barras de aço
TRANSCRIPT
• Peneiramento
• Retirada da fração metálica
Processamento das escórias
• Física
• Química
Caracterização dos agregados
• Física
• Mecânica
Caracterização das barras
• C20
• C40
Dosagem do
concreto • Física
• Mecânica
Caracterização do concreto
• Pull out test
• Conformaçãosuperficial
Teste deaderência • Resíduos
sólidos
Classificação ambiental
XXIII Seminário de Iniciação Científica
Ouro Preto - MG - Brasil
Aderência de barras de aço em concreto sustentável
Ellen Cristine Pinto da Costa¹; Bárbara Ponciano de Souza²; Ricardo André Fiorotti Peixoto³;
¹ Bolsista PROBIC; ² Co-orientadora; ³ Orientador;
Laboratório de Materiais de Construção Civil, campus UFOP, Bauxita, Ouro Preto – MG/BR
Agradecimentos:
FAPEMIG, CNPQ, UFOP, PROPP, Grupo de pesquisa RECICLOS e Fundação Gorceix pelo apoio e fomento concedidos.
METODOLOGIARESUMO
Ao utilizar do conceito de sustentabilidade, considerando o melhor aproveitamento da matéria-prima e a
reciclagem de resíduos sólidos, a proposta de trabalho apresentada tem como objetivo analisar os
aspectos técnicos e ambientais dos concretos armados com substituição integral dos agregados naturais
por agregados artificiais obtidos do pós-processamento de escória de aciaria, através da verificação de
sua aderência a barras de aço. Para isso, foram realizados, inicialmente, ensaios de caracterização física
e química de amostras de escória de aciaria e, posteriormente, a caracterização física e mecânica das
barras de aço. Os resultados encontrados mostraram-se favoráveis à aplicação de escória de aciaria na
produção de concreto armado de cimento Portland, apresentando propriedades semelhantes aos
concretos armados convencionais. Criando assim ambiente favorável à sustentabilidade das construções
brasileiras, tornando-as mais econômicas.
INTRODUÇÃO
Assim como qualquer intervenção realizada pelo homem, a construção civil pode ser agente de diversos
impactos, sejam eles ambientais, sociais ou econômicos. A indústria da construção civil apresenta-se
como um dos setores com maior índice de impactos ambientais, principalmente, devido ao elevado
consumo de matéria-prima natural, manutenção e operação dos edifícios. Sendo o concreto um dos
materiais mais utilizados no mundo, destaca-se o elevado consumo de matérias-primas naturais, a citar
areia, pedra, cascalho moído e água potável, além do grande volume de extrações de rochas associado a
elevada emissão de CO2.
Ao considerar o volume de extração de matérias-primas naturais, aliado ao grande descarte de resíduos
sólidos industriais, baseando-se no conceito de sustentabilidade, surge a proposta de substituir
integralmente os agregados naturais por agregados artificiais, dado que o concreto é capaz de incorporar,
como material constituinte, resíduos provenientes da indústria siderúrgica. Após uma breve abordagem
desses resíduos, optou-se pelos obtidos do pós-processamento de escória de aciaria, devido ao grande
volume de subprodutos gerados a partir do processo produtivo do aço, o qual, assim como o cimento, é
um componente imprescindível para a construção civil. Dessa forma, enfoca-se a sustentabilidade voltada
para o ambiente construído, desde as etapas de concepção de um projeto até sua execução, visando o
aumento da vida útil das construções através da redução do desperdício e do aproveitamento de
resíduos.
Analisar os aspectos técnicos e ambientais dos concretos armados com substituição integral dos
agregados naturais por agregados artificiais, obtidos do pós-processamento de escória de aciaria, através
da verificação de sua aderência a barras de aço.
Cimento Portland
(CP V - ARI)
Água potávelEscória de Aciaria LD
(0-4,8 mm; 4,8-9,5 mm; 9,5-12,5 mm)
Barras de aço
(tipo CA)
Concreto armado sustentável
MATERIAIS
OBJETIVO
• Propriedades físicas . NBR 7480:2007
• Propriedades elasto-mecânicas . NBR 7480:2007
• Análise granulométrica . NBR NM 248:2003;
• Massa específica dos agregados miúdos . NBR NM 52:2009;
• Massa específica dos agregados graúdos . NBR NM 53:2009;
• Massa unitária . NBR NM 45:2006;
• Material pulverulento . NBR NM 46:2003;
• Teor de umidade . NBR 9939:2011;
• Umidade superficial . NBR 9775:2011;
• Absorção de água . NBR NM 30:2001;
• Morfologia por estereoscópio;
• Espectrometria de fluorescência de raios X (FRX).
Propriedades no estado fresco:
• Abatimento . NBR NM 67:1998;
• Massa específica . NBR 9833:2008;
• Teor de ar incorporado . NBR NM 47:2002;
Propriedades no estado endurecido:
• Absorção de água . NBR 9778:2005;
• Índice de vazios . NBR 9778:2005;
• Massa específica . NBR 9778:2005);
• Resistência à compressão . NBR 5739:2007;
• Tração por compressão diametral . NBR 7222:2011;
• Módulo de elasticidade estático . NBR 8522:2008;
• Módulo de elasticidade dinâmico
NBR 8802:2013 . ASTM C215-08.
• Pull out test: ensaios de arrancamento
RILEM/CEP/FIP RC6 – 1983;
• Conformação superficial . NBR 7480:1982.
• Produção dos concretos . NBR 12821:2009.
• Estabilização dos óxidos de cálcio e magnésio, por ciclos de molhagem e revolvimento.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
CONCLUSÕES
Como conclusões mais relevantes:
• O processamento da escória de aciaria se mostrou eficiente e passível de ser aplicado em grande
escala, tornando possível a produção de agregados artificiais fisicamente parecidos aos naturais, os
quais se diferenciam apenas pela porosidade e rugosidade;
• O dimensionamento das dosagens, adotando-se o método ABCP, atingiu as resistências à compressão
previstas;
• As análises físicas dos concretos apresentaram maiores índices de vazios nos concretos de escória,
mas, em relação às propriedades mecânicas, os concretos, de escória e convencional, mostraram-se
parecidos;
• As barras com diâmetros maiores geraram tensões de aderência superiores, mas em relação aos
concretos, ambos apresentaram tensões de aderência próximos;
• Atende à necessidade de se adotar processos mais sustentáveis e responsáveis, agregando valor
ambiental a arquitetura brasileira e as estruturas da construção civil, uma vez que ainda não existem
muitas pesquisas direcionadas à incorporação de resíduos em estruturas;
• Corrobora com a redução de rejeitos descartados no meio ambiente, bem como da extração de
agregados naturais e da emissão de gases CO2 envolvida nesses processos.
18,55
13,81 13,75
8,62
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
ELD 20 NAT 20 ELD 40 NAT 40
A (%
)Iv (
%)
Iv A
2,462,24
2,472,29
2,65
2,38
2,622,39
3,02
2,60
2,91
2,53
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
ELD 20 NAT 20 ELD 40 NAT 40
(g/c
m³) ρs
ρsat
ρr
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
45,00
50,00
55,00
3 Dias 7 Dias 28 Dias
MP
a
Idade
ELD 20
NAT 20
ELD 40
NAT 40
2,50
2,70
2,90
3,10
3,30
3,50
3,70
3,90
4,10
4,30
3 Dias 7 Dias 28 Dias
ELD 20
NAT 20
ELD 40
NAT 40
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ten
são
de
ad
ere
nci
a (M
Pa)
Deslocamento (mm)
8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ten
são
de
ad
erê
nci
a (M
Pa)
Deslocamento (mm)
8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ten
são
de
ad
erê
nci
a (M
Pa)
Deslocamento (mm)
8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm
0
5
10
15
20
25
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ten
são
de
ad
erÊ
nci
a (M
Pa)
Deslocamento (mm)
8,0 mm 10,0 mm 12,5 mm
Agregado miúdo ELD Agregado miúdo NAT
Agregado graúdo ELD Agregado graúdo NAT
Composição dos traços em massa
Absorção de água e índice de vaziosMassa específica – estado endurecido
Resistência à compressãoResistência à tração por compressão
diametral
ELD 20 NAT 20
TE
NS
ÕE
S D
E A
DE
RÊ
NC
IA
ELD 40 NAT 40
Escória de alto-forno
37%
Escória de aciaria
29%
Outros15%
Pós finos14%
Lamas5%
RESÍDUOS DASIDERURGIA
95%
50%
5%
50%
ESCÓRIA D E A LTO -FORNO ESCÓRIA D E A CIA RIA
UTILIZAÇÃO ECONÔMICA
Utilizada Descartada
(IABr, 2014)
Destinação inadequada de resíduos.
Aplicação de resíduos siderúrgicos em concretos
armados sustentáveis.
Em 2013, para cada tonelada de aço produzida
gerou-se 594 kg de coprodutos e resíduos, dos
quais:
RESÍDUO
17,7 milhões de toneladas
Concretos
produzidos com
escória de
aciaria
Concretos
produzidos com
agregados
naturais
CLASSE II A – não inerte
Composição principal:
• CaO (37-40)%;
• SiO2 (10-26)%;
• Al2O3 (2-7)%;
• MgO (2%). Fisicamente semelhantes ao
agregados naturais (areia e brita).
• Massa específica;
• Massa aparente;
• Absorção de água;
• Percentual de
pulverulentos.
Dentro dos
limites
normativos.
AGREGADOS
DE ESCÓRIA
• Variação de massa linear;
• Tensão de escoamento;
• Tensão máxima.
BARRAS DE
AÇO
• Classificação de resíduos
sólidos NBR10004:2004
.