Estudo do Impacto da Substituição de Agregado Miúdo por Fibras de PET no Concreto, Manuais, Projetos, Pesquisas de Matemática

Baixe Estudo do Impacto da Substituição de Agregado Miúdo por Fibras de PET no Concreto e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Matemática, somente na Docsity!

ADRIEL ARAUJO BRETAS TOSIN

UTILIZAÇÃO DE POLITEREFTALATO DE ETILENO EM

SUBSTITUIÇÃO AO AGREGADO MIÚDO NA PRODUÇÃO DE

CONCRETO

Sinop/MT 2020

ADRIEL ARAUJO BRETAS TOSIN

UTILIZAÇÃO DE POLITEREFTALATO DE ETILENO EM

SUBSTITUIÇÃO AO AGREGADO MIÚDO NA PRODUÇÃO DE

CONCRETO

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Banca Avaliadora do Departamento de Engenharia Civil, do Centro Universitário UNIFASIPE, como requisito parcial para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientadora: Prof.ª Me. Andreia Alves Botin Coorientador: Prof.º Me. Murilo Campos Pereira Sinop/MT 2020

DEDICATÓRIA

Dedico esta pesquisa aos meus colegas de classe. Eles estão sempre disponíveis para minhas perguntas e dúvidas, tenho certeza de que a qualidade deste trabalho não é a mesma sem a ajuda de vocês. Grato.

AGRADECIMENTOS

Agradeço aos meus mestres que acompanharam toda minha trajetória dentro do curso de Engenharia. À minha orientadora Prof.ª Me. Andreia Alves Botin, pelo empenho dedicado à elaboração deste trabalho. Ao Prof.º Me. Murilo Campos Pereira , por ser meu coorientador e por desempenhar esse papel com dedicação e amizade. E as pessoas com quem vivi por muitos anos e me incentivaram e certamente influenciaram minha formação educacional.

RESUMO

O Polietileno Tereftalato (PET) é um tipo de polímero principalmente usado na fabricação de fibras de poliéster e garrafas para bebidas. O amplo uso desse polímero na indústria de embalagens de alimentos e a degradação a longo prazo desse tipo de resíduo na natureza incentivam muitos pesquisadores ao redor do mundo a encontrar novas maneiras de reciclá-los e reutilizá-los. Assim, buscando uma alternativa aos problemas mencionados, será realizado um estudo com o intuito de explorar o impacto da substituição de 5%, 10% e 15% do agregado miúdo por fibras de PET, inicialmente com a produção de traços no objetivo de avaliar as propriedades físicas do concreto fresco pelo teste de queda de tronco de cone. Além disso, serão pesadas as amostras moldadas e curadas e verificado a absorção de água de ambas antes de colocá-las na prensa hidráulica, com o intuito de obter suas propriedades mecânicas na idade de 7 e 28 dias. Após a obtenção dos resultados de compressão axial, abatimento e absorção de água, será analisado e definido a possibilidade de reutilizar as fibras de PET no concreto. Palavras chave: Resíduo. Concreto. Pet.

ABSTRACT

Polyethylene Terephthalate (PET) is a type of polymer mainly used in the manufacture of polyester fibers and beverage bottles. The widespread use of this polymer in the food packaging industry and the long-term degradation of this type of waste in nature encourage many researchers around the world to find new ways to recycle and reuse it. Thus, looking for an alternative to the mentioned problems, a study will be carried out in order to explore the impact of replacing 5%, 10% and 15% of the fine aggregate with PET fibers, initially with the production of traces in order to evaluate the physical properties of fresh concrete through the cone trunk sag test. In addition, molded and cured specimens will be weighed and checked for water absorption in both and then placed in a hydraulic press in order to obtain their mechanical properties at the age of 7 and 28 days. After obtaining the results of axial compression, slump and water absorption, the possibility of reusing PET fibers in concrete will be analyzed and defined. Key words: Residue. Concrete. Pet.

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE QUADROS

Quadro 1: ................................................................................................................................ 25

• Figura 1:
• Figura 2:
• Figura 3:
• Figura 4:
• Figura 5:
• Figura 6:
• 1 INTRODUÇÃO....................................................................................................................
• 1.1 Problematização................................................................................................................
• 1.2 Justificativa
• 1.3 Objetivos
• 1.3.1 Objetivo Geral
• 1.3.2 Objetivos Específicos
• 2. REVISÃO DE LITERATURA
• 2.1 Concreto
• 2.2 Cimento
• 2.2.1 Adições no cimento..........................................................................................................
• 2.2.1.1 Escória de alto-forno.....................................................................................................
• 2.2.1.2. Pozolanas.....................................................................................................................
• 2.2.1.3 Modelos de cimento......................................................................................................
• 2.2.2 Agregados miúdos e graúdos
• 2.2.3 Água.................................................................................................................................
• 2.3 Sustentabilidade na construção civil
• 2.3.1 Resolução CONAMA N° 307..........................................................................................
• 2.4 Concreto com adições de resíduos reciclados.................................................................
• 2.4.1 Resíduos de Construção e Demolição..............................................................................
• 2.4.2 Vantagens da reciclagem de RCD
• 2.4.3 Sacos de cimento na construção civil
• 2.4.4 Destinação do RCC
• 2.5 Politereftalato de etileno (PET).......................................................................................
• 2.5.1 Reciclagem do Politereftalato de etileno (PET)...............................................................
• 3. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
• 3.1. Caracterização dos materiais..........................................................................................
• 3.2. Composição do traço........................................................................................................
• 3.3 Moldagem dos corpos de prova.......................................................................................
• 3.4 Consistência pelo abatimento do tronco de cone
• 3.5 Ensaio de absorção de água por capilaridade................................................................
• 3.6 Ensaio de resistência a compressão.................................................................................
• 3.7 Análise estática..................................................................................................................
• 3.8 Cronograma.......................................................................................................................
• REFERÊNCIAS

1. INTRODUÇÃO

É amplamente reconhecido que a engenharia civil utiliza mais da metade dos recursos naturais extraídos da terra para produzir e manter o ambiente construído (JOHN e DAMINELI, 2014), estimativas demonstram que a demanda por materiais de construção é de 4-7 toneladas de material por habitante por ano (AGOPYAN e JOHN, 2011). O setor de materiais e componentes de construção envolve desde atividades extrativas (areia, brita, madeira nativa) até parcelas da indústria química. O concreto, devido a sua maleabilidade e resistência à compressão, é declarado o material mais utilizado nas construções, sendo composto basicamente de água, agregados miúdos, agregados graúdos e aglomerantes, podendo eventualmente conter aditivos. Base da construção civil, a areia é um dos recursos mais utilizados no mundo e, para atender ao rápido crescimento urbano e muitos outros usos, a areia está sendo colhida a uma taxa mais rápida do que sua capacidade de regeneração, ocasionando um impacto negativo no meio ambiente (PNUMA, 2019). A escala do uso de recursos na produção de materiais, dada ao menos em parte pelo tamanho planetário e humano do ambiente construído, torna grandes os impactos ambientais (JOHN e DAMINELI, 2014) Para que a preservação do meio ambiente ocorra, é de extrema importância investir em estudos de produtos e tecnologias renováveis, evitando o consumo desenfreado dos recursos naturais na construção civil. Segundo dados do Fundo Mundial para a Natureza (WWF, 2019), o Brasil é o quarto maior produtor de lixo plástico do mundo, com 11,3 milhões de toneladas, ficando atrás de China, Estados Unidos e Índia, deste total apenas 145 mil toneladas (1,28%) são recicladas. O tereftalato de polietileno (PET) é um polímero termoplástico durável usado na fabricação de garrafas, frascos e embalagens, responsável pela maioria do total de resíduos plásticos gerados no país. Uma solução para os impactos ambientais causados pela demanda de agregados naturais seria a substituição total ou parcial destes por outros materiais, sendo uma alternativa o uso de resíduos. O polímero de PET pode ser um substituto do agregado miúdo no traço de concreto, uma vez da grande quantidade disponível desse material passível de reciclagem (GUERRA, ROCHA e OKABAYASHI, 2017). A utilização de agregado do PET em substituição a areia pode ser uma alternativa capaz de melhorar ou manter as propriedades físicas do concreto, promovendo benefícios

 Comparar o comportamento quanto a resistência e absorção de água em diferentes tempos de cura do concreto produzido com diferentes níveis de substituição da areia pelo PET.

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Concreto O concreto é o material mais utilizado em engenharia civil no mundo devido à sua formabilidade e resistência a cargas compressivas axiais (PEDROSO, 2009). No entanto, o concreto visto hoje é considerado relativamente novo. No final do século XIX, os materiais mais utilizados para construção eram alvenaria de madeira e pedra ou tijolo. Pfeifer et al. (2001), relata a descoberta de tijolos de barro que foram moldados manualmente na região do rio Nilo por volta de 14.000 a.C., e tijolos queimados datados em 5000 a.C. Estão sendo realizadas pesquisas para encontrar maneiras de melhorar o desempenho e torná-lo mais econômico com o uso ilimitado do concreto. Pode-se dizer que um dos marcos do estudo das propriedades do material ocorreu entre 1890 e 1900, quando foram descobertos os seguintes: “a adição de gipsita ao moer o clínquer age como agente retardador de pega do concreto” (CIMENTO.ORG, 2008). O concreto consiste basicamente em cimento, agregado fino, agregado grosso e água, e sua composição pode incluir aditivos. Os parâmetros e condições para o uso de estruturas de concreto são a ABNT, NBR 6118:2014. Existem diferentes tipos de concreto no mercado, cada um com uma finalidade diferente. O concreto é um material amplamente utilizado na engenharia civil, pois possui propriedades que o tornam muito mais viável do que outros materiais, como o aço. O concreto tradicional é o tipo de concreto mais utilizado nas obras, atingindo uma força de 10 a 40 MPa. Dentro do concreto armado, há vergalhões e a inserção do vergalhão se deve à falta de resistência à tração do concreto, pois a resistência máxima está relacionada à força de compressão (BASTOS,2006). O concreto usinado é fabricado controlando estritamente a qualidade do concreto, usando a quantidade de materiais constituintes da mistura (cimento, cascalho, areia, água, aditivos) definida de acordo com as necessidades do cliente [ CITATION SAL10 \l 1046 ]. A técnica de protensão ocorre inserindo um cabo de aço de alta resistência no concreto, cujo é chamado de concreto protendido. O tensionamento compressivo é aplicado à parte da seção que é puxada pelas solicitações dos carregamentos.

maior durabilidade e aumento da resistência à compressão, inclusive após a idade de 28 dias (HELENE, 2010). Enfim, os cimentos produzidos no Brasil têm propriedades para uso geral, é importante estabelecer um critério de seleção para a escolha do tipo do cimento. É necessário levar em consideração fatores relevantes como a resistência à compressão, impermeabilidade e possibilidade de reações químicas com os agregados posteriormente adicionados para produção e concretos e argamassas (HELENE, 2010). 2.2.1 Adições no cimento 2.2.1.1 Escória de alto-forno A escória é obtida do tratamento em alto-forno de minério de ferro, em seguida as escórias são resfriadas, suas propriedades hidráulicas só aparecem após ocorrer reações químicas (FURTADO,2016). Segundo a NBR 5735 as reações químicas só acontecem quando as escórias utilizadas para produção de cimento forem alcalinas. Através dessa descoberta houve possibilidade de adicionar escória no processo de moagem do clínquer, proporcionando assim melhores propriedades hidráulicas tanto na resistência, quanto na sua durabilidade (HELENE, 2010). 2.2.1.2 Pozolanas As pozolanas são materiais siliciosos que requerem hidratação para produzir compostos de cimento Portland, são materiais derivados de origem de rochas vulcânicas naturais e fósseis orgânicos, como argila queimada em usinas termelétricas e resíduos de minerais de carvão. A pozolana natural que é encontrada na natureza, como por exemplo, na sedimentação das rochas, ou pelas cinzas de um vulcão, em forma de cinza volante encontrada devido à combustão de carvão mineral em termoelétricas, Sílica ativa obtida através da redução de quartzo, Argila calcinada encontrado através da moagem de certas argilas e por fim Metacaulim que é encontrado através da calcificação. Ao contrário da escória, os materiais pozolânicos precisam ser estudados para serem submetidos a uma reação química. Foi descoberto que este material deve estar na presença de hidróxido de cálcio durante a hidratação com água. Como o clínquer é uma substância que libera hidróxido de cálcio, ele reage com o pozolano. Esses são fatores que, além de aumentar

a impermeabilidade do concreto e da argamassa, a adição de pozolana é vantajosa ao moer clínquer com gesso (ISAIA, 2011) Os romanos já usavam cal como ligante desde 600 a.C., mas uma grande descoberta que expandiu a engenharia romana e possibilitou a construção de uma cidade com esse novo material: o componente principal foi misturado à argamassa de cal. É uma cinza pozolana, Opus Caementicium, com propriedades semelhantes ao cimento atual. 2.2.1.3 Modelos de cimento Na indústria brasileira de cimento Portland existem várias opções no mercado, todas com variações em suas composições. Os tipos mais comuns presentes no mercado e com mais frequência utilizados na construção civil estão descritos na tabela 1: 2.2.2 Agregados miúdos e graúdos A maioria dos agregados utilizados na construção civil são granulares, sem forma definida e suas propriedades e dimensões são ajustadas para seu uso em construções na engenharia civil. Os agregados são materiais acessíveis e que podem ser encontrados em todas as regiões, como o exemplo do cascalho, das pedras britadas, as areias naturais ou produzidas a partir de moagem de rochas e a argila. Também não se pode esquecer do uso crescente de RCD. A Resolução 307 do CONAMA (2002) define como agregados reciclados os materiais granulares, derivados do tratamento de resíduos de construção com características técnicas para aplicações na engenharia civil. Segundo a NBR 7211, que determina as características necessárias para a produção de agregados miúdos ou graúdos, de origem natural ou resultante da britagem de rochas, a areia ou agregado miúdo são areias de origem natural, britadas ou ambas, o grão passa por uma peneira de 4,8 mm e é retido em uma peneira de 0,075 mm. Agregados ou rochas grossas, por outro lado, são partículas que passam através de uma peneira de malha quadriculado com uma abertura de 152 mm e são retidas por uma peneira de 4,8 mm. (LA SERNA e REZENDE, 2009). 2.2.3 Água