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11º Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP - 2020 ESTUDO DE DOSAGEM DE ARGAMASSAS DE REVESTIMENTO UTILIZANDO FIBRAS DE GARRAFA PET COMO AGREGADO. GABRIEL G. C. DOS SANTOS1, MURILO H. L. DE SOUZA 2, ADRIANA M. PEREIRA3, JOÃO V. FAZZAN4 1 Aluno do Curso Técnico em Desenho de Construção Civil Integrado ao Ensino Médio, Bolsista PIBIFSP, IFSP, Câmpus Avançado Ilha Solteira, gabrielcabral004@gmail.com / cabral.gabriel@aluno.ifsp.edu.br. 2 Aluno do Curso Técnico em Edificações Integrado ao Ensino Médio, Colaborador, IFSP, Câmpus Avançado Ilha Solteira, muriloedificacoesifsp@gmail.com. 3 Professora da Área da Construção Civil, Colaboradora, IFSP, Câmpus Avançado Ilha Solteira, adrianapereiradu@ifsp.edu.br. 4 Professor da Área da Construção Civil, Orientador, IFSP, Câmpus Avançado Ilha Solteira, jvfazzan@ifsp.edu.br. Área de conhecimento (Tabela CNPq): 3.01.01.01-8 Materiais e Componentes de Construção RESUMO: Nos últimos anos a comunidade da construção civil vem demonstrando grande preocupação em contribuir para o desenvolvimento sustentável global, sendo constante os estudos de reaproveitamento de materiais inservíveis. Estes materiais podem ser oriundos de processos da área da construção civil ou muitas vezes descartes de outros setores produtivos, promovendo a interação entre cadeias produtivas e colaborando para a sustentabilidade. Sabendo que o consumo de embalagens de PET (Politereftalato de Etileno) está atingindo percentuais altos de descarte em aterros sanitários, o objetivo deste projeto é avaliar a viabilidade da utilização deste polímero moído em substituição parcial da areia, para a produção de revestimentos argamassados. Foram produzidas argamassas de cal e cimento, com diferentes porcentagens de fibras, sendo realizados os ensaios para caracterizar a argamassa no estado fresco (índice de consistência) e no estado endurecido (absorção de água por imersão e por capilaridade). A inserção de fibras causou uma pequena redução da trabalhabilidade das misturas, além de levar ao incremento nos valores de absorção de água por imersão e capilaridade. Entretanto, os valores de absorção se mantiveram bem próximos para substituição de 5% de PET em relação à massa de areia. PALAVRAS-CHAVE: dosagem; fibras de garrafa PET; revestimentos argamassados; trabalhabilidade; absorção. STUDY OF MORTARS DOSAGE WITH USE OF PET PARTIALLY REPLACING FINE AGGREGATE ABSTRACT: In recent years, the civil construction community has shown great concern to contribute to global sustainable development, with studies on the reuse of waste materials being constant. These materials can come from processes in the area of civil construction or often discarded from other productive sectors, promoting an interaction between production chains and collaborating for sustainability. Knowing that the consumption of PET (Polyethylene Terephthalate) packaging is reaching high percentages of disposal in landfills, the objective of this project is to evaluate the feasibility of using this ground polymer in partial replacement of sand, for the production of mortars. Lime and cement mortars were produced, with different percentages of fibers, and tests were carried out to characterize the mortar in the fresh state (consistency index) and in the hardened state (water absorption by immersion and capillarity). The insertion of fibers caused a small reduction in the workability of the mixtures, in addition to leading to an increase in the values of water absorption by immersion and capillarity. However, the absorption values remained very close for the replacement of 5% of PET in relation to the sand mass. KEYWORDS: dosage; PET bottle fibers; mortars; workability; absorption. INTRODUÇÃO O Politereftalato de etileno, mais conhecido como PET, é um termoplástico da família do poliéster, que são caracterizados como polímeros, tendo sua principal matéria-prima o petróleo, um combustível fóssil. Segundo ABIPET (2019), o mercado de PET no Brasil é relativamente recente, com cerca de 20 anos de idade. Mesmo que o país tenha um curto prazo, a indústria demonstra sua modernidade ao atender os mais exigentes padrões de desempenho ambiental. O principal objetivo de se criar novas formas sustentáveis é redução da exploração dos recursos naturais, como a areia retirada de mares, rios, lagos; segundo a Organização das Nações Unidas, “a areia é um dos recursos mais valiosos e explorados do mundo", prejudicando o meio ambiente com a extração desenfreada. Uma das formas ecológicas é a utilização da fibra da garrafa PET na utilização de uma parte do agregado para argamassas e concretos, assim melhorando algumas propriedades físicas e químicas da massa. De acordo com Oliveira Júnior et al. (2017) e Mehta e Monteiro (2008), a adição de fibras tem a finalidade de evitar a fissuração ou propagação de fissuras no concreto, levando ao aumento a tenacidade e resistência ao impacto. Oliveira Júnior et al. (2017) também afirmam que a quantidade de carga de um concreto ecológico produzido com fibras PET é maior do que a capacidade de carga de um concreto convencional. Por fim, este projeto tem como objetivo de análise a dosagem de fibras da garrafa PET na substituição de uma porcentagem da areia em argamassas para revestimento. Sua avaliação será feita através de ensaios de caracterização, considerando suas particularidades, segundo as normas que dirão se é possível ou não a sua utilização em construções. MATERIAL E MÉTODOS O agregado miúdo utilizado foi classificado como areia média natural, com diâmetro máximo de 2,36 mm e massa específica absoluta de 2,62 g/cm³. O cimento escolhido foi o CP II Z 32 - Cimento Portland Composto, comercialmente vendido na região noroeste do Estado de São Paulo. O material apresenta massa específica absoluta de 3,12 g/cm³ e aparente de 1,09 g/cm³. A cal utilizada na composição da argamassa foi a CH-III, sendo que suas características físicas, químicas e mecânicas atendem aos seguintes requisitos especificados pela ABNT NBR 7175 (2003) - Massa específica absoluta. Este valor foi encontrado como 2,61 g/cm³. Os resíduos de PET foram fornecidos pelo Centro de Reciclagem Sarapet – Reciclagem de Resíduos Plásticos, localizada no município de Ribeirão Preto-SP. O material coletado foi estacado em ambiente fechado, evitando-se o contato com a umidade. A reciclagem mecânica é a mais empregada e a mais lucrativa. Nesse processo os materiais reciclados passam por um processo de alteração física. Neste caso, a reciclagem mecânica do plástico passou pelo processo de fragmentação (moagem), em que os resíduos são levados para um moinho que reduzem o seu tamanho. A Figura 1 abaixo mostra as fibras de garrafa PET utilizadas na pesquisa. FIGURA 1. Fibras de Garrafa PET. Nesta pesquisa pretende-se verificar a influência de diferentes granulometrias de fibras de garrafa PET distribuídas aleatoriamente no traço em massa 1:3 de cimento e areia, e no traço em massa 1:2:8 de cimento, cal e areia. As Tabelas 1 e 2 abaixo mostram a composição dos traços para as misturas sem e com adição de cal, respectivamente. Os traços foram denominados M1 a M6, sendo que, para cada tipo de aglomerante, foram substituídos 5% e 10% de areia média natural por fibras de PET, em relação à massa do material. Para efeitos de comparação da trabalhabilidade das misturas, os traços 1:3 e 1:2:8 foram elaborados mantendo-se a relação água/cimento constante, de 0,65. TABELA 1. Composição das misturas de argamassa referentes aos traços 1:3 controle, com 5% e 10% de fibras de PET. TRAÇO 1:3 Materiais Consumo de Materiais (Kg/m³) Controle (M1) 5% de PET (M2) 10% de PET (M3) Cimento 466,03 466,03 466,03 Água 307,58 307,58 307,58 Areia 1398,08 1328,18 1258,27 Fibras de PET --- 69,90 139,80 Relação água/cimento 0,65 TABELA 2. Composição das misturas de argamassa referentes aos traços 1:2:8 controle, com 5% e 10% de fibrasde PET. TRAÇO 1:2:8 Materiais Consumo de Materiais (Kg/m³) Controle (M4) 5% de PET (M5) 10% de PET (M6) Cimento 165,38 165,38 165,38 Cal 330,76 330,76 330,76 Água 327,45 327,45 327,45 Areia 1319,74 1253,75 1187,77 Fibras de PET ---- 65,99 131,97 Relação água/aglomerantes 0,65 Para avaliação da distribuição do tamanho dos grãos das fibras, utilizou-se um agitador mecânico de peneiras. Para isso, pesou-se aproximadamente 200g de fibras, que foi submetida ao processo de peneiramento durante 20 minutos. O processo de moldagem dos corpos de prova se deu através da norma NBR 7215 (ABNT, 2019), utilizando-se uma argamassadeira. O adensamento da argamassa, nas fôrmas de dimensões (5 x 10) cm foi executado de forma manual, para melhor compactação e retirada de vazios da argamassa. Uma mesa cadente foi utilizada para o ensaio de consistência (Flow Table) juntamente com uma fôrma tronco-cônica. A determinação do índice de consistência foi executada após a preparação da argamassa a partir da norma NBR 13276 (ABNT, 2016). Após os procedimentos de moldagem, os corpos de prova de argamassa foram mantidos em uma sala fechada em e condição de cura não saturada, conforme a NBR 5738 da ABNT (2016). Após os 28 dias de cura, 3 corpos de prova de cada dosagem de argamassa foram separados para o ensaio de absorção de água por imersão, conforme as prescrições da norma NBR 9778 (ABNT, 2009). O ensaio de absorção de água por ascensão capilar foi feito aos 28 dias de cura para as argamassas, utilizando-se a metodologia descrita na NBR 9779 (2012), após 10 min, 90 min e 180 min em contato com a água. A Figura 2 mostra o aparato para realização do ensaio. FIGURA 2. Ensaio de Absorção de Água por Ascensão Capilar. RESULTADOS E DISCUSSÃO A finura das fibras de PET foi avaliada, pois o tamanho das partículas de um agregado influencia no processo de preenchimento dos poros no compósito. Para efeitos de comparação, foi acrescentada a distribuição granulométrica da areia média natural, bem como da brita 1, conforme ilustra a Figura 3. FIGURA 3. Distribuição Granulométrica da Areia Média Natural, Brita 1 e Fibras de Garrafa PET Os dados obtidos mostram que, para as Fibras de Garrafa PET, sua granulometria condiz de maneira mais próxima à faixa granulométrica definida pela areia média. Comparando-se o comportamento das curvas, pode-se concluir que a areia média natural apresenta uma distribuição granulométrica mais contínua e com crescimento graduado do tamanho de grãos. Por outro lado, ao caráter mais linear da curva granulométrica das Fibras de Garrafa PET evidencia um comportamento mais uniforme do tamanho de grãos. O efeito das fibras de PET nas argamassas no estado fresco foi avaliado por meio do ensaio de Mesa de Consistência (Flow Table). Os valores de abertura encontram-se na Tabela 3 abaixo. TABELA 3. Diâmetro de abertura de consistência de argamassas sem e com fibras de PET (mm). Diâmetro (mm) Traço M1 M2 M3 M4 M5 M6 Média 232 218 188 228 208 171 Os dados mostram que o incremento de fibras causa redução da trabalhabilidade das misturas de argamassa. Isso quer dizer que a fibra de PET pode requerer uma maior demanda de água para manter a trabalhabilidade constante. Apesar disso, verifica-se que a inserção de 5% de fibras causa uma menor redução da abertura, da ordem de 6% a 9% para as misturas sem e com adição de cal, respectivamente. Isso leva a uma possível conclusão que a morfologia e textura da fibra pode gerar a tendência observada. Associado ao formato irregular, textura superficial e granulometria descontínua das fibras, pode-se observar os menores diâmetros de abertura de consistência. O ensaio de absorção de água foi feito aos 28 dias de cura (Figura 4) para analisar os efeitos de porosidade influenciada pela inclusão das fibras de PET. FIGURA 4. Absorção de Água por Imersão para as Misturas M1 a M6. De modo geral, a inclusão de fibras de PET trouxe um incremento nos valores de absorção das argamassas. Pode-se verificar que sua granulometria é maior em relação à areia natural, o que pode ter gerado a formação de poros e o consequente aumento. Os dados mostram que os traços com 5% de fibras apresentam um menor incremento de absorção, da ordem de 9,5%. Entretanto, pode ser observado que a inclusão de 10% de fibras trouxe um aumento da ordem de 11% a 17% nos valores de absorção. Os resultados do ensaio de absorção de água por ascensão capilar estão representados na Figura 5 abaixo. 0,1 1 10 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Po rce nta ge m Re tid a A cu mu lad a ( % ) Abertura (mm) Areia Fibras PET B1 FIGURA 5. Absorção de Água por Capilaridade para as Misturas M1 a M6. Os dados puderam evidenciar que a taxa de absorção é, no geral, mais elevada para as misturas constituídas de fibras. Enquanto a taxa de absorção é crescente para as misturas com cimento, para as misturas com cal essa taxa é estabilizada após 90 min de ensaio. Apesar das misturas com cimento apresentarem taxa de absorção ligeiramente maior para as misturas com 5% de fibras em relação às misturas com 10%, para as argamassas de cal é evidente o melhor comportamento dos traços com 5% de PET. CONCLUSÕES O objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade da utilização das fibras de garrafa PET em argamassas, em relação à massa de areia média natural substituída. A granulometria do material estudado está compreendida na zona de utilização da areia média natural. Associado à granulometria uniforme das fibras, os dados mostram que o incremento dessas causa redução da trabalhabilidade das misturas de argamassa. De modo geral, a inclusão de fibras de PET trouxe um incremento nos valores de absorção de água por imersão e capilaridade das argamassas. Entretanto, é evidente que a inclusão de 5% de fibras em relação à massa de areia tende a produzir misturas com menor porcentagem de incremento de absorção. Isso pode ser um indicativo que o material pode ter viabilidade técnica com o intuito de garantir a impermeabilização de alicerces, piscinas, caixas d´água e revestimentos internos e externos de paredes. AGRADECIMENTOS Ao Centro de Reciclagem Sarapet – Reciclagem de Resíduos Plásticos, localizada no município de Ribeirão Preto-SP, bem como ao Aluno do Curso Técnico em Edificações, pela aquisição do material. À Bolsa de Iniciação Científica concedida pela Pró-Reitoria do IFSP para o Programa PIBIFSP – Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica e Tecnológica do IFSP. REFERÊNCIAS ABIPET. Associação Brasileira da Indústria de PET. Site corporativo. Disponível em: http://www.abipet.org.br/index.html. Acesso em: 12 dez. 2019. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5738: Concreto – Procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7175: Cal hidratada para argamassas - Requisitos. Rio de Janeiro, 2003. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 9778: argamassa e concreto endurecidos – determinação da absorção de água por imersão, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro, 2009. 4 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 9779: Argamassa e concreto endurecidos — Determinação da absorção de água por capilaridade. Rio de Janeiro, 2012. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 13276: Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro, 2016. 3 p. MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. Concreto: microestrutura, propriedades e materiais. 3. ed. São Paulo: IBRACON, 2008. 674 p. OLIVEIRA JÚNIOR, André Luís de; FINEZA, Adonai Gomes; PEREIRA, Erlon Lopes. A APLICAÇÃO DE FIBRAS DE GARRAFA PET COMO AGREGADO ESTRUTURAL DO CONCRETO. Revista Científica Univiçosa, Viçosa, v. 9, n. 1, p.47-52, dez. 2017. STUDY OF MORTARS DOSAGE WITH USE OF PET PARTIALLY REPLACINGFINE AGGREGATE
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