais
com atividade pozolânica que são inseridos na mistura, sendo estas pozolanas
naturais, cinzas volantes, escorias básicas de alto-forno, cinza de casca de arroz,
metacaulim e sílica ativa, dente outras.
Tutikian e Molin (2008) apresentam dois grupos de classificação para as adições
minerais, as primeiras quimicamente ativas podendo ser pozolânicas ou cimentantes, e
a segunda, inertes ou sem atividade química.
As adições pozolânicas têm como principal componente a sílica amorfa, que
reage com o hidróxido de cálcio, produzido a partir da hidratação do Cimento Portland,
formando silicato hidratado de cálcio, composto que promove a resistência na pasta,
com isso aumentando o desempenho e a durabilidade do concreto (TUTIKIAN; MOLIN,
2008).
Além disto Mehta e Monteiro (2014) atentam para a presença de alumina reativa
que também produz compostos cimentantes em presença de hidróxido de cálcio, água
e íons sulfato.
Torna-se clara a relação entre a presença de adições minerais e o Concreto de
Alto Desempenho, para Aïtcin (2000) o concreto de alto desempenho pode ser feito
com qualquer Cimento Portland como aglomerante. Não obstante, a utilização de uma
substituição parcial do mesmo por uma combinação de dois ou mais materiais
cimenticios, se tiver disponibilidade e preço competitivo, pode ser vantajosa não
somente em termos econômicos, mas também reológicos e de resistência.
Por outro lado, Tutikian, Helene e Isaia (2011) ressaltam que as adições são de
suma importância para um CAD devido à ação química e física que exercem essas
23
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
partículas, sendo as mais utilizadas cinza de casca de arroz, sílica ativa e metacaulim, já
que apresentam grãos de pequena dimensão, além de possuírem potencial pozolânico
para reagir com hidróxido de cálcio.
A utilização destas adições promovem diversas vantagens ao concreto,
decorrentes principalmente do tamanho das partículas e sua reatividade,
como Tutikian, Helene e Isaia (2011) mencionam:
O tamanho reduzido das partículas permite que as reações ocorram
rapidamente, além de quebrarem a inércia do sistema, agindo por ação de
nucleação das partículas do cimento e fazendo com que estas se hidratem
de forma mais rápida e completa. Normalmente, as adições possuem
reatividade química muito significativa, auxiliandoainda na trabalhabilidade da
mistura, o que é uma vantagem considerável, pois os CAD, por apresentarem
resistências elevadas, apresentam uma coesão acima do normal, dificultando
a plasticidade (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011, 10).
2.1.1.3 Sílica Ativa
Subproduto do processo de fabricação de silício e da liga de ferro-silício, a sílica
ativa é removida por filtração após um processo de condensação do monóxido de silício
oxidado em dióxido de sílica amorfa (CORDEIRO, 2001).
Silva (2006) menciona que dependendo do produto e da produção, o teor do
dióxido de sílica (SiO2) pode variar. Ainda salienta que os principais fatores deste
material são a granulometria a área específica e a pozolanicidade. A sílica ativa deve
ser, preponderantemente, amorfa e para isso deve conter mais que 85% de SiO2.
Para Cordeiro (2001) a forma esférica das partículas e a grande finura tornam
este material uma excelente pozolana, e consequentemente uma ótima opção para a
confecção de CAD. Sua alta reatividade possibilita a produção do principal responsável
pela resistência do concreto, o silicato de cálcio hidratado. Bacci (1998) explica que
a sílica se aloja nos espaços vazios da pasta, subdividindo os poros dos capilares de
cimento e assim modificando a microestrutura da pasta de cimento. Ainda acrescenta
que este processo é possível pelo pequeno tamanho destas partículas, cerca de 100
vezes menor que as do cimento.
Guimarães (2002) em sua dissertação de mestrado cita algumas vantagens
decorrentes da utilização desta adição na produção de um CAD:
• Melhoria na trabalhabilidade, por serem partículas muito finas assim diminuindo
o volume de vazios;
24
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
• Resistência à fissuração térmica: Contribuem na estabilização da temperatura;
• Aumento da resistência mecânica;
• Maior impermeabilidade do concreto: A partir do preenchimento dos vazios da
pasta, diminuindo a porosidade do concreto;
2.1.1.4 Aditivos químicos
O desempenho dos concretos vem aumentando com o passar dos anos, e isso
não é somente uma reação ao mercado, mas também uma consequência
do desenvolvimento de produtos que sem modificar as propriedades do concreto no
estado fresco e endurecido, permitem atingir especificações de elevada
exigência (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011).
A NBR 11768 (ABNT, 2011a) define os aditivos para concreto como um produto
adicionado durante o processo de mistura em quantidade não maior a 5% da massa
de material cimentício, com objetivo de modificar propriedades do mesmo no estado
fresco e/ou endurecido, com exceção de pigmentos inorgânicos para concretos. Assim,
em virtude do tipo de modificação de propriedade que o aditivo provoca, ele
é classificado. A NBR 11768 (ABNT, 2011a) identifica os seguintes tipos: Plastificante
(P), Retardador (R), Plastificante Retardador (PR), Superplastificante (SP),
Superplastificante Retardador (SPR), Acelerador (A), Plastificante Acelerador (PA),
Incorporador de Ar (IA), Superplastificante Acelerador (SPA).
Cordeiro (2001) lista as finalidades de uso de aditivos químicos com base nas
recomendações do comittee ACI 212 (1992): aumentar a plasticidade do concreto
mantendo constante o teor de água; reduzir a exsudação e a segregação; retardar ou
acelerar o tempo de pega; acelerar a velocidade de desenvolvimento da resistência
mecânica das primeiras idades; reduzir o calor de hidratação do cimento; aumentar
a resistência a ciclos de congelamento; aumentar a durabilidade do concreto em
exposições extremas.
2.1.1.5 Aditivo superplastificante
Os aditivos superplastificantes cumprem uma função fundamental fazendo a
dispersão das partículas do cimento na mistura, em traços com relação água/cimento
(a/c) muito baixa promovem mais controle e possibilitam a redução da proporção de
água na mistura (MEHTA; MONTEIRO, 2014).
Estes compostos são caracterizados por terem cadeias poliméricas
orgânicas hidrossolúveis e são obtidos por processos artificiais, contam com grande
25
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
numero de grupos polares e formam cadeias longas que tendem a envolver as
partículas de cimento com carga negativa causando um efeito de
dispersão. Para Mehta e Monteiro (2014) os redutores de água de alta eficiência ou
superfluidificantes, como também são conhecidos, consistem de tensoativos aniônicos
de cadeia longa. Quando absorvidos pelas partículas de cimento conferem uma forte
carga negativa a qual reduz a tensão superficial da água circundante e acentua a
fluidez do sistema.
Neville (1997) ressalta que o principal efeito das cadeias longas é ficarem
absorvidas no cimento e a partir de sua carga altamente negativa elas passam a se
repelir, provocando desfloculação e dispersão das partículas de cimento.
Segundo Cordeiro (2001) a melhoria resultante desta ação pode ser aproveitada de
dois modos distintos, o primeiro é manter o teor de água na mistura e a mesma relação
a/ag, porém aumentando a trabalhabilidade e mantendo a mistura coesiva. O segundo
é reduzir a relação a/ag para uma trabalhabilidade normal, porém com uma alta
resistência.
Os superplastificantes são classificados em três gerações, a 1ª formada pelos
lignossulfonatos, a 2ª onde o naftaleno e melamina se destacam e a 3ª formada
pelos policarboxilatos (TUTIKIAN; MOLIN, 2008).
Segundo Tutikian, Helene e Isaia (2011) para atingir as propriedades
características de CAD um se faz necessária uma dosagem com relação a/ag inferior
a 0,4, porém, a trabalhabilidade da mistura não pode ser prejudicada, para isso se faz
obrigatório o uso de aditivos plastificante ou superplastificante.
Tutikian, Helene e Isaia (2011) ainda enfatizam a importância da correta
compatibilidade química entre a composição do cimento utilizado no CAD e o aditivo
superplastificante, já que existem diferentes pontos de saturação (momento em que
não há aumento nem diminuição do tempo de fluxo do material pelo cone
Marsh) dependendo do cimento. Ainda ressalta que este tipo de aditivo aumenta as
propriedades mecânicas e a durabilidade da mistura, mantendo a consistência e
reduzindo o consumo de cimento e mantendo a resistência e trabalhabilidade, tudo
isso sem aumentar o consumo de água.
2.1.1.6 Agregados
Segundo a NBR 9935 (ABNT, 2011b) os agregados para concreto são
materiais granulares, geralmente inertes que contam com propriedades e dimensões
adequadas para produção de argamassas e concretos. Os agregados podem ter
26
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
origem natural, sendo estes os materiais que podem ser utilizados tal como os
encontrados na natureza, e origem artificial, que são resultantes de processos que de
alguma forma alteram a composição em termos físicos, químicos ou mineralógicos do
material. Dentro deste grupo podemos encontrar os agregados reciclados, que são
materiais recuperados como um subproduto de algum processo.
Concretos convencionais não exigem grandes cuidados ou seleção de
agregados, já que não influenciam de forma significativa nas suas propriedades desde
que tenham uma qualidade mínima, porém, este fato não se aplica a concretos de alto
desempenho. Tutikian, Helene e Isaia (2011) destacam que devido ao aumento
considerável da resistência neste tipo de mistura, consequência das melhoras
proporcionadas a zona de transição e a pasta de cimento hidratada, os agregados
tornam-se o ponto fraco da mesma. Isto decorre na seleção de agregados de altíssima
qualidade para evitar que se transformem no elo mais fraco. Assim, o ponto de
relevância passa a ser a seleção dos agregados com melhores propriedades
mecânicas, o que interfere não somente na resistência a compressão da mistura, mas
também, na absorção, no modulo de elasticidade, nas deformações instantâneas e de
longa duração e algumas outras propriedades (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011).
Além da correta escolha dos agregados, um fator relevante é sua correta
adequação em termos granulométricos parasua utilização. Mehta e Monteiro
(2014) afirmam que a distribuição granulométrica dos agregados deve proporcionar um
aumento na densidade de empacotamento das partículas, com isso se consegue uma
diminuição no consumo de cimento para uma determinada trabalhabilidade e
consequentemente um rebaixo no custo da obra.
Algumas características que os agregados devem ter para ser utilizados no CAD
formam enumeradas por Aïtcin (2000):
• A escolha deve ser meticulosa, pois os mesmos são os limitantes de resistência
para CAD com patamares acima de 100 MPa;
• Os agregados miúdos devem ter, preferencialmente, modulo de finura na faixa
de 2,7 a 3,0, e devem ser descartadas as partículas finas (inferiores a 5mm);
• Os agregados graúdos devem apresentar forma a mais cúbica possível;
• Deve-se usar o menor diâmetro possível de agregado graúdo, e com isso
conseguir diminuir a espessura da zona de transição, isso considerando que as
partículas menores apresentam, em geral, menores falhas em sua
microestrutura.
27
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
Silva (2006) menciona que é importante levar em consideração a forma e a
textura dos grãos pois influenciam na trabalhabilidade e na compacidade da mistura.
Agregados ásperos, provenientes de rochas britadas, promovem uma melhor aderência
e travamento com a matriz comentícia. Com relação a forma salienta que partículas
chatas e alongadas (angulares) requerem mais água de amassamento e tendem a
enfraquecer a zona de transição.
2.1.1.7 Agregado graúdo
Segundo a NBR 7211 (ABNT, 2005a) os agregados graúdos são os materiais
cujos grãos passam pela peneira com abertura de 75 mm e ficam retidos na peneira
com abertura 4,75 mm em ensaio de acordo com a NBR NM 248 (ABNT, 2003) com as
peneiras normalizadas. Segundo a NBR 9935 (ABNT, 2011b) a pedra britada ou brita e
o agregado originado da cominuição mecânica da rocha. A caracterização física desses
materiais deve ser feita conforme recomendações da NBR NM 53 (ABNT, 2009b).
Aïtcin (2000) recomenda a utilização de agregados graúdos de pequena
dimensão, já que quanto menor o tamanho do agregado, maior pode ser a resistência
pretendida. Cabe destacar, como já foi mencionado anteriormente, que quanto maior o
agregado maior será a zona de transição.
Tutikian, Helene e Isaia (2011) afirmam que os agregados devem ter dimensão
máxima limitada, já que quanto maior seu tamanho, maior a tendência de apresentarem
falhas na sua microestrutura, além de reterem mais água de exsudação provocando
uma maior zona de transição. Porém, agregados de dimensões muito reduzidas acabam
demandando maior quantidade de água de amassamento, isso denota na necessidade
de encontrar o devido equilíbrio entre esses pontos.
Para o ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, 1991) embora os agregados
com formas angulares produzam concretos com maior resistência, efeitos opostos
podem surgir, como aumento da necessidade de água e trabalhabilidade, se
esta angulação for muito elevada.
2.1.1.8 Agregado miúdo
Segundo a NBR 7211 (ABNT, 2005a) os agregados miúdos são os materiais
cujos grãos passam pela peneira com abertura de 4,75 mm e ficam retidos na peneira
com abertura de malha de 15 μm em ensaio de acordo com a NBR NM 248 (ABNT,
2003), com as peneiras normalizadas. Podendo estes ter origem natural, artificial ou
proveniente de processos industriais (ABNT, 2011b). A caracterização física deste tipo
28
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
de material segue recomendações da NBR NM 52 (ABNT, 2009a).
A demanda de água da mistura tem relação direta com a escolha do agregado
miúdo, isso decorre da sua elevada superfície específica. Vieira, Regatieri e Baalbaka
(1997) afirmam que os agregados miúdos exercem maior influência na mistura que os
agregados graúdos, já que devido a sua elevada superfície específica, precisam de
uma maior quantidade de pasta para envolver suas partículas.
Segundo o ACI (AMERICAN CONCRETE INSTITUTE, 1991), partículas
arredondadas e lisas tendem a precisar de uma menor quantidade de água,
e partindo da premissa que o CAD caracteriza-se por um baixo teor de água, este
material seria o mais recomendado para o mesmo. Como este material apresenta um
alto teor de material fino, cimento e adições minerais, os agregados miúdos
recomendados devem ter uma certa angulação, módulo de finura acima de 3,0 e
diâmetro máximo característico de 4.75 mm. Além disso, quando não for possível a
utilização de agregados naturais Neville (1997) recomenda que se atente para
materiais britados.
2.1.2 Métodos de dosagem
Existem diversas abordagens na literatura em relação às metodologias de
dosagens para CAD, compreendendo que a escolha dos materiais
disponíveis favoreçam da melhor forma a mistura, sendo essa apenas de uma etapa
em todo o processo (GUIMARÃES, 2002).
Para Alves (2000) o objetivo dos métodos de dosagem é encontrar uma
proporção economicamente adequada para os materiais constituintes do concreto, e
que chegue o mais perto possível de alcançar as propriedades desejadas a menor
custo. Mehta e Monteiro (2014) ressalta que a correta proporcionalidade dos materiais
é mais uma arte que de fato uma ciência, fatores extremadamente complexos entram
em jogo e isso exige um amplo conhecimento do funcionamento e as propriedades do
concreto.
Tutikian, Helene e Isaia (2011) sobre o processo de dosagem de um CAD:
A produção do CAD é mais complexa e sensível do que outros concretos,
devido as propriedades superiores deste material. Por conter mais elementos
e constituir peças estruturais de maior importância à concepção estrutural de
uma edificação, a produção dos CAD deve seguir um procedimento detalhado
e cuidadoso para garantir a reprodução da dosagem prévia de
laboratório (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011, 12) .
29
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
Os métodos de dosagem para CAD diferenciam-se pelos seus critérios (base).
Métodos como Metha-Aïtcin (1990), De Larrand (1990), Torrales Carbonari (1996) e
O’Reilly (1998) são baseados na otimização do esqueleto granular, preenchendo de
cimento ou pasta os vazios restantes. Por outro lado, os métodos Naway (1996) e Aïtcin
(2000) são baseados no critério dos volumes absolutos, nos quais se determinam
as quantidades de materiais, tirando a areia, e o que faltar para um metro cúbico
se completa com areia. Ainda existe o método do IBRACON, sendo esse o único
método experimental. Porém, este método carrega uma elevada carga de fundamentos
científicos (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011).
Para ter um panorama dos métodos e suas particularidades será abordado
um representante de cada linha base de pensamento, sendo estes o método de
Aïtcin(2000), o método Mehta-Aïtcin (1990) e o método IBRACON
2.1.2.1 Método AÏTCIN (2000)
Este método segue a abordagem do método ACI/ABCP, que se fundamenta no
critério do volume absoluto para qualificação dos materiais utilizados, além de
combinar resultados empíricos derivados da experiência (ALVES, 2000).
Segundo Tutikian, Helene e Isaia (2011) o método é uma combinação de resultados
empíricos com cálculos matemáticos, tornando-o relativamente simples, porém não
oferecendo uma garantia da obtenção das propriedades com exatidão.
Alves (2000) em sua dissertação de mestrado lista uma série de fundamentos e
requisitos que devem ser respeitados para uma correta dosagem por este método:
• O método deve ser usado para produção de concretos dentro da faixa dos 40
MPa a 160 MPa de resistência;
• É necessário contar com o valor do abatimento desejado assim como a
resistência que se deseja alcançar juntamente com a Dimensão máxima
característica (DMC) dos agregados;
• É importante contar com os resultados dos ensaios preliminares como, por
exemplo, ponto de saturação do aditivo, massa específica e quantidade de
sólidos do aditivo, massas especificas dos materiais constituintes da mistura,
teor de ar incorporado e absorção dos agregados.Tutikian, Helene e Isaia (2011) dividem o procedimento de dosagem em cinco
passos principais: determinação da relação a/ag partindo da resistência desejada,
30
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
determinação do consumo de água e dosagem de aditivo partindo do ponto de
saturação do mesmo, determinaçào da quantidade de agregado graúdo com base na
forma do material e estimativa do ar incorporado na mistura. Contando com os valores
calculados de todos os componentes, subtrai-se de 1m³ para assim obter a quantidade
de agregado miúdo que será utilizada para o traço experimental.
Após a mistura e verificação da trabalhabilidade e eventuais ajustes na
quantidade de aditivo ou água, moldam-se os corpos de prova (CP’s). O rompimento
se faz aos 28 dias e somente neste ponto é confirmado o traço como satisfatório ou
não (TUTIKIAN; HELENE; ISAIA, 2011). Cabe ressaltar que este processo pode ser
feito através do preenchimento de uma tabela de dosagem fornecida pelo método.
Segundo Alves (2000) as vantagens do método são considerar a forma de
alguns componentes. Porém, por ser derivado de experiências do autor, o método
adquire caráter de guia, já que a “posteriori” devem ser feitos ajustes.
2.1.2.2 Método Mehta-Aïtcin (1990)
O princípio fundamental deste método é a otimização do esqueleto granular,
diminuindo ao máximo o índice de vazios do mesmo (ALVES, 2000). A autora diferencia
três fundamentos para o método, juntamente com quatro requisitos básicos que serão
vistos a seguir:
• Através deste processo é possível obter concretos com resistências na faixa de
60 a 120MPa;
• O DMC do agregado, juntamente com o abatimento desejado, influenciam
diretamente no consumo de água da mistura;
• Existe uma proporção ideal entre o esqueleto granular e a pasta de cimento
hidratada, o mesmo corresponde a 35% de pasta para 65% de esqueleto
granular;
• É necessário contar com o valor da resistência a compressão e
abatimento desejados;
• É necessário contar com o DMC e a massa específica dos materiais
constituintes.
O processo de dosagem consta com seis etapas, Alves (2000) explica a
metodologia da seguinte forma: estimativa do consumo de água através de tabela de
31
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
consumos máximos, fracionamento em volume dos componentes da pasta
(considerando as adições), estimativa do volume de agregado miúdo (máximo
40%), cálculo das massas de materiais, dosagem de superplastificante (variando de
0,8% a 2%) e provável ajuste da água.
Alves (2000) também pontua que o método é facilmente desenvolvido e não
requer muitos ensaios referentes aos seus materiais constituintes. Além disso, por
partir do pressuposto de que 35% do volume total do concreto é ocupado pela pasta e
65% pelo esqueleto, e que desta forma o teor de vazio é o menor possível, os ensaios
de índice de vazios e massa unitária compactada serão dispensados.
2.1.2.3 Método IBRACON
Segundo Tutikian, Helene e Isaia (2011) o método se caracteriza por conta com
um caráter teórico-experimental e busca obter o comportamento mecânico e relógico do
concreto de forma simples e versatil. O método considera a relação a/c como parâmetro
mais importante, e a partir da definição dos materiais, a resistência e durabilidade
do concreto passam a ser únicas. A partir da combinação das vantagens técnicas
do empacotamento dos agregados proposto por O’Reilly e o processo de elaboração
de traços auxiliares, busca-se a melhor proporção entre os agregados com o menor
consumo de água para atingir a trabalhabilidade desejada.
Para Tutikian, Helene e Isaia (2011) existem cinco limites de aplicação para o
método:
• Aplicação para concretos até 150 MPa de resistência a compresão;
• Dosagens para relação a/c variando de 0,15 a 1,5;
• DMC dos agregados variando de 4,75mm a 100mm;
• Teores de argamassa (α) variando de 30% a 90%
• Relação água/materiais secos (H) variando de 5% a 12%.
A metodologia é dividida nos seguintes passos, segundo Tutikian, Helene e Isaia
(2011): determinação do esqueleto granular a partir do empacotamento de dois ou mais
componentes, execução dos traços de referência para três teores de cimento diferentes
(rico, médio e pobre), moldagem de corpos de prova e posterior rompimento em idades
especificas e cálculo das equações de comportamento assim como os coeficientes de
correlação e diagramas de dosagem.
32
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
É importante ressaltar que para Tutikian, Helene e Isaia (2011) apesar
dos traços produzidos não contarem com o mesmo teor de argamassa, a plotagem
num mesmo sistema de eixos é possível por conta da constância na proporcionalidade
dos agregados.
2.2 Concreto aparente
O concreto denominado aparente não difere muito de um CC, porém,
considerando seu local e finalidade de utilização, seus requisitos de desempenho são
maiores, o que o faz adquirir características de um CAD. Ribeiro (2010) ressalta que o
concreto aparente é um CAD caracterizado por possuir uma elevada durabilidade
frente a ação de agentes agressores e uma alta resistência.
O concreto aparente é todo concreto sem tratamento nem recobrimento na
sua superfície, isso é, sem argamassas, tintas nem revestimentos de qualquer tipo.
Para seu preparo são tomados uma série de cuidados atrelados ao seu destino de
utilização, como por exemplo seleção de materiais, técnica de execução e critérios de
utilização (AMORIM, 2010).
Ribeiro (2010) comenta que a dispensa dos revestimentos sobre o concreto
decorre de um aumento dos critérios técnicos e de qualidade relacionados a proteção
e a estética, o que reflete diretamente nos resultados de desempenho e durabilidade
das estruturas.
2.2.1 Concreto cinza, branco e colorido
O concreto cinza segundo Mehta e Monteiro (2014) adquire sua cor característica
do cimento Portland, consequência da presença do ferro presente no clínquer. Ribeiro
(2010) ainda acrescenta que esta tonalidade pode variar de acordo com o tipo de
cimento, o fabricante, o fator a/c o e ainda com as adições utilizadas.
O fato de não requerer a utilização de nenhum material extra nem adição para
obter sua coloração o consolicou como o mais utilizado dentre os tipos de concretos
aparentes (RIBEIRO, 2010).
Segundo Chaves (2016), ao se utilizar concretos da cor branca os mesmos
conferem um elevado valor arquitetônico a estrutura, além de eliminar a utilização de
revestimentos e pinturas nas suas faces. Já para Ribeiro (2010), o concreto branco
amplia as possibilidades de criação e pode ser usado como base para concretos
coloridos, porém requer cuidados específicos na seleção de materiais, tais como,
aditivos, adições e agregados.
33
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
O cimento Portland Branco (CPB) apresenta características diferenciadas do
cimento comum, como granulometria mais fina, decorrendo em elevado calor de
hidratação e um tempo de início de pega reduzido (CHAVES, 2016). Segundo Campos
(2008) ele apresenta uma perda de trabalhabilidade em menor tempo, maior retração
comparada ao concreto de cor cinza e maior tendência a fissuração, consequência da
retração autógena e por secagem. A partir destas ressalvas referentes, Ribeiro
(2010) acrescenta que é necessária a utilização de aditivos do tipo controladores de
hidratação e superplastificantes para reduzir a relação a/ag e com isso prevenir falhas.
Chaves (2016) define o concreto colorido como um material produzido com os
mesmo requisitos de um concreto convencional, optando por utilizar cimentos cinzas
ou cimento estrutural branco e que a partir da adição de pigmentos inorgânicos adquire
a coloração desejada. Para Ribeiro (2010) o concreto colorido conta com um valor
estético e é utilizado com foco em elementos decorativos.
A utilização deste material de forma estrutural, segundo Chaves (2016), requer
cuidados no controle e execução, sobretudo na seleção de seus materiais
constituintes, como porexemplo pigmentos e formas, para não alterar a uniformidade
e a cor da peça. A cor nos concretos coloridos pode ser obtida por diversos meios,
entre eles pigmentos sintéticos, óxidos metálicos e decorrentes da coloração dos
agregados utilizados.
2.2.1.1 Pigmentos
Pigmentos inorgânicos são pós extremadamente finos, inertes e insolúveis em
meio aquoso. Apresentam uma base constituída principalmente por óxidos de
ferro, cromo e cobalto. Já os pigmentos orgânicos não são indicados para o uso em
conjunto com materiais a base de cimento Portland devido à influência nas reações de
hidratação e, além disso, podem se converter em sais minerais, provocando
eflorescências na superfície do material (CHAVES, 2016).
Os pigmentos apresentam-se como uma alternativa econômica e devem ser
especificados observando alguns critérios, como o poder de pigmentação, a
durabilidade e a sua estabilidade, já que os mesmos podem vir a influenciar nas
características do concreto. Sua adição pode ser feita em obra ou em casos
de pré-moldados, em fábrica, e dependendo de sua quantidade, pode ser classificado
como agregado fino (RIBEIRO, 2010).
Silva (1995 apud CHAVES, 2016) salienta que as dosagens de pigmentos nunca
devem ser superiores a 10% da massa de cimento, sendo que para produção de tons
34
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
pasteis é utilizado em torno de 3 a 5% e para produzir cores mais escuras até 7%. O
autor ainda ressalta que acima destes valores as alterações no grau de coloração não
são significativas e aumentam a possibilidade de queda da resistência mecânica do
material.
Para a produção de concreto colorido, o pigmento em forma de pó é misturado na
betoneira com os materiais aglomerantes, objetivando a perfeita homogeneização dos
materiais. Considerando que os pigmentos apresentam uma granulometria fina, deve
ser aumentada a água de amassamento ou deve ser adicionado um aditivo redutor de
água ou superplastificante (SILVA, 1995 apud CHAVES, 2016).
2.3 Piso de concreto
Para Camargo (2010) toda superfície, continua ou descontínua, construída com
finalidade de trânsito e que seja compatível com o resto da edificação é
enquadrada como um piso ou pavimento. O mesmo deve apresentar características
especificas de desempenho como, por exemplo, resistência ao desgaste,
inalterabilidade de cores e dimensões e acabamentos. Além disso, seu
dimensionamento e especificações devem acompanhar as necessidades de projeto.
Balbo (2009) define os pavimentos de concreto como as estruturas cuja camada
de rolamento é elaborada com concreto, produzindo com agregados e ligantes
hidráulicos e que podem ser feitos com diversas técnicas de manipulação e
elaboração.
Os pisos são superfícies sumamente exigidas no que tange o desempenho,
principalmente quando inseridos em meios industriais onde a presença de trafego
pesado de cargas e cargas pontuais é comum, além de eventuais exposições a agente
químico. O material utilizado para a confecção dos mesmos deve suportar essas
exigências, é aqui que o CAD entra em jogo (SÁ; ROCHA; BRAGA, 2009).
Os pisos são elementos que geralmente não são considerados de relevância
numa edificação, porém, dependendo do tipo de uso para o qual eles serão destinados,
podem vir a desempenhar um papel crucial, seja na logística ou em aspectos de
desenvolvimento de atividades, principalmente na área industrial. Rodrigues
(2016) salienta que os pisos industriais são componentes da edificação que
influenciam diretamente no processo industrial, sendo comparados pelo autor a
equipamentos que se não atenderem as necessidades, irão interferir com a
produtividade da indústria.
35
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
Rodrigues (2016, 24) define os pisos industriais como um elemento estrutural
complexo, contando com diversas camadas compostas por materiais distintos.
Geralmente as partes constituintes deste sistema são: Sub-Leito, Base (Sub-Base),
Barreira de vapor, Concreto e Revestimento muitas vezes de alto desempenho mais
conhecido como (RAD), por exemplo, resina epóxi e poliuretano.
Figura 1 – Estrutura de piso industrial
Fonte: Revista Concreto & Construção (IBRACON, 2016)
Para Sá, Rocha e Braga (2009) pisos industriais são definidos como:
São elementos que estão continuamente apoiados e que são dimensionados
para suportar cargas diferenciais quanto à intensidade e forma de atuação.
Para atender as várias situações de carregamentos e a que são impostos
podem ser executados sobre diferentes aspectos estruturais e funcionais (SÁ;
ROCHA; BRAGA, 2009, 2).
No Brasil, a pavimentação industrial se desenvolveu seguindo critérios que
rapidamente tornaram-se obsoletos, gerando problemas patológicos que acarretavam
perdas de produtividade, além de custos elevados com manutenção no setor industrial.
Com a necessidade de aumento de produção, qualidade e segurança, o setor passou a
ter maior importância, ocorrendo uma evolução nas técnicas até então utilizadas.
Menores espessuras e maiores tamanhos de placas favorecem os processos na
totalidade (SÁ; ROCHA; BRAGA, 2009).
Torna-se imperativa a escolha da melhor solução para cada tipo de situação, Sá,
Rocha e Braga (2009) acrescentam que fatores como a localização e finalidade, assim
como a disponibilidade de materiais, norteiam a escolha do tipo de estrutura a ser
utilizada.
36
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
2.3.1 Tipos de pisos de concreto
Segundo Cristelli (2010) existem cinco tipos de pisos de concreto diferenciados
por seus elementos constituintes, sendo estes: simples, com armadura distribuída,
estruturalemtne armado, protendidos e com fibra. Além destes exsitem os tipos
especiais de pisos: protendidos, com fibras e polido.
Os pisos de concreto simples são constituído por placas de concreto apoiados
sobre a fundação, no qual os esforços de compressão e tração são resistidos somente
pelo concreto. Contam com juntas de dilatação com objetivo de controlar a fissuração e
os efeitos térmicos, podem contar também com a presença de barras de transferência
de esforços (figura 2) que ajudam a evitar patologias nas áreas das juntas, não sendo
consideradas armaduras (OLIVEIRA, 2000).
Figura 2 – Sistema pavimento simples de concreto (Com barras de transferência)
Fonte: Cristelli (2010)
Segundo Rodrigues (2016) o sistema apresenta vantagens como facilidade
de execução, elevada rigidez e dosagem simples. Como desvantagens ressalta as
limitações nas dimensões das placas, necessidade de um número elevado de juntas e
difícil controlo da fissuração.
Segundo Cristelli (2010), os pavimentos de concreto com armadura distribuída
são estruturas compostas por placas de concreto associadas a uma tela metálica, que
geralmente é posicionada no terço superior, com objetivo de minimizar os efeitos da
fissuração causada pela retração por secagem e mudanças de temperatura.
Diferenciam-se dois tipos, o piso com armadura descontínua e o com armadura
continuamente distribuída.
A respeito do primeiro, Oliveira (2000) afirma que além de controlar as fissuras,
a malha mantém as faces fortemente ligadas, permitindo assim a redução do número
de juntas e a execução de placas de até 30 metros.
37
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
Oliveira (2000) define o segundo tipo como o sistema que conta com armadura
em toda sua extensão, que mantêm as faces das fissuras fortemente ligadas, fissuras
estas que surgem como consequência da não utilização de juntas. A figura 3 a seguir
ilustra o perfil de pavimento continuamente armado.
Figura 3 – Sistema pavimento de concreto com armadura contínua
Fonte: Cristelli (2010)
Segundo Rodrigues (2016) o sistema conta com vantagens como possibilidade
de execução de grandes placas, elevada capacidade de carga, controle da fissuração e
dosagem simples. Como desvantagens cita a exigência pelo correto posicionamento
da malha ou armadura.
Já o piso estruturalmente armado, para Oliveira(2000), consta com armação
na parte inferior onde se desenvolvem trações. A partir desta adição as espessuras
de concreto tornam-se menores. Normalmente partindo de um estudo de projeto,
determinam-se os pontos específicos do pavimento que terão necessidade de ser
estruturalmente armados. Cristelli (2010) menciona que este tipo de pavimento é
empregado em áreas com carregamentos elevados, contando com armadura passiva
na parte inferior da seção e armadura na parte superior para controle das fissuras.
2.3.2 Tipos especiais de pisos de concreto
Os pisos de concreto protendido segundo Oliveira (2000) enquadram-se para uso
em locais com tráfego pesado, como por exemplo pátios de aeroportos e aeródromos.
Dal-Maso (2008 apud CRISTELLI, 2010) define os pisos de concreto como o sistema
que a partir da tração das armaduras por cabos - através de macacos hidráulicos
- aplica uma força a placa por meio de ancoragens.
Através das forças de compressão horizontais aplicadas pela protensão, a
resistência a tração da estrutura é aumentada. Com isso é possível diminuir
notoriamente a espessura das placas e combater o desenvolvimento de trincas.
38
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
O piso de concreto com fibras é composto por placas de concreto, as quais são
adicionadas fibras que podem ser sintéticas ou metálicas. Apresenta vantagens
comprovadas se comparado ao concreto simples, entre elas maior resistência a
fissuração, impacto e desgaste. Por estas características o material vem sendo
amplamente utilizado em projetos que exigem maior desempenho nesse sentido
(OLIVEIRA, 2000).
Cristelli (2010) adverte que apesar das inúmeras vantagens que o sistema
apresenta, ele requer um controle tecnológico bastante elevado. Distribuição
homogênea das fibras, evitando a formação de pontos de aglomeração do material,
que prejudicam não somente o comportamento da peça, mas também o lançamento
do material.
Chodounsky (2007 apud CRISTELLI, 2010) acrescenta que apesar do
comportamento das fibras não ter sido estudado profundamente, sua adição substitui
a armadura distribuída convencional, resistindo aos esforços de tração devido ao seu
alto módulo de deformação. Com isso, a fissuração é controlada de forma satisfatória e
aumenta sua capacidade de distribuição de esforços.
Para Cimentos Monte Carlos (2017), o piso de concreto polido, também
conhecido como piso zero, tem seu acabamento dado após o início do processo de
pega do concreto. Processo esse que é feito com auxílio de um equipamento
denominado ventilador ou acabadora, e demora cerca de 6 horas para ser finalizado.
Ele ainda acrescenta que após este processo o acabamento pode ser apurado pelo
uso de reagentes, como por exemplo endurecedores de superfície, silicato de sódio,
flúor silicato ou impregnantes poliméricos com resina epóxi.
Após o acabamento e cura, o piso poderá ser lapidado mecanicamente com
esmeris de diferentes granas. Este processo microplanifica o piso, preparando-o para
a aplicação do selante final que resulta no acabamento definitivo (CAMARGO, 2010).
O que proporciona uma superfície densa e compacta, melhorando as propriedades,
principalmente a durabilidade do material.
Por outro lado, Construindocor (2016) comenta que o acabamento deste material
é muito semelhante ao cimento queimado, comumente utilizado em pisos industriais.
Porém, a resistência apresentada é bem maior.
39
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
2.4 Concreto com resíduo
O processo de desenvolvimento atual baseia-se em um modelo linear de
produção no qual os bens são manufaturados, utilizados e após atingir sua vida útil,
são descartados e acumulados no ambiente - em conjunto com os resíduos da sua
própria produção. Nesta cultura está implícito que tanto os recursos, como a
capacidade de absorção de resíduos do meio ambiente é infinita (KITAMURA, 2011).
Para John (2000) neste processo são utilizados, em sua maior parte, recursos
não renováveis de origem natural, gerando resíduos, seja na produção de bens duráveis
ou não duráveis. Este modelo de consumo até então não gerava problemas para
sociedade.
Neste contexto, a indústria da construção civil é responsável pela utilização de
um elevado volume de recursos naturais e grande geradora de resíduos. A problemática
surge com o tratamento, reciclagem e reutilização destes resíduos que são depositados
na natureza. O reaproveitamento torna-se viável não somente para os resíduos da
construção civil, como também de indústrias de mineração, por exemplo, extração de
mármore e granitos (SANTOS, 2012).
A cadeia produtiva da Construção Civil é, para Coura (2009), a maior recicladora
da economia, possuindo enorme potencial para aumentar o volume de materiais
reciclados e, principalmente, reaproveitados em seus processos, em decorrência da
quantidade de materiais que consome.
Neste sentido, o conceito de CAD enquadra-se no pensamento sustentável e
apresenta-se como uma opção para aliar materiais reciclados advindos da indústria
das rochas ornamentarias, com a otimização dos materiais. Valin (2013) salienta que
pensando em sustentabilidade o CAD é a melhor opção, já que racionaliza o uso dos
materiais. Além disso, reduz o peso e aumenta a vida útil da estrutura, minimizando os
impactos.
Logo, é de suma importância que se aplique a concepção de desenvolvimento
sustentável para a Engenharia Civil, produzindo materiais e produtos de elevado
desempenho e custos razoáveis, aliado a um baixo impacto ambiental. Para isso, é
necessário então adotar um ciclo fechado de produção, onde a geração de resíduos
é reduzida ao mínimo reciclável (KITAMURA, 2011).
Diversos autores desenvolveram estudos com substituição de resíduos da
indústria das rochas ornamentarias, dentre eles destacam-se Kitamura (2011), Coura
(2009), Santos (2012). Estes trabalhos tratam de substituições das frações finas (areia)
40
Capítulo 2. Revisão bibliográfica
pelos resíduos britados. Os resultados mostram-se favoráveis a substituição, causando,
no estado fresco, um aumento da fluidez das misturas e aumentando a
trabalhabilidade, sem apresentar exsudação excessiva. No estado endurecido resultam
em um aumento na resistência a compressão axial e uma diminuição na absorção de
água. Em relação à retração hidráulica as misturas com substituição apresentaram-se
com valores maiores.
Assim, se faz necessário o conhecimento das características dos mesmos
como massa específica, granulometria, porosidade e a forma e textura dos grãos
determinam as propriedades no estado fresco do material. A composição mineralógica
e a porosidade influenciam na resistência a compressão, dureza, e módulo de
elasticidade, propriedades estas do concreto no estado endurecido (COURA, 2009).
Este trabalho tratará, além da substituição de agregados miúdos, da
substituição de graúdos por resíduos da indústria das rochas ornamentais. Cabe
ressaltar que apesar dos esforços, não foram encontrados trabalhos com estas
características específicas. Com isto, não será possível ter uma base cientifica firme
para prever possíveis resultados finais do processo.
2.4.1 Rochas ornamentais
Para Kitamura (2011) as rochas ornamentais e de revestimento são os tipos
litológicos que podem ser extraídos em blocos ou placas, posteriormente beneficiados
e cortados em formas variadas. Além disso, o autor acrescenta que as mesmas contam
com várias designações, como rochas lapídeas ou rochas de cantaria.
O Brasil é um dos maiores produtores de rochas ornamentais do
mundo. Segundo Alves (2008) cerca de 300 empresas mineradoras são responsáveis
pela produção de aproximadamente 600 categorias de rochas comerciais em mais de
1500 jazidas no ano de 2008.
Para Coura (2009), dentre os estados produtores, Minas Gerais, São Paulo,
Espírito Santo, Mato Grosso do Sul, Rio de Janeiro, Bahia, Ceará e Pará contribuem
com os maiores volumes. Santos (2000) destaca ainda que além de deter uma das