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DESEMPENHO MECÂNICO DE BETÕES ESTRUTURAIS COM

GRANULADO DE BORRACHA PROVENIENTE DE PNEUS USADOS

Filipe Valério Sequeira Valadares

Dissertação para obtenção do grau de mestre em

Engenharia civil

Júri

Presidente: Prof. Dr. Augusto Martins Gomes

Orientador: Prof. Dr. Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito

Vogal: Prof. Dr. João de Oliveira Fernandes de Almeida

Novembro 2009

i

RESUMO

O aumento significativo do número de pneus usados, associado à estabilidade dos seus constituintes aos agentes

atmosféricos, tem criado problemas ambientais graves. Assim, impõe-se a criação de destinos sustentáveis para

este resíduo que atenuem ou eliminem a tendência verificada. Um dos sectores com maior potencial de

reaproveitamento de pneus em fim de vida, pelo volume de recursos envolvidos e pela variabilidade de

aplicações disponíveis, é o da construção. Neste sentido, estuda-se a utilização de granulados de borracha

provenientes de pneus usados na produção de betões estruturais como uma alternativa útil, tanto do ponto de

vista da protecção ambiental, como da sustentabilidade das reservas naturais. Não obstante, para que esta

alternativa seja amplamente difundida no sector da construção, é necessário assegurar a sua qualidade e

segurança, bem como compreender de forma clara o desempenho de betões com granulado de borracha

incorporado.

Nesta investigação, pretendeu-se avaliar o desempenho mecânico de betões com diferentes percentagens de

granulado de borracha incorporado, assim como analisar a influência da sua dimensão e proveniência (trituração

mecânica e processo criogénico). Mais concretamente, para o betão no estado fresco, procedeu-se à análise da

trabalhabilidade e da massa volúmica. Nas propriedades do betão no estado endurecido, examinou-se a

resistência à compressão, a resistência à tracção por compressão diametral, o módulo de elasticidade e a

resistência ao desgaste por abrasão.

Para a realização dos ensaios, procedeu-se à elaboração de provetes cúbicos e cilíndricos, para treze diferentes

tipologias de betão: um betão de referência e composições com 3 percentagens de substituição (em volume do

total de agregados – 5, 10 e 15%), que se subdividem em 3 diferentes padrões (nos finos nos grossos ou em

ambos); para cada mistura com agregados finos substituídos, utilizou-se granulado de borracha proveniente de

dois processos de transformação distintos, o que duplicou estas misturas.

De um modo geral, betões com granulado de borracha demonstraram piores características mecânicas, por

comparação com o betão de referência. Esta redução de desempenho é tanto mais acentuada quanto maior a

percentagem de substituição e depende da dimensão do granulado de borracha utilizado. Para todos os ensaios

efectuados, a utilização de partículas de borracha de maior dimensão conduziu a melhores resultados. Por sua

vez, a substituição simultânea de finos e grossos demonstrou desempenhos intermédios e o uso exclusivo de

finos originou piores resultados. No que respeita à análise comparativa dos métodos de transformação da

borracha (trituração mecânica ou processo criogénico), não se observa um benefício significativo que justifique

preferência. Para o ensaio à abrasão por desgaste, devido à substancial resistência do granulado a este tipo de

acção, verificou-se uma melhoria tanto mais significativa quanto maior a percentagem de substituição.

Palavras-chave:

Pneus usados; Granulado de borracha; Betão estrutural; Desempenho mecânico.

ii

ABSTRACT

The significant increase in the amount of scrap tyres, associated with the stability of their constituents in relation

to atmospheric agents, has generated serious environmental problems. It has therefore become necessary to

create sustainable destinations for this waste material in order to mitigate or eliminate this trend. Due to the

volume of the resources involved and the variety of applications available, one of the sectors with the greatest

potential for re-using scrap tyres is the construction sector. The use of rubber granulate from scrap tyres in the

production of structural concrete has therefore been studied as a useful alternative, from the perspective of both

environmental protection and the sustainability of natural resources. However, in order to publicise this

alternative widely within the construction sector, it is necessary to ensure quality and safety, in addition to

providing a clear understanding of the performance of concrete containing rubber granulate.

The aim of this research is to assess the mechanical performance of concretes containing different percentages of

rubber granulate and to analyse the influence of its size and origins (mechanical grinding and cryogenic

processing). In more specific terms, the workability and bulk density of fresh concrete was analysed and the

compressive strength, splitting tensile strength, modulus of elasticity and abrasion resistance properties of

hardened concrete were examined.

In order to carry out the tests, cubic and cylindrical specimens were prepared from thirteen different types of

concrete: one standard concrete and mixtures containing 3 different substitution percentages (representing 5%,

10% and 15% of the total volume of the aggregates), subdivided into 3 different standards (fine, coarse and both).

In each mixture in which the fine aggregates were substituted, rubber granulate produced by two separate types

of processing was used, thus duplicating these mixtures.

In general, the concrete containing rubber granulate was shown to have worse mechanical properties than the

standard concrete. This reduced performance was more marked when the substitution percentage was higher

and was affected by the size of the rubber granulates used. In all the tests carried out, the use of larger-sized

rubber particles led to better results, whereas the simultaneous substitution of fine and coarse granulates led to

average performance and the use of fine granulates only produced the worst results. As far as the comparative

analysis of rubber processing methods was concerned (mechanical grinding and cryogenic processing), no

significant benefits could be observed in either process that would justify a preference. In abrasion resistance

testing, due to the substantial resistance of the granulate to this type of action, an improvement was observed

which increased in proportion to the substitution percentage.

Keywords:

Scrap tyres; Rubber granulate; Structural concrete; Mechanical performance.

iii

AGRADECIMENTOS

A presente dissertação é resultado de vários meses de trabalho. Este período foi afectado por inúmeros

obstáculos e dificuldades que, com o apoio de algumas pessoas, se tornaram menos penosos. Quero, por isso,

expressar-lhes o meu sincero agradecimento.

Ao Professor Doutor Jorge de Brito, orientador científico desta dissertação, expresso o meu agradecimento pelas

críticas e sugestões que contribuíram definitivamente para o rigor e exigência deste trabalho. Não quero deixar

de reconhecer também a sua disponibilidade permanente e o seu sacrifício para enfrentar os obstáculos

burocráticos que se impuseram aquando da realização da campanha experimental.

Aos meus colegas do IST, Pedro Teixeira, Pedro Santos, Pedro Marcelino e, principalmente, ao Miguel Bravo pela

sua ajuda na actividade experimental.

Aos técnicos do Laboratório de Materiais de Construção do IST, em particular aos senhores Leonel Silva e

Fernando Alves, pela sua ajuda no trabalho realizado.

Às empresas Unibetão, SECIL, Biosafe e Recipneu, pela disponibilidade em ceder os materiais necessários à

realização deste estudo.

À Joana, minha irmã, pela revisão atenta da dissertação.

À Madalena, minha namorada, pela revisão da dissertação, mas, especialmente, pelo apoio e compreensão nos

momentos mais difíceis.

À minha Família, pelo esforço, incentivo, preocupação e apoio que demonstraram ao longo de todo o meu

percurso académico.

Por fim, a todas as pessoas que, de forma directa ou indirecta, contribuíram para melhorar a minha vida

universitária.

iv

ÍNDICE GERAL

RESUMO......................................................................................................................................................................... i

ABSTRACT ..................................................................................................................................................................... ii

AGRADECIMENTOS ...................................................................................................................................................... iii

ÍNDICE GERAL .............................................................................................................................................................. iv

ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................................................................... x

ÍNDICE DE QUADROS ................................................................................................................................................. xiv

ABREVIATURAS ......................................................................................................................................................... xvii

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................................ 1

1.1. Considerações iniciais ........................................................................................................................................ 1

1.2. Objectivos da dissertação .................................................................................................................................. 2

1.3. Metodologia e organização da dissertação ....................................................................................................... 3

2. STATE OF THE ART .................................................................................................................................................... 5

2.1. Introdução ......................................................................................................................................................... 5

2.2. Nota evolutiva ................................................................................................................................................... 5

2.3. Propriedades dos granulados de borracha ........................................................................................................ 5

2.4. Propriedades dos betões com borracha ............................................................................................................ 6

2.4.1. Descrição das campanhas experimentais ................................................................................................... 6

2.4.2. Trabalhabilidade ....................................................................................................................................... 14

2.4.3. Massa volúmica ........................................................................................................................................ 17

2.4.4. Teor de ar .................................................................................................................................................. 19

2.4.5. Resistência à compressão ......................................................................................................................... 20

2.4.5.1. Influência da percentagem de granulado de borracha na resistência à compressão ....................... 20

2.4.5.2. Influência da dimensão do agregado substituído ............................................................................. 23

2.4.5.3. Influência da ligação entre o granulado de borracha e a matriz cimentícia ..................................... 25

2.4.5.4. Influência da borracha na evolução da resistência à compressão .................................................... 27

2.4.5.5. Influência da utilização de cimentos especiais .................................................................................. 28

2.4.6. Resistência à tracção ................................................................................................................................ 29

2.4.6.1. Influência da percentagem de granulado de borracha ..................................................................... 29

2.4.6.2. Influência da dimensão do granulado ............................................................................................... 31

2.4.6.3. Influência do tipo de ensaio .............................................................................................................. 32

2.4.7. Curva extensão-tensão ............................................................................................................................. 33

2.4.7.1. Módulo de elasticidade ..................................................................................................................... 33

v

2.4.7.2. Tenacidade e rotura........................................................................................................................... 36

2.4.8. Resistência à abrasão ............................................................................................................................... 38

2.4.9. Outras propriedades ................................................................................................................................. 41

2.4.9.1. Lascas e fibras .................................................................................................................................... 41

2.4.9.2. Dimensões das fibras ......................................................................................................................... 41

2.4.9.3. Tratamento da superfície com NaOH ................................................................................................ 42

2.4.9.4. Rigidez da borracha ........................................................................................................................... 42

2.4.9.5. Ancoragem mecânica ........................................................................................................................ 42

2.4.9.6. Utilização de fibras de PP .................................................................................................................. 42

2.5. Conclusões ....................................................................................................................................................... 43

3. CAMPANHA EXPERIMENTAL ................................................................................................................................... 49

3.1. Introdução ....................................................................................................................................................... 49

3.2. Planeamento da campanha experimental ...................................................................................................... 49

3.2.1. Primeira fase experimental ...................................................................................................................... 49

3.2.2. Segunda fase experimental ...................................................................................................................... 49

3.2.3. Terceira fase experimental ....................................................................................................................... 50

3.3. Formulação dos betões ................................................................................................................................... 51

3.3.1. Introdução ................................................................................................................................................ 51

3.3.2. Betão de referência .................................................................................................................................. 51

3.3.2.1. Máxima dimensão do inerte mais grosso (Dmáx) ................................................................................ 51

3.3.2.2. Valor médio da tensão de rotura à compressão do betão para o estudo da composição (fctm) ....... 52

3.3.2.3. Relação A/C ........................................................................................................................................ 52

3.3.2.4. Volume de vazios (Vv) ........................................................................................................................ 53

3.3.2.5. Estimativa do índice de vazios (Iv) ..................................................................................................... 54

3.3.2.6. Dosagem de água (A) ......................................................................................................................... 55

3.3.2.7. Dosagem de cimento (C) ................................................................................................................... 55

3.3.2.8. Volume das partículas de cimento (Vc) .............................................................................................. 55

3.3.2.9. Volume do total das partículas sólidas do betão (Vs) ........................................................................ 56

3.3.2.10. Percentagem do volume de cimento em relação ao volume sólido total (C%) ............................... 56

3.3.2.11. Curva de referência de Faury .......................................................................................................... 56

3.3.3. Betões com granulado de borracha ......................................................................................................... 59

3.4. Ensaio de identificação dos agregados ............................................................................................................ 61

3.4.1. Análise granulométrica ............................................................................................................................. 61

3.4.1.1. Objectivo do ensaio ........................................................................................................................... 61

vi

3.4.1.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 61

3.4.1.3. Aparelhos e utensílios........................................................................................................................ 61

3.4.1.4. Amostras ............................................................................................................................................ 61

3.4.1.5. Procedimentos de ensaio .................................................................................................................. 62

3.4.1.6. Resultados ......................................................................................................................................... 62

3.4.2. Massa volúmica e absorção de água ........................................................................................................ 63

3.4.2.1. Objectivos do ensaio.......................................................................................................................... 63

3.4.2.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 63


3.4.2.4. Amostras ............................................................................................................................................ 63


3.4.2.6. Resultados ......................................................................................................................................... 65

3.4.3. Massa volúmica aparente ......................................................................................................................... 66

3.4.3.1. Objectivos do ensaio.......................................................................................................................... 66

3.4.3.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 66


3.4.3.4. Amostras ............................................................................................................................................ 66


3.4.3.6. Resultados ......................................................................................................................................... 67

3.4.4. Desgaste de Los Angeles ........................................................................................................................... 67


3.4.4.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 67


3.4.4.4. Amostras ............................................................................................................................................ 68

3.4.4.5. Procedimento de ensaio .................................................................................................................... 68

3.4.4.6. Resultados ......................................................................................................................................... 68

3.4.5. Índice de forma ......................................................................................................................................... 68


3.4.5.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 69


3.4.5.4. Amostras ............................................................................................................................................ 69


3.4.5.6. Resultados ......................................................................................................................................... 70

3.5. Ensaios ao betão fresco ................................................................................................................................... 70

vii

3.5.1. Abaixamento (cone de Abrams) ............................................................................................................... 70


3.5.1.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 70


3.5.1.4. Amostras ............................................................................................................................................ 71


3.5.1.6. Resultados ......................................................................................................................................... 71

3.5.2. Massa volúmica ........................................................................................................................................ 72

3.5.2.1. Objectivo de ensaio ........................................................................................................................... 72

3.5.2.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 72


3.5.2.4. Amostras ............................................................................................................................................ 72


3.5.2.6. Resultados ......................................................................................................................................... 73

3.6. Ensaios ao betão endurecido .......................................................................................................................... 73

3.6.1. Resistência à compressão ......................................................................................................................... 73


3.6.1.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 74


3.6.1.4. Provetes de ensaio ............................................................................................................................ 74


3.6.1.6. Resultados ......................................................................................................................................... 76

3.6.2. Resistência à tracção por compressão diametral ..................................................................................... 76


3.6.2.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 77




3.6.2.6. Resultados ......................................................................................................................................... 79

3.6.3. Módulo de elasticidade ............................................................................................................................ 79


3.6.3.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 79



viii


3.6.3.6. Resultados ......................................................................................................................................... 81

3.6.4. Resistência à abrasão ............................................................................................................................... 81


3.6.4.2. Normas de ensaio .............................................................................................................................. 81




3.6.4.6. Resultados ......................................................................................................................................... 84

4. RESULTADOS DA CAMPANHA EXPERIMENTAL ....................................................................................................... 85

4.1. Introdução ....................................................................................................................................................... 85

4.2. Ensaios de caracterização dos agregados........................................................................................................ 85

4.2.1. Análise granulométrica ............................................................................................................................. 85

4.2.1.1. Areia fina ............................................................................................................................................ 85

4.2.1.2. Areia grossa ....................................................................................................................................... 86

4.2.1.3. Bago de arroz ..................................................................................................................................... 87

4.2.1.4. Brita 1 ................................................................................................................................................ 88

4.2.1.4. Brita 2 ................................................................................................................................................ 89

4.2.1.5. Granulado de borracha criogénico 0.18-0.60 .................................................................................... 90




4.2.1.7. Granulado de borracha triturado 0.00-0.80 ...................................................................................... 94




4.2.1.10. Granulado de borracha triturado 7.00-9.50 .................................................................................... 98

4.2.2. Massa volúmica e absorção de água ...................................................................................................... 100

4.2.3. Massa volúmica aparente ....................................................................................................................... 101

4.2.4. Desgaste de Los Angeles ......................................................................................................................... 102

4.2.5. Índice de forma ....................................................................................................................................... 103

4.3. Ensaios ao betão fresco ................................................................................................................................. 103

4.3.1. Abaixamento (cone de Abrams) ............................................................................................................. 103

4.3.2. Massa volúmica no estado fresco .......................................................................................................... 105

ix

4.4. Ensaios ao betão endurecido ........................................................................................................................ 108

4.4.1. Resistência à compressão ....................................................................................................................... 108

4.4.2. Resistência à tracção por compressão diametral ................................................................................... 115

4.4.3. Módulo de elasticidade .......................................................................................................................... 119

4.4.4. Resistência à abrasão ............................................................................................................................. 123

4.5. Conclusões ..................................................................................................................................................... 125

4.5.1. Propriedades dos agregados e granulados de borracha ........................................................................ 125

4.5.2. Propriedades dos betões com granulado de borracha no estado fresco............................................... 126

4.5.2. Propriedades dos betões com granulado de borracha no estado endurecido ...................................... 126

5. CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS ................................................................................................. 131

5.1. Considerações finais ...................................................................................................................................... 131

5.2. Conclusões gerais .......................................................................................................................................... 131

5.3. Propostas de desenvolvimento futuro .......................................................................................................... 133

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................................................... 135

ANEXO A Composição dos espécimes

ANEXO B Curvas granulométricas dos agregados naturais

ANEXO C Características gerais do granulado triturado

ANEXO D Características gerais do granulado criogénico

ANEXO E Massa volúmica e absorção de água

ANEXO F Massa volúmica aparente

ANEXO G Destaste de Los Angeles

ANEXO H Índice de Forma

ANEXO I Abaixamento e massa volúmica do betão no estado fresco

ANEXO J Resistência à compressão

ANEXO K Resistência à tracção por compressão diametral

ANEXO L Módulo de elasticidade

ANEXO M Resistência à abrasão

x

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 2.1 – Trabalhabilidade de betões com borracha por substituição nos grossos .............................................. 15

Figura 2.2 – Trabalhabilidade de betões com borracha por substituição nos finos ................................................... 15

Figura 2.3 – Influência do traço e da relação A/C na trabalhabilidade de betões com granulado de borracha ........ 15

Figura 2.4 – Massa volúmica de betões com borracha por substituição nos grossos................................................ 17

Figura 2.5 – Massa volúmica de betões com borracha por substituição nos finos .................................................... 17

Figura 2.6 – Influência do traço na massa volúmica de betões com granulado de borracha .................................... 18

Figura 2.7 – Teor de ar de betões com borracha ....................................................................................................... 19

Figura 2.8 – Resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos grossos (28 dias) ................. 20

Figura 2.9 – Percentagem da resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos grossos (28

dias) ............................................................................................................................................................................ 20

Figura 2.10 – Resistência à compressão de betão com borracha por substituição nos finos (28 dias) ..................... 21

Figura 2.11 – Percentagem da resistência à compressão de betão com borracha por substituição nos finos (28

dias) ............................................................................................................................................................................ 21

Figura 2.12 – Resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos e grossos .................. 21

Figura 2.13 – Percentagem da resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos e

grossos ........................................................................................................................................................................ 22

Figura 2.14 – Resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos ou nos grossos (28

dias) ............................................................................................................................................................................ 23

Figura 2.15 – Percentagem da resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos ou nos

grossos (28 dias) ......................................................................................................................................................... 24

Figura 2.16 – Percentagem da resistência à compressão dos betões de KHALOO (50 dias) ..................................... 24

Figura 2.17 – Percentagem da resistência à compressão dos betões de CAIRNS (28 dias) ....................................... 25

Figura 2.18 – Resistência à compressão dos betões de LI (28 dias) ........................................................................... 26

Figura 2.19 – Resistência à compressão dos betões de GUNEYISI para A/C=0,6 (90 dias) ........................................ 26

Figura 2.20 – Resistência à compressão dos betões de GUNEYISI para A/C=0,4 (90 dias) ........................................ 26

Figura 2.21 – Evolução da resistência à compressão dos betões de FEFROFF ........................................................... 27

Figura 2.22 – Evolução da resistência dos betões de GIACOBBE ............................................................................... 27

Figura 2.23 – Evolução da resistência à compressão dos betões de CAIRNS ............................................................. 28

Figura 2.24 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos grossos – ensaio por compressão

diametral .................................................................................................................................................................... 29

Figura 2.25 – Percentagem da resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos grossos – ensaio

por compressão diametral ......................................................................................................................................... 29

Figura 2.26 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos grossos e respectiva

percentagem (28 dias) – ensaio por flexão ................................................................................................................ 30

Figura 2.27 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos finos (28 dias) – ensaio por

compressão diametral ................................................................................................................................................ 30

Figura 2.28 – Percentagem da resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos finos (28 dias) –

ensaio por compressão diametral .............................................................................................................................. 30

Figura 2.29 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos finos e respectiva percentagem

(28 dias) – ensaio por flexão ....................................................................................................................................... 31

Figura 2.30 – Resistência à tracção de betões com granulado de borracha de diferentes dimensões (28 dias) –

ensaio por compressão diametral .............................................................................................................................. 32

xi

Figura 2.31 – Influência do ensaio na resistência à tracção de betões com granulado de borracha ........................ 33

Figura 2.32 – Módulo de elasticidade de betões com borracha por substituição nos finos ou nos grossos (28 dias)

.................................................................................................................................................................................... 34

Figura 2.33 – Percentagem do módulo de elasticidade de betões com borracha por substituição nos finos ou nos

grossos ........................................................................................................................................................................ 34

Figura 2.34 – Módulo de elasticidade dos betões de GUNEYISI e KHALOO ............................................................... 34

Figura 2.35 – Percentagem do módulo de elasticidade dos betões de KHALOO e de GUNEYISI ............................... 35

Figura 2.36 – Curvas carga-deslocamento no ensaio de compressão e flexão de betões com borracha .................. 37

Figura 2.37 – Curva extensão-tensão de betões com borracha ................................................................................. 37

Figura 2.38 – Rotura dos provetes com diferentes taxas de substituição nos grossos .............................................. 38

Figura 2.39 – Máquina de ensaio à resistência à abrasão de CAIRNS ........................................................................ 39

Figura 2.40 – Profundidade de desgaste dos períodos de ensaio dos betões de CAIRNS aos 28 dias ....................... 39

Figura 2.41 – Profundidade acumulada de desgaste dos betões de CAIRNS aos 28 dias .......................................... 40

Figura 2.42 – Profundidade acumulada de desgaste (mm) dos diferentes pontos de medição para os espécimes

DC25 e DP25, respectivamente .................................................................................................................................. 40

Figura 2.43 – Comparação da redução das diferentes propriedades em função da percentagem de borracha

incorporada ................................................................................................................................................................ 44


incorporada ................................................................................................................................................................ 45


incorporada ................................................................................................................................................................ 46

Figura 3.46 – Correlação entre fcm,28 e a relação A/C .................................................................................................. 53

Figura 3.47 – Curva de referência de Faury sem cimento e respectiva aproximação ................................................ 58

Figura 3.48 – Equipamento para ensaio de abaixamento .......................................................................................... 71

Figura 3.49 – Leitura de abaixamento ........................................................................................................................ 71

Figura 3.50 – Formas de abaixamento ....................................................................................................................... 72

Figura 3.51 – Vibração do provete de ensaio ............................................................................................................. 73

Figura 3.52 – Nivelamento da superfície .................................................................................................................... 73

Figura 3.53 – Limpeza do recipiente ........................................................................................................................... 73

Figura 3.54 – Pesagem do recipiente com betão fresco ............................................................................................ 73

Figura 3.55 – Controlo de prensa hidráulica de 4 colunas ......................................................................................... 74

Figura 3.56 – Prensa hidráulica de 4 colunas ............................................................................................................. 74

Figura 3.57 – Rotura do provete (ensaio de compressão) ......................................................................................... 75

Figura 3.58 – Provete após ensaio de compressão .................................................................................................... 75

Figura 3.59 – Roturas satisfatórias de provetes cúbicos ............................................................................................ 76

Figura 3.60 – Roturas não satisfatórias de provetes cúbicos ..................................................................................... 76

Figura 3.61 – Prensa hidráulica de 4 colunas e respectivo controlador ..................................................................... 77

Figura 3.62 – Exemplo de um posicionador ............................................................................................................... 77

Figura 3.63 – Posicionamento do provete .................................................................................................................. 78

Figura 3.64 – Posicionamento do provete .................................................................................................................. 78

Figura 3.65 – Rotura do provete (ensaio de tracção) ................................................................................................. 78

Figura 3.66 – Rotura do provete (ensaio de tracção) ................................................................................................. 78

Figura 3.67 – Prensa hidráulica e provete .................................................................................................................. 80

Figura 3.68 – Controlo de prensa hidráulica .............................................................................................................. 80

Figura 3.69– Extensómetro ........................................................................................................................................ 80

xii

Figura 3.70 – Rótula metálica ..................................................................................................................................... 81

Figura 3.71 – Máquina de abrasão de Böhme ............................................................................................................ 82

Figura 3.72 – Paquímetro ........................................................................................................................................... 82

Figura 3.73 – Provetes de ensaio (resistência à abrasão) .......................................................................................... 82

Figura 3.74 – Distribuição dos pontos de medição do desgaste ................................................................................ 83

Figura 3.75 – Provete durante o ensaio ..................................................................................................................... 83

Figura 4.1 – Curva granulométrica da areia fina ........................................................................................................ 85

Figura 4.2 – Curva granulométrica da areia grossa .................................................................................................... 87

Figura 4.3 – Curva granulométrica do bago de arroz ................................................................................................. 88

Figura 4.4 – Curva granulométrica da brita 1 ............................................................................................................. 89

Figura 4.5 – Curva granulométrica da brita 2 ............................................................................................................. 90

Figura 4.6 – Curva granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60 ................................................. 91




Figura 4.10 – Curva granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80 ................................................. 95




Figura 4.14– Curva granulométrica do granulado de borracha triturado 7.00-9.50 .................................................. 99

Figura 4.15 – Curvas granulométricas dos agregados minerais ................................................................................. 99

Figura 4.16 – Curvas granulométricas dos granulados de borracha criogénicos ....................................................... 99

Figura 4.17 – Curvas granulométricas dos granulados de borracha triturados ....................................................... 100

Figura 4.18 – Resultados do ensaio de abaixamento (3.ª fase experimental) ......................................................... 104

Figura 4.19– Resultados do ensaio de determinação da massa volúmica do betão no estado fresco (3.ª fase

experimental) ........................................................................................................................................................... 105

Figura 4.20 – Comparação de resultados do ensaio de determinação da massa volúmica para a substituição nos

grossos ...................................................................................................................................................................... 107

Figura 4.21 – Comparação de resultados do ensaio de determinação da massa volúmica para a substituição nos

finos .......................................................................................................................................................................... 107

Figura 4.22 – Influência da percentagem de substituição de agregados na perda relativa de resistência à

compressão para o BR (7 dias) ................................................................................................................................. 109


compressão para o BR (28 dias) ............................................................................................................................... 109


compressão para o BR (56 dias) ............................................................................................................................... 110

Figura 4.25 – Evolução da resistência à compressão das misturas B05 e do BR ...................................................... 113

Figura 4.26 – Evolução da resistência à compressão das misturas B10 ................................................................... 113

Figura 4.27 – Evolução da resistência à compressão das misturas B15 ................................................................... 113

Figura 4.28 – Comparação de resultados do ensaio de compressão para a substituição nos grossos (28 dias) ..... 114

Figura 4.29 – Comparação de resultados do ensaio de compressão para a substituição nos finos (28 dias) ......... 115

Figura 4.30 – Comparação de resultados do ensaio de compressão para a substituição nos finos e grossos (28

dias) .......................................................................................................................................................................... 115

Figura 4.31 – Influência da percentagem de substituição de agregados na perda relativa de resistência à tracção

para o BR (28 dias) .................................................................................................................................................... 116

xiii

Figura 4.32 – Comparação de resultados do ensaio de tracção para a substituição nos grossos ........................... 118

Figura 4.33– Comparação de resultados do ensaio de tracção para a substituição nos finos (28 dias) .................. 119

Figura 4.34 – Influência da percentagem de substituição de agregados na redução relativa do módulo de

elasticidade para o BR (28 dias) ................................................................................................................................ 120

Figura 4.35 – Comparação de resultados do ensaio do módulo de elasticidade para a substituição nos grossos (28

dias) .......................................................................................................................................................................... 122

Figura 4.36 – Comparação de resultados do ensaio do módulo de elasticidade para a substituição nos finos (28

dias) .......................................................................................................................................................................... 122

Figura 4.37 – Comparação de resultados do ensaio do módulo de elasticidade para a substituição nos finos e

grossos (28 dias) ....................................................................................................................................................... 122

Figura 4.38 – Influência da percentagem de substituição de agregados na percentagem da profundidade de

desgaste por abrasão para o BR (após 91 dias) ........................................................................................................ 124

Figura 4.39 – Comparação das diferentes propriedades em função da percentagem de borracha incorporada ... 128

Figura 4.40 – Percentagem de resistência à compressão para o BR em função da redução relativa da massa

volúmica ................................................................................................................................................................... 128

Figura 4.41 – Percentagem de resistência à tracção para o BR em função da redução relativa da massa volúmica

.................................................................................................................................................................................. 129

Figura 4.42 – Percentagem do módulo de elasticidade para o BR em função da redução relativa da massa

volúmica ................................................................................................................................................................... 129

Figura 4.43 – Percentagem da profundidade de desgaste por abrasão para o BR em função da redução relativa da

massa volúmica ........................................................................................................................................................ 129

xiv

ÍNDICE DE QUADROS

Quadro 1.1.a) – Resultados atingidos pela sociedade Valorpneu ................................................................................ 2

Quadro 1.2.b) – Resultados atingidos pela sociedade Valorpneu ................................................................................ 2

Quadro 2.1 – Propriedades dos materiais de FEFROFF ................................................................................................ 6

Quadro 2.2 – Dosagens do betão de referência de FEFROFF ....................................................................................... 7

Quadro 2.3 – Dosagens do betão de referência de TOPÇU ......................................................................................... 7

Quadro 2.4 – Propriedades dos materiais de TOPÇU ................................................................................................... 7

Quadro 2.5 – Dosagens do betão de referência de TOUTANJI ..................................................................................... 8

Quadro 2.6 – Descrição dos betões de LI ..................................................................................................................... 8

Quadro 2.7 – Dosagens do betão de referência de LI .................................................................................................. 8

Quadro 2.8 – Dosagens dos betões de referência de BIEL ........................................................................................... 9

Quadro 2.9 – Dosagens dos betões de referência de CAIRNS .................................................................................... 10

Quadro 2.10 – Dosagens dos betões de referência de GUNEYISI .............................................................................. 10

Quadro 2.11 – Propriedades mecânicas da borracha e das fibras de polipropileno de LI ......................................... 11

Quadro 2.12 – Descrição dos betões de LI e dos tipos de borracha utilizados .......................................................... 11

Quadro 2.13 – Dosagens dos betões de BATAYNEH. Percentagens referentes à totalidade de finos a substituir em

volume ........................................................................................................................................................................ 12

Quadro 2.14 – Dosagens dos betões de GIACOBBE. Percentagens referentes à totalidade de finos a substituir em

massa .......................................................................................................................................................................... 13

Quadro 2.15 – Propriedades dos materiais de KHALOO ............................................................................................ 13

Quadro 2.16 – Dosagens dos betões de KHALOO ...................................................................................................... 13

Quadro 2.17 – Dosagens das misturas de TURATSINZE ............................................................................................. 14

Quadro 2.18 – Resultados da campanha de LI ........................................................................................................... 41

Quadro 3.1 – Espécimes com granulado de borracha betonados na 2.ª fase experimental ..................................... 50

Quadro 3.2 – Idade, número e dimensões dos provetes a ensaiar na segunda e terceira fases experimentais ....... 50

Quadro 3.3 – Desvio padrão em função das condições de produção do betão, para resistências médias à

compressão superiores a 35 MPa............................................................................................................................... 52

Quadro 3.4 – Volume de vazios em função da máxima dimensão dos agregados .................................................... 54

Quadro 3.5 – Valores dos parâmetros K e K’ para a determinação do índice de vazios ............................................ 54

Quadro 3.6 – Valores dos parâmetros A e B da curva de referência de Faury .......................................................... 57

Quadro 3.7 – Percentagem de material passante por peneiro .................................................................................. 58

Quadro 3.8 – Volume relativo de cada fracção volumétrica ...................................................................................... 59

Quadro 3.9 – Composição do betão de referência (m3) ............................................................................................. 59

Quadro 3.10 – Características principais das composições dos betões com granulado de borracha ....................... 60

Quadro 3.11 – Massa mínima dos provetes de ensaio (análise granulométrica) ...................................................... 61

Quadro 3.12 – Massa dos provetes de ensaio (massa volúmica e absorção de água) .............................................. 64

Quadro 3.13 – Volume do recipiente de ensaio (massa volúmica aparente) ............................................................ 66

Quadro 3.14 – Massa mínima dos provetes de ensaio (índice de forma) .................................................................. 69

Quadro 3.15 – Quantidade, dimensões e idade dos provetes (ensaio de resistência à compressão) ....................... 75

Quadro 4.1 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da areia fina ........................................................ 86

Quadro 4.2 – Análise granulométrica da areia fina .................................................................................................... 86

Quadro 4.3 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da areia grossa .................................................... 86

Quadro 4.4 – Análise granulométrica da areia grossa................................................................................................ 86

xv

Quadro 4.5 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica do bago de arroz ................................................. 87

Quadro 4.6 – Análise granulométrica do bago de arroz ............................................................................................ 87

Quadro 4.7 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da brita 1 ............................................................ 88

Quadro 4.8 – Análise granulométrica da brita 1 ........................................................................................................ 88

Quadro 4.9 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da brita 2 ............................................................ 89

Quadro 4.10 – Análise granulométrica da brita 2 ...................................................................................................... 89

Quadro 4.11 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60

.................................................................................................................................................................................... 90

Quadro 4.12 – Análise granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60 .......................................... 90


.................................................................................................................................................................................... 91



.................................................................................................................................................................................... 92



.................................................................................................................................................................................... 93


Quadro 4.19 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80 94

Quadro 4.20 – Análise granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80 ............................................ 94









Quadro 4.29 – Massa volúmica e absorção de água dos agregados e granulados .................................................. 100

Quadro 4.30 – Densidade das partículas de borracha dos diferentes estudos ........................................................ 101

Quadro 4.31 – Massas volúmicas aparentes dos agregados minerais ..................................................................... 102

Quadro 4.32 – Massas volúmicas aparentes dos granulados de borracha criogénicos ........................................... 102

Quadro 4.33 – Massas volúmicas aparentes dos granulados de borracha triturados ............................................. 102

Quadro 4.34 – Resultados do ensaio de desgaste de Los Angeles ........................................................................... 102

Quadro 4.35 – Resultados do ensaio do índice de forma ........................................................................................ 103

Quadro 4.36 – Resultados do ensaio de abaixamento (cone de Abrams) para as misturas da 2.ª e 3.ª fases

experimentais ........................................................................................................................................................... 104

Quadro 4.37 – Resultados do ensaio de determinação da massa volúmica do betão no estado fresco para a 2.ª e

3.ª fases experimentais (kg/m3) ............................................................................................................................... 105

Quadro 4.38 – Parâmetros e dados estatísticos da Equação 4.1 para os resultados da massa volúmica ............... 106

Quadro 4.39 – Resistência à compressão aos 28 dias (2.ª fase experimental) ........................................................ 108

Quadro 4.40 – Resistência à compressão aos 7, 28 e 56 dias (B05F, F05F*; B05FG, B05G) (3.ª fase experimental)

.................................................................................................................................................................................. 108


.................................................................................................................................................................................. 108

xvi


.................................................................................................................................................................................. 108

Quadro 4.43 – Parâmetros e dados estatísticos das Equações 4.2 e 4.3 para os resultados de resistência à

compressão aos 7 dias .............................................................................................................................................. 111


compressão aos 28 dias ............................................................................................................................................ 111


compressão aos 56 dias ............................................................................................................................................ 111

Quadro 4.46 – Influência da percentagem de substituição na evolução da perda de resistência para o BR .......... 114

Quadro 4.47 – Resistência à tracção por compressão diametral ............................................................................. 116

Quadro 4.48 – Parâmetros e dados estatísticos das Equações 4.4 e 4.5 para os resultados de resistência à tracção

aos 28 dias ................................................................................................................................................................ 117

Quadro 4.49 – Módulo de elasticidade (28 dias) ..................................................................................................... 119

Quadro 4.50 – Parâmetros e dados estatísticos das Equações 4.6 e 4.7 para os resultados do módulo de

elasticidade aos 28 dias ............................................................................................................................................ 121

Quadro 4.51 – Profundidade de desgaste por abrasão (após 91 dias) .................................................................... 123

Quadro 4.52 – Parâmetros e dados estatísticos da Equação 4.8 para os resultados da profundidade de desgaste

por abrasão (após 91 dias) ....................................................................................................................................... 124

Quadro 4.53 – Parâmetros e dados estatísticos da Equação 4.9 para os resultados da resistência à compressão e à

tracção e módulo de elasticidade ............................................................................................................................. 130

xvii

ABREVIATURAS

BR betão de referência, sem incorporação de granulados de borracha

B05F betão com 5% de agregados finos substituídos por granulado de borracha triturado

B05FG betão com 5% de agregados finos e grossos substituídos por granulado de borracha triturado

B10G betão com 5% de agregados grossos substituídos por granulado de borracha triturado







B05F* betão com 5% de agregados finos substituídos por granulado de borracha criogénico



BF betões com agregados finos substituídos por granulado de borracha triturado

BFG betões com agregados finos e grossos substituídos por granulado de borracha triturado

BG betões com agregados grossos substituídos por granulado de borracha triturado

BF* betões com agregados finos substituídos por granulado de borracha criogénico

B05 betões com 5% de agregados substituídos por granulado de borracha



(percentagens em volume)

DESEMPENHO MECÂNICO DE BETÕES COM GRANULADO DE BORRACHA

1

1. INTRODUÇÃO

1.1. Considerações iniciais Em consequência do aumento da circulação automóvel, o problema inerente à atribuição de destino a pneus

usados tem sofrido um agravamento não desprezável, uma vez que, em muitos países, o crescimento do número

de potenciais rotas não tem acompanhado a quantidade, cada vez maior, de pneus em fim de vida. Por

conseguinte, em muitos casos, esta diferença tem sido compensada pela criação de aterros de pneus inteiros ou

triturados ou simplesmente pela sua deposição ilegal em lixeiras.

Os aterros mostraram ser um modo conveniente de atribuir fim a pneus usados. Contudo, devido à sua extrema

durabilidade aos agentes atmosféricos, o material que os constitui sofre pequena degradação ao longo do tempo

e, consequentemente, conduz a problemas ambientais graves. Desde logo, quando os pneus são depositados por

inteiro, a acumulação de água no seu interior promove a multiplicação de insectos que poderão introduzir

problemas de saúde pública. Para além disto, em caso de incêndio e em resultado da combustão ser dificilmente

controlável, podem gerar-se grandes quantidades de poluentes. Assim, a queima de pneus ao ar livre deve ser

evitada pois a sua complexa composição química leva à formação de compostos extremamente tóxicos, de que

são exemplo as dioxinas. Acresce-se ainda, em virtude de a combustão ser incompleta, a libertação de

quantidades elevadas de matéria particulada e de óleos que, espalhados pelo solo, têm um grande potencial

poluente para os aquíferos. A experiência mostra que a eliminação de pneus pela sua deposição em aterros

sanitários também não é aconselhável devido a problemas de estabilidade consequentes de uma compactação

ineficiente. Os espaços vazios, deixados neste caso, fomentam a propagação de roedores. Felizmente, desde 2006

que a legislação Europeia impossibilita estes procedimentos, tornando-se um estimulo forçado para a procura de

novas soluções.

Em Portugal, o fluxo de pneus usados é gerido pela Valorpneu que, através da criação de um Sistema Integrado

de Gestão de Pneus Usados (SGPU), criou um sistema articulado de processos de responsabilidade que visa o

correcto encaminhamento de pneus em fim de vida, eliminando a deposição em aterro e promovendo a recolha,

separação, retoma e valorização. Esta sociedade tem revelado grande eficiência, o que atenua o problema da

atribuição de destino a pneus usados no país.

Ao nível de destinos sustentáveis de pneus usados, verifica-se pelo Quadro 1.1.a) que a maior parcela se destina a

fins que não o inicial (reciclagem), ou seja, à utilização como matéria-prima a incorporar noutros produtos. Nestes

inserem-se os pavimentos rodoviários de baixo ruído, pavimentos desportivos de relva sintética e pisos para

desportos hípicos e para recintos infantis. Praticamente com a mesma expressão, está a valorização energética e

a operação pela qual um pneu, após cumprir o seu ciclo de vida, é reconstruído de modo a permitir o seu

aproveitamento para o fim para o qual foi projectado (recauchutagem). Por último, com uma representatividade

residual mas não desprezável, insere-se a reutilização de pneus que ainda se encontram em condições de serem

colocados no mercado para serem utilizados para o mesmo fim. Ainda neste destino, incluem-se os pneus

aproveitados para fins diversos que não necessitam de qualquer pré-processamento.

Uma das rotas com maior potencial de atribuição de destino a pneus usados, através da sua reciclagem, é a

engenharia civil. No entanto, a sua corrente utilização é muito diminuta devido à falta de aplicações. Porém,

existem algumas possibilidades promissoras com expressividade: pavimentos asfálticos, barreiras de impacto de

rodovias e quebra-mares. No que respeita a pavimentos asfálticos com a incorporação de borracha, estes têm

revelado, face aos convencionais, excelente resistência, durabilidade e solidez à fadiga. Isto mostra o interesse

INTRODUÇÃO

2

em seguir novos ramos de investigação que possibilitem identificar aplicações competitivas neste sector.

Infelizmente, apesar do interesse já demonstrado em alguns casos particulares, pouca atenção tem sido dada à

utilização de borracha no betão convencional. Este trabalho pretende exactamente seguir este caminho através

do estudo das propriedades mecânicas de betões estruturais com granulado de borracha incorporado.

Saliente-se que o modo adoptado para incorporar o granulado de borracha no betão não encontra qualquer

paralelismo na bibliografia disponível. Relativamente à resistência à abrasão, apenas CAIRNS (2004) dispõe de

resultados. No entanto, pelas razões que serão apresentadas, considera-se que o presente estudo introduz, pela

primeira vez, a análise desta propriedade.

Quadro 1.1.a) – Resultados atingidos pela sociedade Valorpneu (Fonte: http://valorpneu.pt)

Resultados da Valorpneu (ton) 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2003/2008

Pneus colocados no mercado (pagam ecovalor) 61.038 73.668 72.614 79.739 83.722 83.139 453.920

Pneu usados gerados 68.353 78.801 79.199 89.350 93.747 90.304 499.754

Pneus enviados para recauchutagem 18.429 20.538 19.808 23.304 25.421 22.317 129.817

Pneus enviados para reutilização - 1.588 1.623 989 400 2.057 6.657

Pneus enviados para reciclagem 30.633 33.470 38.641 42.496 43.603 48.332 237.175

Pneus enviados para valorização energética 9.287 16.554 16.166 21.793 22.897 23.504 110.201

Pneus enviados para aterro 720 4.531 1.591 - - - 6.842

Pneus usados gerados recolhidos no SGPU 59.069 76.682 77.828 88.582 92.322 96.210 490.693

Processamento de existências – val. energética 1.905 13.532 6.382 5.369 4.870 4.894 36.952

Processamento de existências – reutilização - - - - 54 - 54

Processamento de existências – aterro/pneus ind. - 874 389 - - - 1.263

Quantidade total processada pelo SGPU 60.974 91.087 84.599 93.952 97.246 101.104 528.962

Quadro 1.2.b) – Resultados atingidos pela sociedade Valorpneu (Fonte: http://valorpneu.pt)

Resultados atingidos 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2003/2008

Taxa de recolha no âmbito do SGPU 86,4% 97,3% 98,3% 99,1% 98,5% 106,5% 98,2%

Taxa para reutilização e recauchutagem 27,0% 28,1% 27,1% 27,2% 27,5% 27,0% 27,3%

Taxa de reciclagem 75,4% 61,4% 68,5% 66,1% 65,6% 67,3% 67,0%

1.2. Objectivos da dissertação A presente dissertação pretende avaliar a utilização de borracha proveniente de pneus usados em betões

estruturais. Assim, procura-se realizar um estudo com escasso paralelismo em Portugal que objectiva ir ao

encontro das investigações mais recentes dos países com mais experiência nesta área. Neste trabalho, dá-se foco

exclusivo às características mecânicas, mas convém notar que os espécimes aqui desenvolvidos também serão

analisados do ponto de vista da sua durabilidade. Assim, possuindo estes atributos níveis de conhecimento

francamente distintos e evitando desprezar a inexperiência nesta área, procurou-se conciliar objectivos sem

retirar valor a esta dissertação.

A ideia subjacente à definição das composições está no conhecimento consensual que atribui propriedades

diminuídas a betões com granulado de borracha. Consequentemente, pretende-se fixar a percentagem do

volume total de agregados e substituir essa quantidade por borracha, em granulometrias particulares, de modo a

obter o melhor desempenho possível. Concretizando, 5% do volume total de agregados é substituído sob a forma

de finos, grossos e ambos de modo a concluir acerca da gama de granulometrias que conduz aos melhores


3

resultados. Para excluir a possível dependência das conclusões do volume fixado inicialmente (5%) e potenciar ao

máximo a utilização do material, são ainda avaliados provetes idênticos com percentagens de substituição de 10 e

15%. Refira-se que estes valores, aparentemente baixos, foram intencionalmente adoptados na tentativa de

manter a aplicação estrutural dos betões.

Pretende-se ainda tirar conclusões da influência do método de transformação dos pneus (trituração mecânica ou

processo criogénico) nas características relevantes para o desempenho de betões. Deste modo e tendo em conta

que do processo criogénico resultam granulados de menores dimensões, esta comparação será feita apenas para

as granulometrias mais finas, para as três taxas de substituição referidas.

1.3. Metodologia e organização da dissertação A primeira etapa da presente dissertação teve como principal objectivo dispor do máximo de informação através

de uma pesquisa bibliográfica extensa, a nível nacional e, principalmente, internacional. Deste modo, procurou-se

adquirir uma ideia global sobre o tema, inserir este trabalho no conhecimento já adquirido e ganhar sensibilidade

para a análise dos resultados subsequentes.

A etapa seguinte pretendeu preparar o plano de ensaios pela consulta das normas referentes à quantificação das

características físicas dos agregados e do betão estrutural. A importância desta fase prende-se com motivos de

operacionalidade, isto é, com a necessidade de planificar com detalhe os ensaios a realizar, por questões de

monitorização de resultados e a indispensabilidade de uma programação rigorosa dos materiais e das respectivas

quantidades necessárias. Neste sentido, tentou-se assegurar o normal desenvolvimento dos trabalhos.

Após planeamento, a campanha experimental, composta pela preparação dos materiais, realização de ensaios e

recolha de resultados, foi executada. Procurou-se seguir integralmente o plano previsto sem dispensar a

racionalidade necessária a qualquer projecto, o que implicou a adequação das metodologias a sucessivas novas

informações. Antes de iniciar a campanha experimental propriamente dita, procedeu-se à obtenção dos materiais

que permitem a realização dos ensaios: cimento e todas as fracções granulométricas de agregados minerais e

granulados de borracha. A primeira fase foi reservada à caracterização física dos materiais de enchimento de

modo a produzir correctamente as composições pretendidas, facilitar comparações com outros trabalhos e

possibilitar eventuais conclusões. Na segunda fase, com o intuito de assegurar a inexistência de problemas na

fase que conduziu aos resultados finais, foram tidas em conta questões relacionadas com o betão no estado

fresco através da betonagem e vibração de algumas misturas. Mais precisamente, foi dada particular atenção à

trabalhabilidade e tempos de vibração para evitar fenómenos de segregação ou exsudação. Por último, para a

terceira fase, objectivou-se avaliar os diferentes espécimes produzidos do ponto de vista do seu desempenho

mecânico e da sua deformabilidade.

Na quarta etapa procedeu-se ao tratamento e análise conjunta dos resultados obtidos para os espécimes

desenvolvidos. Assim, esperou-se atingir os objectivos pela descrição do seu desempenho em função da

percentagem de substituição e com a alteração da dimensão ou da proveniência do granulado utilizado

(trituração ou processo criogénico). Discutiu-se e procurou-se explicação para as tendências presenciadas e

confrontou-se exaustivamente os resultados desta dissertação com os obtidos por outros investigadores.

Por fim, a última etapa, é materializada neste texto que pretende transmitir de forma clara e concisa todas as

informações, análises e conclusões que este estudo permitiu. Assim e com o intuito de tornar mais perceptível a

organização da presente dissertação pelo conteúdo existente em cada capítulo, procede-se à sua descrição:

INTRODUÇÃO

4

capítulo 1: limita-se a uma introdução à problemática do tema e a considerações iniciais acompanhadas

das razões que motivam este trabalho; apresenta também os objectivos traçados e a metodologia

utilizada para a sua elaboração;

capítulo 2: objectiva fazer o levantamento exaustivo de toda a informação existente na bibliografia

disponível a nível nacional e internacional; faz um cruzamento das características mecânicas de betões

com borracha em termos de trabalhabilidade, massa volúmica, resistência à compressão e tracção e

curva extensão-tensão; dá particular destaque às posições unânimes e não consensuais dos

investigadores de forma a estabelecer o nível de conhecimento nesta matéria;

capítulo 3: permite consultar a explicação pormenorizada da metodologia seguida para fabricar todas

as composições; descreve de forma exaustiva o programa experimental direccionado para os materiais

de enchimento e para o betão no estado fresco e endurecido (normas, objectivos, amostras,

procedimentos, aparelhos e utensílios);

capítulo 4: pretende expor os resultados consequentes da campanha experimental para todos os

ensaios; descreve comportamentos e conclui acerca do desempenho mecânico de betões com

granulado de borracha incorporado em diferentes percentagens e dimensões em termos de resistência

à compressão e tracção, módulo de elasticidade e resistência à abrasão; estabelece ainda, quando

oportuno, comparações com dados do capítulo 2 como forma de atribuir fiabilidade aos resultados

apresentados;

capítulo 5: faz a conclusão geral da dissertação com realce no conhecimento obtido em resultado da

sua realização; propõe assuntos a desenvolver futuramente como modo de caracterizar parâmetros

menos claros ou simplesmente para aprofundar o conhecimento de betões com granulado de borracha

incorporado;

Por fim, surgem os anexos referidos ao longo do texto.


5

2. STATE OF THE ART

2.1. Introdução Para o presente capítulo, objectiva-se precisar, de forma sucinta, as principais características mecânicas de betões

com borracha proveniente de pneus usados. Com esta finalidade, e numa primeira fase, para além de uma nota

evolutiva e de uma breve referência às principais propriedades dos granulados de borracha, são descritas as

campanhas experimentais dos autores cujos resultados são discutidos posteriormente. Findados estes pontos,

apresenta-se o tratamento de dados relativos à resistência à compressão, tracção, curva extensão-tensão e

resistência à abrasão. Em paralelo, são desenvolvidas questões associadas, os comentários e afirmações mais

relevantes dos diferentes investigadores e as suas conclusões.

2.2. Nota evolutiva De acordo com CAIRNS (2004), as primeiras publicações relativas à utilização de borracha proveniente de pneus

usados em betão datam do início dos anos 90 com ELDIN, cujo primeiro objectivo foi investigar as suas

propriedades mecânicas. Posteriormente, sucessivas publicações vieram estender e consolidar o conhecimento

da trabalhabilidade, massa volúmica, resistência à compressão, resistência à tracção e módulo de elasticidade

deste compósito. Mais recentemente, novas questões relacionadas com a incorporação de borracha têm sido

alvo de investigação: análise da influência da geometria dos agregados de borracha sob diversas formas; avaliação

da influência do tratamento da superfície dos granulados de borracha; avaliação da sua resposta a acções

dinâmicas (fadiga, módulo de elasticidade dinâmico, colisão); comportamento ao fogo; condutividade térmica;

entre outros.

2.3. Propriedades dos granulados de borracha O granulado de borracha resulta da transformação de pneus usados em granulometrias compatíveis com a sua

reutilização em aplicações correntes através de dois processos tecnológicos: trituração mecânica à temperatura

ambiente e processo criogénico.

A trituração mecânica à temperatura ambiente é o processo mais comum e consiste numa transformação

contínua do granulado de borracha em partículas de dimensões sucessivamente menores até valores da ordem

da fracção do milímetro. O aço e o têxtil remanescente são retirados, nas diferentes fases, através de sistemas

magnéticos e de peneiros.

O processo criogénico caracteriza-se pelo arrefecimento da borracha por acção do azoto líquido até esta se tornar

extremamente frágil. Seguem-se forças de alto impacto que originam grânulos com uma morfologia do tipo

cubóide de diferentes dimensões. O aço e a fibra são retirados de forma idêntica ao processo por trituração.

Refira-se que este método não desenvolve fricção no material e é realizado em atmosfera inerte, pelo que as

propriedades da borracha não se alteram.

Foram utilizados diversos tipos de granulado nas investigações consultadas. No entanto, para além do processo

de transformação, da granulometria e da densidade, poucas foram as características apresentadas. Naqueles

aspectos, dos autores que indicaram a proveniência da borracha, registou-se que apenas uma minoria recorreu à

de origem criogénica (ELDIN (1993), citado por CAIRNS (2004) e LI (1998)). No que respeita às dimensões, foram

utilizadas desde granulometrias apelidadas de superfinas, dado que as partículas têm dimensões inferiores a 300

m, até granulados com um limite superior da ordem dos 40 a 50 mm (KHATIB (1998), citado por CAIRNS (2004) e

GUNEYISI (2004), respectivamente). LI (2004) fez uso de um processo de corte para obter fibras de borracha de

diferentes geometrias e valorizou o veículo que deu proveniência ao pneu (ligeiro ou pesado). Relativamente à

STATE OF THE ART

6

densidade, existe uma grande discrepância de dados. LI (1998) caracteriza o granulado de borracha com uma

densidade relativa de 0,6, enquanto que TURATSINZE (2008) o caracteriza de 1,2. Esta variabilidade poderá ter

razão na utilização ou não do aço remanescente, mas, nem todos os investigadores fazem referência à sua

presença ou remoção.

2.4. Propriedades dos betões com borracha

2.4.1. Descrição das campanhas experimentais

De seguida, procede-se à descrição das campanhas experimentais numa sequência cronológica.

Segundo CAIRNS (2004), ELDIN (1993) conduziu a sua actividade experimental no sentido de avaliar as

propriedades mecânicas do betão com diferentes quantidades de borracha em substituição dos finos ou dos

grossos em volume. Foram realizados 3 grupos que se distinguem pela geometria e dimensão do granulado

utilizado. No primeiro, recorreu-se a lascas de borracha obtidas por trituração mecânica com uma dimensão

compreendida entre 19 e 38 mm (provetes apelidados de grossos A por PIERCE (2004)). No segundo, utilizou-se

uma granulometria de dimensão próxima de 6 mm e de origem criogénica para substituir os agregados naturais

(provetes apelidados de grossos B por PIERCE (2004)). Por último, foi ainda utilizado um granulado fino com uma

dimensão inferior a 2 mm com o objectivo de substituir os agregados finos naturais.

O trabalho de PIERCE (2004) indica que ELDIN (1993) utilizou 4 taxas diferentes de substituição em volume,

idênticas para os 3 grupos descritos e relativas ao respectivo agregado a substituir (25, 50, 75 e 100%).

Segundo CAIRNS (2004), ELDIN (1993) quantifica a massa volúmica da borracha como uma variável compreendida

entre 800 e 960 kg/m3.

FEFROFF (1996) pretendeu provar a possibilidade de utilizar betões com borracha em aplicações estruturais.

Neste sentido, procurou resistências médias próximas de 28 a 35 MPa, o que impõe para o betão de referência

uma tensão de rotura, média, de 48 MPa.

Os materiais utilizados englobam os correntes: cimento, brita e areia; a borracha e dois adjuvantes, um redutor

de água (RA) e um introdutor de ar (IA). Refira-se que a borracha é designada como “superfina” por a sua maior

dimensão ser inferior a 300 m.

No Quadro 2.1, apresentam-se as propriedades dos materiais de FEFROFF (1996).

Quadro 2.1 – Propriedades dos materiais de FEFROFF (1996)

Densidade relativa Mínima dimensão Máxima dimensão

Agregado grosso 2,63 2,36 mm 25,4 mm

Agregado fino 2,57 150 m 4,75 mm

Partículas de borracha 1,14 - 300 m

Na definição das misturas, a incorporação da borracha no betão foi feita por adição de 10, 20 e 30% da massa

total de cimento e, para se atingir a trabalhabilidade adequada, definiu-se um abaixamento no intervalo 7,5 –

12,5 cm no cone de Abrams, que apenas foi possível pela variação da relação A/C e da quantidade de RA.

No Quadro 2.2, apresentam-se as dosagens do betão de referência de FEFROFF (1996).


7

Quadro 2.2 – Dosagens do betão de referência de FEFROFF (1996)

Materiais Quantidade

Cimento (kg/m3) 357

Agregado grosso (kg/m3) 999

Agregado fino (kg/m3) 797

Água (kg/m3) 157

RA (l/m3) 3,76

IA (l/m3) 0,24

TOPÇU (1996) planeou um betão de referência com uma tensão de rotura de 20 MPa e seis séries de provetes

com lascas de borracha provenientes da trituração mecânica de dimensões entre 0 e 1 mm e entre 1 e 4 mm. A

determinação das dosagens foi feita em volume, pela substituição do agregado grosso ou do agregado fino nas

mesmas percentagens (15, 30 e 45%). A relação A/C foi variável para valores próximos de 0,60 de forma a

permitir um abaixamento no intervalo 40-50 mm.

No Quadro 2.3, apresentam-se as dosagens do betão de referência de TOPÇU (1996).

Quadro 2.3 – Dosagens do betão de referência de TOPÇU (1996)

Cimento Areia Brita Água

Peso (kg/m3) 357,5 609,0 1148,1 222,4

Volume (dm3/m

3) 113,5 230,7 428,4 222,4

Os betões resultantes foram designados por FRC-15, FRC-30 e FRC-45 quando a substituição do agregado fino foi

feita por borracha da menor dimensão e por CRC-15, CRC-30 e CRC-45 quando a substituição do agregado grosso

foi feita por borracha da maior dimensão.

No Quadro 2.4, apresentam-se as propriedades dos materiais de TOPÇU (1996).

Quadro 2.4 – Propriedades dos materiais de TOPÇU (1996)

Menor dimensão (mm) Maior dimensão (mm) Densidade relativa

Agregado fino - 4 2,640

Agregado grosso 4 16 2,681

Lascas finas de borracha - 1 0,650

Lascas grossas de borracha 1 4 0,650

TOUTANJI (1996), para além de fixar a relação A/C em 0,5, manteve a mesma relação de materiais para todos os

espécimes: 1:2:3:0,5 (cimento: finos: grossos: água - em peso). Com esta base, quatro porções diferentes de

borracha foram utilizadas de modo a substituir o agregado mineral grosso em percentagens de 25, 50, 75 e 100

em volume.

O agregado grosso consistiu numa brita de dimensão máxima de 19mm com uma densidade relativa de 2,65 e o

agregado fino numa areia com a dimensão máxima de 4,76 mm e uma densidade relativa de 2,68. Para o

granulado de borracha, livre de elementos metálicos e com uma dimensão máxima de 12,7 mm, é indicada com

uma densidade relativa de 0,61. Não foram adicionados quaisquer aditivos minerais ou químicos e as curvas

granulométricas foram corrigidas para os limites regulamentares.

No Quadro 2.5, apresenta-se as dosagens do betão de referência de TOUTANJI (1996).

STATE OF THE ART

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Quadro 2.5 – Dosagens do betão de referência de TOUTANJI (1996)

Materiais (kg/m3)

Cimento Água Agregado fino Agregado grosso

365 183 73 1096

LI (1998), na tentativa de obter melhores resultados através da alteração da ligação entre as partículas de

borracha e a matriz de betão, recorreu a dois métodos distintos: envolver a borracha com pasta cimentícia ou

utilizar um polímero derivado da celulose (METHOCEL). Para isto, uma vez que a dosagem de borracha e a

proporção dos restantes materiais foi mantida constante, apenas foi necessário realizar as amassaduras

mencionadas, a de referência e a correspondente a granulado de borracha inalterado.

No Quadro 2.6, faz-se a descrição dos betões de LI (1998).

Quadro 2.6 – Descrição dos betões de LI (1998)

Grupo VR Aditivos / adjuvantes

RBC-0 - - Betão de referência

RBC-1 33% - Betão com granulado de borracha sem

envolvimento

RBC-2 33% - Betão com granulado de borracha envolvido em

pasta de cimento

RBC-3 33% - Betão com granulado de borracha envolvido em

METHOCEL VR – fracção volumétrica de areia substituída por granulado de borracha

No que se refere aos materiais, foi utilizada brita calcária (dimensão máxima de 12,5 mm e densidade relativa de

2,57), areia natural de origem fluvial (dimensão máxima de 5 mm e módulo de finura de 2,3) e granulado de

borracha de origem criogénica (dimensão máxima de 2,5 mm e densidade relativa de 0,6). Com estes materiais,

fixou-se a relação A/C em 0,5 e recorreu-se à proporção apresentada no Quadro 2.7 para o betão de referência.

Os restantes resultam apenas da substituição da areia por granulado de borracha, envolvido ou não, numa

fracção fixa de 33% em volume.

Quadro 2.7 – Dosagens do betão de referência de LI (1998)

Cimento (kg/m3) Água (kg/m3) Areia (kg/m3) Agregados grossos (kg/m3)

404 202 747 1010

Através do programa experimental de KHATIB (1999) apresentado por GIACOBBE (2008), os objectivos daquele

autor parecem passar pela avaliação da interferência do teor de borracha nas propriedades mecânicas do betão e

das consequências da substituição dos agregados naturais nos finos, nos grossos ou em ambos. Para isto, foram

criados 3 grupos referenciados como A, B e C. Nos grupos A e B a substituição foi feita nos finos e grossos

respectivamente, em 8 diferentes percentagens dos correspondentes agregados naturais a substituir (5, 10, 15,

20, 40, 60, 80 e 100%). No grupo C, a substituição foi feita simultaneamente nos finos e grossos numa relação

unitária, em 8 diferentes percentagens do total de agregados (2,5, 5, 7,5, 10, 20, 30, 40 e 50%). Refira-se que

todos os valores são relativos a substituições em volume.

De acordo com CAIRNS (2004), neste trabalho recorreu-se a granulado de borracha proveniente de trituração

mecânica (densidade relativa 1,14) de dimensões compreendidas entre 10 e 50 mm. Esta granulometria foi


9

corrigida para estar em conformidade regulamentar e substituir os agregados grossos. Utilizou-se ainda granulado

de borracha de menores dimensões com o intuito de substituir os agregados finos.

BIEL (2004) para além de avaliar a influência do desempenho mecânico de betões com a incorporação de

borracha proveniente de pneus usados, investigou qual a contribuição das características do cimento para aquele

comportamento. Para isso, utilizou, separadamente, cimento portland e cimento oxicloreto de magnésio. Este

último possui características melhoradas de ligação aos agregados e, consequentemente, resulta numa

resistência à compressão da ordem do dobro.

A relação A/C foi variável com o intuito de manter o abaixamento inferior a 75 mm. A percentagem de

substituição dos agregados finos atingiu 90%, em volume, com intervalos regulares de 15% para cada mistura.

Este procedimento totalizou sete amassaduras para cada tipo de cimento (0, 15, 30, 45, 60, 75, 90%).

No Quadro 2.8, apresentam-se as dosagens dos betões de referência de BIEL (2004).

Quadro 2.8 – Dosagens dos betões de referência de BIEL (2004)

Mistura Água (kg) Cimento (kg) Agregado fino (kg) Agregado grosso (kg)

Portland (PCC) 2,3 5,0 9,0 14,5

Oxicloreto de magnésio (MOCC) 2,9 3,2 9,0 14,5

A borracha utilizada foi proveniente de um resíduo do processo de trituração mecânica com uma dimensão

máxima inferior a 1 mm e inclui a fibra têxtil e o metal remanescente. A sua densidade relativa foi determinada

como 1,16. Os agregados minerais grosso e fino exibiram uma densidade relativa de 2,51 e 2,44,

respectivamente.

CAINRS (2004) apresenta resultados referentes a quatro misturas, cujas proporções variam em cada caso, mais

especificamente a relação A/C e as quantidades relativas de diferentes agregados. Apesar de estas variáveis não

terem sido mantidas constantes, todos os provetes de controlo foram projectados para resistir a 40 MPa à

compressão.

Os materiais utilizados no desenvolvimento deste estudo foram: agregados finos, agregados grossos, granulado

de borracha e cimento. Os finos caracterizam-se por uma densidade relativa de 2,8 e ambos os grossos (20 e 10

mm) por 2,69. A borracha regista uma densidade relativa de 1,14, uma dimensão máxima de 20 mm e uma forma

longa e angular. Não foram adicionados quaisquer produtos não convencionais com a finalidade de alterar as

propriedades dos betões. As quatro misturas foram apelidadas de A, B, C e D. Para as misturas A e C, o traço

(cimento: finos: grossos: água), em massa, foi quantificado por 1:1,42;3,31:0,55. Para as misturas B e D, aqueles

valores foram modificados para 1:1,20:2,80:0,48. Refira-se, ainda, relativamente às misturas A e B, que os grossos

deverão ser entendidos como partículas de dimensão máxima de 20 mm. Nas restantes misturas, aquelas

subdividem-se em agregados de 10 e 20 mm, na relação respectiva 1:2 (Quadro 2.9). Cada mistura divide-se em

dois grupos que se distinguem pelo envolvimento, ou não, da borracha por cimento. Assim, no grupo C, o

agregado grosso foi substituído por borracha revestida, enquanto que, no grupo P, aquele envolvimento não foi

feito. Para cada grupo, para além do betão de referência, realizaram-se 3 séries, nas quais o agregado grosso de

20 mm foi substituído por borracha em percentagens de 10, 25 e 50%, em volume.

STATE OF THE ART

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Quadro 2.9 – Dosagens dos betões de referência de CAIRNS (2004)

Materiais

Misturas (kg/m3)

A (A/C:0,55)

B (A/C:0,48)

C (A/C:0,55)

D (A/C:0,48)

Cimento 382 438 382 438

Água 210 210 210 210

Agregados finos 543 526 543 526

Agregados grossos (10 mm) - - 422 409

Agregados grossos (20 mm) 1266 1227 844 818

GUNEYISI (2004) utiliza como materiais agregados finos e grossos, borracha, cimento, superplastificante e sílica de

fumo (91,0% de SiO2). Areia natural com uma dimensão máxima de 4 mm foi utilizada como agregado fino e brita,

com uma dimensão máxima de 20 mm, foi usada como agregado grosso. A borracha esteve presente sob a forma

de finos, com uma curva granulométrica semelhante à da areia e sob a forma de lascas, com dimensões entre 10

e 40 mm. O adjuvante foi necessário para manter a trabalhabilidade quantificada por valores de abaixamento de

140±20 mm.

São estudados dois betões de referência com relações A/C de 0,60 e 0,40, com 350 e 450 kg de cimento por

metro cúbico, respectivamente. Procedeu-se ainda à substituição de parte do cimento por sílica de fumo, em

percentagens compreendidas entre 0 e 20% (valores correntemente utilizados) para avaliar o seu efeito em

betões com borracha. Estes, por sua vez, foram desenvolvidos substituindo ambos os agregados grossos e finos,

sempre numa relação unitária, por lascas e granulado fino de borracha, em percentagens de 2,5, 5, 10, 15, 25 e

50% do volume total de agregados. Quer isto dizer que, por exemplo, para um provete considerado com 50% de

borracha, 50% da areia é substituída por granulado fino de borracha e 50% do agregado grosso é substituído por

lascas de borracha.

No Quadro 2.10, apresentam-se as dosagens dos betões de referência de GUNEYISI (2004).

Quadro 2.10 – Dosagens dos betões de referência de GUNEYISI (2004)

Material Densidade Relação água / materiais cimentícios

0,40 0,60

Cimento (kg/m3) 3,15 450 428 405 383 360 350 333 315 298 280

Sílica de fumo (%) 2,33

0 5 10 15 20 0 5 10 15 20

Sílica de fumo (kg/m3) 0,0 22,5 45,0 67,5 90,0 0,0 17,5 35,0 52,5 70,0

Água (kg/m3) 1,00 180 180 180 180 180 210 210 210 210 210

Superplastificante (kg/m3)

1,18 13,5 13,5 13,5 13,5 13,5 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3

Brita (kg/m3) 2,70 1062 1058 1054 1049 1045 1076 1073 1070 1066 1063

Areia (kg/m3) 2,62 688 685 682 680 677 697 695 693 691 688

Granulado fino de borracha (kg/m3)

0,83 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Lascas de borracha (kg/m3)

1,02 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

LI (2004) desenvolve, para comparação, um betão de referência com uma tensão de rotura, esperada, de 40 MPa.

Os restantes provetes, com borracha proveniente de pneus usados, possuem uma percentagem fixa de

substituição, em volume, nos grossos, de 15%. Deste modo, o objectivo não foi compreender a influência daquela


11

percentagem, mas sim avaliar a interferência da forma e da rigidez da borracha e da sua ligação com cimento.

Para isto, foram utilizados pneus provenientes de veículos pesados e ligeiros, com ou sem aço (rigidez distinta) e

borracha na forma de lasca ou de fibra, com diferentes comprimentos. Com o intuito de melhorar a interface

borracha / cimento, recorreu-se a dois procedimentos distintos. O primeiro consistiu num tratamento da

superfície da borracha com NaOH e o segundo numa ancoragem física materializada por um furo de 5 mm no

centro de cada lasca que se pretende que seja preenchido durante a betonagem. Adicionalmente, fez-se uma

mistura contendo simultaneamente fibras de borracha e fibras de polipropileno (PP) de 50,8 mm de comprimento

e com filamentos múltiplos na percentagem de 0,1 do volume total de betão.

No Quadro 2.11, apresentam-se as propriedades mecânicas da borracha e das fibras de polipropileno de LI

(2004).

Quadro 2.11 – Propriedades mecânicas da borracha e das fibras de polipropileno de LI (2004)

Material Massa volúmica (g/cm3) Módulo de elasticidade (MPa) Tensão de rotura por tracção (MPa)

Borracha 0,84 2,0 (na rotura) 28

Polipropileno 0,91 3500 620

Convém referir que as lascas resultam de um processo mecânico de trituração, enquanto que as fibras resultam

de um processo mecânico de corte. Relativamente às amostras, quando foi utilizada borracha de pneus de

veículos diferentes, recorreu-se sempre a uma relação volumétrica unitária.

Na produção de betão, para além da referida borracha, foi utilizado cimento portland, brita, areia natural, água e

DARAVAIR 1000, um adjuvante introdutor de ar. Com estes materiais, o traço, em peso, para o betão de

referência, define-se como cimento:água:brita:areia:adjuvante = 1:0,50:3,50:1,88:0,001. Para os betões com

borracha, o traço é fixo e descrito por 1:0,50:3,40:0,10:1,88:0,001 (cimento:água:brita:borracha:areia:adjuvante).

Quadro 2.12 – Descrição dos betões de LI (2004) e dos tipos de borracha utilizados

Dimensões da borracha (mm)

Mistura Descrição Comprimento Largura Altura

1 Referência - - -

2 Lascas de pneus de veículos pesados e ligeiros com aço 25,4 25,4 5

3 Lascas de pneus de veículos pesados e ligeiros com aço

e com a superfície tratada com NaOH 25,4 25,4 5

4 Lascas de pneus de veículos pesados e ligeiros com aço

e com um furo no centro 25,4 25,4 5

5 Fibras de pneus de veículos ligeiros sem aço 25,4 5 5



8 Fibras de pneus de veículos ligeiros com aço 50,8 5 5

9 Fibras de pneus de veículos pesados e ligeiros com aço 50,8 5 5

10 Fibras de pneus de veículos ligeiros sem aço e com 0,1

vol% de fibras de PP (comprimento de 50,8 mm) 50,8 5 5

BATAYNEH (2008) fixa a relação A/C em 0,56 e estuda a influência da substituição dos agregados finos minerais

por borracha. Com esse objectivo, a proporção de borracha foi ajustada de forma crescente, até o volume de

finos no betão ser inteiramente substituído. Este procedimento conduziu a um total de cinco misturas com 20, 40,

60, 80 e 100% de agregados finos substituídos mais o betão de referência.

STATE OF THE ART

12

Relativamente aos materiais utilizados, a borracha é proveniente de diferentes tipos de veículos e que a sua

granulometria está compreendida entre 4,75 mm e 0,15 mm. Todos os restantes materiais são provenientes de

recursos naturais e, portanto, não foram usados quaisquer produtos não usuais.

No Quadro 2.13, apresentam-se as dosagens dos betões de BATAYNEH (2008).

Quadro 2.13 – Dosagens dos betões de BATAYNEH (2008). Percentagens referentes à totalidade de finos a substituir em volume

Substituição A/C Materiais (kg/m

3)

Água Cimento Agregados grossos Agregados finos Borracha

0% 0,56 252 446 961 585,0 0,0

20% 0,56 252 446 961 468,0 67,5

40% 0,56 252 446 961 351,0 135,0

60% 0,56 252 446 961 234,0 202,5

80% 0,56 252 446 961 117,2 270,0

100% 0,56 252 446 961 0,0 337,6

GIACOBBE (2008) objectivou, para os betões de referência, uma resistência característica à compressão de 30

MPa, com um desvio padrão de 4,0 MPa e com uma trabalhabilidade definida por um abaixamento de 80±10 mm.

Através de um estudo prévio do traço, por tentativas e observações práticas, foi fixado e mantido constante para

todos os provetes, um teor de argamassa de 50%.

A borracha de pneu utilizada exibiu uma massa volúmica de 1,14 g/cm3. Por seu lado, o agregado grosso calcário

fixou aquela propriedade em 2,76 g/cm3 e o agregado fino, de origem quartzosa, em 2,62 g/cm3. Refira-se que a

borracha utilizada consiste num resíduo proveniente do processo de recauchutagem, do qual resultam partículas

irregulares de diferentes dimensões. Esta variabilidade foi corrigida por peneiração de modo a aproximar a sua

granulometria à da areia a substituir.

Foram produzidos betões relativos a três traços, 1:4, 1:5 e 1:6 (cimento: agregados, em massa). De forma mais

detalhada, o traço 1:4 pode ser decomposto em 1:2,5:1,5 (cimento: grossos: finos) e, de forma idêntica, os traços

1:5 e 1:6 em 1:3:2 e 1:3,5:2,5 respectivamente. A contribuição decisiva da relação A/C para a trabalhabilidade e o

intuito de manter esta última propriedade constante, sem recorrer a adjuvantes, obrigou à variação daquele

quociente.

Concretamente, cada traço divide-se em quatro misturas distintas pela variação da relação A/C ou pela alteração

na percentagem de borracha que substitui os finos. Deste modo, para além dos betões de referência, foram

produzidos betões com percentagens de substituição de 7,5 e 15%, em massa. Foi produzido, ainda, um quarto

grupo com uma percentagem de substituição de 15% e com uma relação A/C idêntica aos betões de referência.

Assim sendo, neste caso não se pretendeu atingir a trabalhabilidade já referida.

No Quadro 2.14, apresentam-se as dosagens dos betões de GIACOBBE (2008).

KHALOO (2008), para além de avaliar a influência de diferentes taxas de substituição, analisa a influência de essa

substituição ser feita nos finos, nos grossos ou em ambos. A tensão de rotura foi fixada para o betão de referência

em valores próximos de 30 MPa e foram obtidos resultados para provetes com 12,5, 25, 32,5 e 50% de volume

em borracha (relativamente ao volume total de agregados). Aos anteriores, que foram feitos separadamente para

finos e grossos, acrescentou-se ainda os que continham simultaneamente granulado de borracha fino e grosso em

volumes de 25 e 50% do total.


13

Quadro 2.14 – Dosagens dos betões de GIACOBBE (2008). Percentagens referentes à totalidade de finos a substituir em massa

Misturas (kg/m3)

% de substituição 0% 7,5% 15%

Traço 1:4 1:5 1:6 1:4 1:5 1:6 1:4 1:5 1:6 1:4 1:5 1:6

A/C 0,46 0,52 0,64 0,44 0,54 0,67 0,50 0,60 0,72 0,46 0,52 0,64

Cimento 438 365 313 438 365 313 438 365 313 438 365 313

Agregados grossos 1095 1095 1096 1095 1095 1096 1095 1095 1096 1095 1095 1096

Agregados finos 657 730 783 608 675 724 558 620 665 558 620 665

Borracha - - - 49 55 59 98 110 117 98 110 117

Água 201 191 202 193 197 210 219 219 225 201 191 202

Os materiais constituintes dos provetes incluem, para além do cimento portland, brita com uma dimensão

máxima de 20 mm que materializa o agregado grosso, areia natural com uma dimensão máxima de 4,75 mm

utilizada como agregado fino, e borracha com origem em pneus usados. Foram utilizados dois tipos de borracha:

fino, com uma granulometria próxima da areia, e grosso, proveniente da trituração mecânica e que pretende

substituir o agregado de maior dimensão.

No Quadro 2.15, apresentam-se as propriedades dos materiais de KHALOO (2008).

Quadro 2.15 – Propriedades dos materiais de KHALOO (2008)

Tipo de agregado Densidade relativa Massa volúmica aparente (kg/m3)

Agregado grosso 2,65 1701,3

Agregado fino 2,67 1716,8

Partículas de borracha 1,16 1150,0

As misturas foram denominadas por Cxx, Fxx e CxxFxx consoante se trate de uma substituição nos grossos, finos ou

em ambos. Os índices dizem respeito à percentagem a substituir no respectivo agregado. Naturalmente, quando

a substituição é feita nos finos, é usada borracha de granulometria inferior e, quando aquela é feita nos grossos, é

usada a de granulometria superior.

No Quadro 2.16, apresentam-se as dosagens dos betões de KHALOO (2008).

Quadro 2.16 – Dosagens dos betões de KHALOO (2008).

Mistura % de

agregados substituídos

Granulado grosso (kg)

Granulado fino (kg)

Agregado grosso (kg)

Agregado fino (kg)

Água (litros)

Cimento (kg)

P 0,0 0,0 0,0 900 900 227 350

C25 12,5 152,4 0,0 900 675 229 350

C50 25,0 304,2 0,0 900 450 299 350

C75 37,5 456,3 0,0 900 225 356 350

C100 50,0 609,5 0,0 900 0 442 350

F25 12,5 0,0 149,5 675 900 215 350

F50 25,0 0,0 299,0 450 900 282 350

F75 37,5 0,0 452,1 225 900 384 350

F100 50,0 0,0 602,8 0 900 453 350

C25F25 25,0 152,4 149,5 675 675 298 350

C50F50 50,0 304,2 301,4 450 450 434 350

STATE OF THE ART

14

TURATSINZE (2008) foca-se nas propriedades mecânicas de betões autocompactáveis com granulado de borracha

incorporado. Por conseguinte, foram necessários diversos adjuvantes, na combinação certa, com a finalidade de

evitar a severa segregação e exsudação que todas as soluções tradicionais revelaram e atribuir às misturas a

trabalhabilidade própria daquele tipo de betões.

Os materiais convencionais utilizados passam por um cimento 52,5R, por uma areia rolada (0-4 mm, densidade

relativa 2,62 e absorção de água de 1,90%), um agregado grosso rolado (4-10 mm, densidade 2,66 e absorção de

água de 1,10%) e um agregado grosso britado (10-14 mm, densidade relativa 2,67 e absorção de água de 0,90%).

A borracha foi obtida por trituração mecânica de pneus em fim de vida, de onde resultaram partículas de

dimensões entre 4 e 10 mm com uma densidade relativa de 1,2 e uma absorção de água desprezável.

Ao nível de aditivos e adjuvantes, recorreu-se a fíler calcário, um superplastificante (GLENIUM 27), um agente

modelador de viscosidade (RHEOMAC 890 F) e um agente introdutor de ar (MICRO-AIR 200).

O granulado de borracha foi incorporado através da substituição parcial do agregado grosso rolado (4-10 mm),

em volume. Este procedimento foi feito para valores de 10, 15 20 e 25%, fixando, ou não, a dosagem dos

restantes materiais de acordo com o Quadro 2.17.

Quadro 2.17 – Dosagens das misturas de TURATSINZE (2008)

Material Dosagens (kg/m

3)

SCC0R SCC10R SCC15R SCC20R SCC25R

Cimento 350,0

Fíler calcário 120,1

Agregado fino 833,2

Agregado grosso (4-10 mm) 468,3 299,7 210,7 132,6 46,8

Borracha 0,0 76,0 116,2 152,1 355,8

Agregado grosso (10-14 mm) 355,8

Superplastificante 3,90 4,90 5,20 5,80 6,80

Agente modelador de viscosidade 1,20

Agente introdutor de ar 0,46

Água / ligante 0,40

2.4.2. Trabalhabilidade

A trabalhabilidade é uma propriedade fundamental para distinguir betões com diferentes aplicações e quantificar

os limites que os tornam comparáveis. Desta forma, será indispensável determinar esta característica quando se

pretende avaliar a influência da introdução de materiais não correntes em betão.

Com o objectivo de mostrar uma relação plausível entre a trabalhabilidade e a percentagem de borracha

incorporada, procurou-se eliminar o maior número possível de variáveis que influenciem directamente esta

propriedade. Assim, desde logo, foram excluídos todos os estudos que recorrem a adjuvantes ou aditivos para

melhorar as características do betão. Para além disso, seleccionou-se apenas aqueles que mantém a mesma

relação A/C em toda a campanha experimental, sem alterar o traço. Por fim, por ser expectável que a substituição

feita nos grossos ou nos finos tenha uma influência significativa, optou-se por separar os resultados referentes a

cada um dos casos nas Figuras 2.1 e 2.2.


15

Figura 2.1 – Trabalhabilidade de betões com borracha por substituição nos grossos

Figura 2.2 – Trabalhabilidade de betões com borracha por substituição nos finos

Na tentativa de perceber se a incorporação de borracha no betão influi no seu comportamento quando se altera

o traço ou a relação A/C, apresenta-se a totalidade dos resultados de GIACOBBE (2008) relativos a esta matéria na

Figura 2.3.

Figura 2.3 – Influência do traço e da relação A/C na trabalhabilidade de betões com granulado de borracha – GIACOBBE (2008)

0

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20

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40

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Ab

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me

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(mm

)

Percentagem de grossos substituídos (volume)

KHALOO (2008)

CAIRNS (2004)

KHATIB (1999)*

TOUTANJI (1996)

ELDIN A (1993)*

ELDIN B (1993)*

* Adaptado de PIERCE (2004)

0

10

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30

40

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ab

aixa

me

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(mm

)

Percentagem de finos substituídos (volume)

BATAYNEH (2008)

KHALOO (2008)

KHATIB (1999)*

ELDIN (1993)*


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75

Ab

aixa

me

nto

(mm

)

Relação A/C

0% Traço 1:4

0% Traço 1:5

0% Traço 1:6

16% Traço 1:4

16% Traço 1:5

16% Traço 1:6

29% Traço 1:4

29% Traço 1:5

29% Traço 1:6

Percentagens em volume do agregado a substituir

STATE OF THE ART

16

A síntese dos resultados não deixa dúvidas que, apesar de KHALOO (2008) ter verificado pontualmente uma

tendência inversa para a influência da percentagem de borracha na trabalhabilidade, a extensão de resultados

experimentais indica, claramente, que o comportamento está correlacionado. Quer isto dizer que, à medida que a

substituição de agregados minerais por granulado de borracha aumenta, a trabalhabilidade diminui. No entanto,

convém notar que apesar de terem sido eliminadas diversas variáveis, a dispersão de resultados, para uma

mesma percentagem de substituição, mostra que existem outros factores com uma contribuição não desprezável.

A observação das Figuras 2.1 e 2.2 torna claro que é mais fácil prever o abaixamento quando a substituição é feita

nos finos. A razão para esta ocorrência poderá estar na diferente proveniência do granulado de borracha que

cada investigador utilizou e que, nos grossos, poderá ter uma variabilidade mais significativa em termos de forma

e dimensão. Senão, veja-se que os resultados da trabalhabilidade relativa à substituição de agregados por

granulado de borracha de dimensão máxima de 6mm e de origem criogénica (ELDIN B (1993)) são comparados

(Figura 2.1) com os relativos a granulado de borracha de dimensão compreendida entre 19 e 38 mm e

provenientes de trituração mecânica (ELDIN A (1993)).

Com base nos estudo que satisfazem os requisitos impostos e que pretendem investigar a influência da

substituição ser feita nos finos ou nos grossos (ELDIN (1993), KHATIB (1999) e KHALOO (2008)), é possível concluir

que quanto maior a dimensão do granulado utilizado, maior a perda de trabalhabilidade. Refira-se que a

globalidade dos resultados não permitiria tal conclusão, mas, justifica-se que a variabilidade das composições e

das características físicas dos materiais utilizados é responsável por tal facto. Assim, faz-se apenas referência a

estudos que efectuam simultaneamente a análise dos finos e grossos, uma vez que eliminam, à partida, aquelas

variáveis. Quando a substituição é feita nos finos e grossos simultaneamente, constata-se que os resultados são

intermédios dos que resultariam da substituição apenas nos finos ou nos grossos (KHALOO (2008)).

De acordo com PIERCE (2004), os 3 grupos de ELDIN (1993) mostram que existe considerável semelhança nos

resultados referentes à substituição de finos e de grossos criogénicos. Este facto sugere que, para além da

dimensão, a forma das partículas tem uma influência não desprezável (PIERCE 2004). A razão para esta conclusão

adicional prende-se com o rácio superfície / volume que é consideravelmente inferior nos granulados criogénicos,

por comparação com os granulados provenientes da trituração mecânica, que exige menos argamassa para os

envolver e, por consequência, confere maior trabalhabilidade (CAIRNS (2004)).

A investigação de GIACOBBE (2008) vem mostrar que para manter a trabalhabilidade e alterar (diminuir) o

quociente cimento / agregados, é necessário modificar (aumentar) a relação A/C. Este comportamento não se

revela diferente quando se introduz granulado de borracha no betão. Para além disto, é possível referir ainda

que, para maiores quantidades de granulado de borracha, os valores da relação A/C que sustentam a

invariabilidade do abaixamento são significativamente superiores.

Por fim, convém dizer que existe um consenso generalizado, junto de diversos investigadores (ELDIN (1993) por

CAIRNS (2004), TOUTANJI (1996), BATAYNEH (2008) e KHALOO (2008)), em classificar os betões com granulado de

borracha como de trabalhabilidade aceitável, em termos de manuseamento, colocação e acabamento, apesar dos

resultados de abaixamento registados. KHALOO (2008) vai ainda mais longe quando sugere que outro método

seria necessário para avaliar correctamente a trabalhabilidade. Deste modo, a perda de trabalhabilidade encontra

explicação no aumento da viscosidade da mistura (PIERCE (2004)) e na diminuição da massa volúmica. Como o

resultado do ensaio do cone de Abrams depende da gravidade, quanto menor a massa volúmica do betão, menor

o abaixamento (GIACOBBE (2008)).


17

2.4.3. Massa volúmica

Devido à significativa diferença entre a massa volúmica dos agregados naturais e a da borracha, é presumível que

à medida que taxa de substituição aumente, a massa volúmica do betão diminua. Para apoiar o exposto, foram

analisados os dados bibliográficos disponíveis, tendo sido feita a distinção dos resultados tendo em conta a

dimensão dos agregado a substituir (Figuras 2.4 e 2.5).

Figura 2.4 – Massa volúmica de betões com borracha por substituição nos grossos

Figura 2.5 – Massa volúmica de betões com borracha por substituição nos finos

Analisando a generalidade dos resultados, poderá inferir-se que a substituição feita nos grossos, por comparação

com a dos finos, diminui de forma mais significativa a massa volúmica do betão. Esta conclusão não é previsível e

torna-se errónea quando se despreza a composição mais corrente dos betões. De facto, a dosagem de grossos é

frequentemente mais expressiva do que a dos finos. Como consequência, a substituição da sua totalidade

representa uma maior quantidade de material a substituir, o que implica maiores variações na massa volúmica.

De outro modo, alterar uma percentagem de grossos traduz-se numa maior quantidade de material substituído

do que a mesma alteração nos finos porque, no caso dos últimos, existe uma participação menor no volume

50

55

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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o b

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o d

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KHALOO (2008)

TURATSINZE (2008)

CAIRNS (2004)

KHATIB (1999)*

TOPÇU (1996)

ELDIN A (1993)*

ELDIN B (1993)*


65

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80

85

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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cia


BATAYNEH (2008)

KHALOO (2008)

BIEL (2004) - PCC

KHATIB (1999)

FEDROFF (1996)

ELDIN (1993)*


STATE OF THE ART

18

global do betão. Para contornar esta questão, observe-se, por exemplo, os resultados de ELDIN (1993) relativos à

substituição dos grossos. De imediato se conclui que a substituição por granulado criogénico de dimensão inferior

a 6 mm (ELDIN B (1993)) exibe resultados da massa volúmica sistematicamente inferiores em comparação com a

mesma substituição feita por granulado triturado de dimensão compreendida entre 19 e 38 mm (ELDIN A (1993)).

Assim, conclui-se exactamente o oposto: para uma mesma quantidade de borracha incorporada, a substituição

feita nos finos, por comparação com a dos grossos, diminui de forma mais significativa a massa volúmica do

betão. Para corroborar o exposto, analise-se o trabalho de KHALOO (2008) que tem a particularidade de a

dosagem de finos e grossos ser exactamente a mesma para todos os espécimes. Neste caso, à excepção do último

ponto, os resultados estão de acordo com o mencionado. A razão para este comportamento tem explicação no

aumento do teor de ar no interior destes betões, devido à maior superfície específica de granulados finos, bem

como nas características polares da borracha, que tendem a repelir a água e atrair o ar (CAIRNS (2004)).

PIERCE (2004) sugere que a massa volúmica de betões com granulado de borracha pode ser estimada por uma

função linear do tipo:

Equação 2.1

Onde:

- massa volúmica do betão com granulado de borracha;

- massa volúmica do betão de referência;

- percentagem de finos ou grossos substituídos; e

- coeficiente que depende do tipo de granulado e que, de acordo com o mesmo autor, varia entre 0,15 e 0,23

para substituições nos finos e entre 0,23 e 0,28 para substituições nos grossos.

Para avaliar a contribuição de outras variáveis para a massa volúmica, apresentam-se os resultados de GIACOBBE

(2008) na Figura 2.6. Note-se que os resultados associados por traço contínuo são relativos a betões com a

mesma trabalhabilidade e os decompostos por traço interrompido representam a mesma relação A/C do que o

respectivo betão de referência e, portanto, exibem um abaixamento significativamente menor.

Figura 2.6 – Influência do traço na massa volúmica de betões com granulado de borracha – GIACOBBE (2008)

Dos resultados de GIACOBBE (2008), é possível concluir que, para maiores valores da relação cimento /

agregados, a diminuição da massa volúmica é menos significativa quando se aumenta sucessivamente a

85

90

95

100

105

0 5 10 15 20 25 30

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mic

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o

be

tão

de

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ferê

nci

a


Traço 1:4

Traço 1:5

Traço 1:6


19

incorporação de borracha. Esta conclusão é imediata quando se tem por base que, para maiores valores daquele

quociente, a quantidade de agregados no betão é menor e, portanto, uma percentagem dessa quantidade será

também menor, o que implica incorporar menos borracha na matriz cimentícia.

Também se pode tirar a conhecida conclusão da sobreposição dos traços contínuos com os interrompidos; assim,

para valores menores da relação A/C, a massa volúmica aumenta devido à diminuição da quantidade de ar

introduzida nos betões.

2.4.4. Teor de ar

Apesar de a maioria dos investigadores não tratar o teor de ar de betões com borracha com o mesmo detalhe de

outras propriedades, pensa-se que a sua contribuição para as características finais de resistência e durabilidade é

de tal forma importante que será feito o levantamento dos resultados existentes. Assim, apresenta-se, na Figura

2.7, os resultados de TURATSINZE (2008) e FEDROFF (1996).

Figura 2.7 – Teor de ar de betões com borracha

Desde logo, convém dizer que os resultados dos dois trabalhos não são directamente comparáveis porque os

objectivos de aplicação dos betões são francamente distintos e, portanto, as características físicas também o

serão (autocompactáveis no caso de TURATSINZE (2008)). Para além disso, regista-se a utilização de diversos

adjuvantes em ambos os casos que, para além de serem diferentes e aplicados em dosagens distintas, variam em

função da taxa de substituição de borracha. Para diferenciar ainda mais os dois trabalhos, assinale-se que a

substituição é feita em agregados de dimensões desiguais.

Apesar das divergências apontadas, é válido concluir que, à medida que a percentagem de substituição aumenta,

o teor de ar introduzido no betão também aumenta. A explicação para esta ocorrência deverá estar no

comportamento hidrofóbico da borracha que tende a repelir a água e atrair ar. Este argumento é utilizado por

diversos investigadores (KHALOO (2008), TURATSINZE (2008), CAIRNS (2004), SIDDIQUE (2004) e FEDROFF (1996))

e traz como consequência a dependência do teor de ar da superfície específica do granulado utilizado. Deste

modo, é expectável que, para a mesma quantidade de borracha incorporada no betão, a substituição nos finos

conduza a maiores teores de ar introduzidos do que quando aquela substituição é feita nos grossos.

Convém referir que FIGUEIREDO (2007) não observou maiores valores do teor de ar, quer com o aumento da

percentagem de borracha, quer quando a substituição foi feita nos finos. O autor argumenta que este

comportamento anómalo poderá estar na utilização das fibras de aço remanescentes do processo de

transformação que diminuem o teor de ar.

0

2

4

6

8

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12

0 5 10 15 20 25

Teo

r d

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r (%

)

Percentagem de substituição nos agregados respectivos (volume)

TURATSINZE (2008) - substituição nos grossos

FEDROFF (1996) - substituição nos finos

STATE OF THE ART

20

2.4.5. Resistência à compressão

Devido à extrema importância da resistência à compressão na caracterização do betão, a análise da sua

correlação com a incorporação de granulado de borracha é, sem dúvida, a mais divulgada e discutida. Contudo,

além da imensa variedade de materiais e dosagens presentes nos diferentes trabalhos, acresce ainda a utilização

de provetes de geometria e dimensões distintas, o que impossibilita a comparação directa de resultados. No

entanto, é razoável fazer uma análise conclusiva com base na perda de resistência, que aliás foi a metodologia

proposta por diversos investigadores.

2.4.5.1. Influência da percentagem de granulado de borracha na resistência à compressão

O nível de desenvolvimento da investigação nesta matéria confere uma quantidade de resultados relativamente

extensa. Deste modo, de forma a tornar legível os dados respeitantes aos diversos investigadores, optou-se por

efectuar a sua apresentação separadamente, em função da dimensão das partículas de borracha introduzidas no

betão. Assim, as Figuras 2.8 e 2.9 referem-se à alteração dos grossos, as Figuras 2.10 e 2.11 aos finos e as Figuras

2.12 e 2.13 à alteração simultânea dos finos e grosso. Refira-se que a primeira e segunda figuras de cada grupo

são alusivos, respectivamente, ao valor absoluto da resistência à compressão e ao valor relativo da mesma

propriedade para o betão de referência.

Figura 2.8 – Resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos grossos (28 dias)

Figura 2.9 – Percentagem da resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos grossos (28 dias)

0

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KHALOO (2008) (50 dias)

TURATSINZE (2008)

CAIRNS (2004) - AP

KHATIB (1998)*

TOPÇU (1996)

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TURATSINZE (2008)

CAIRNS (2004) - AP

KHATIB (1998)*

TOPÇU (1996)

TOUTANJI (1996)

ELDIN (1993)*



21

Figura 2.10 – Resistência à compressão de betão com borracha por substituição nos finos (28 dias)

Figura 2.11 – Percentagem da resistência à compressão de betão com borracha por substituição nos finos (28 dias)

Figura 2.12 – Resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos e grossos

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BATAYNEH (2008)

GIACOBBE (2008) - 1:5


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BATAYNEH (2008)

GIACOBBE (2008) - 1:5


BIEL (2004) - PCC

KHATIB (1998)*

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FEDROFF (1996)

TOPÇU (1996)

ELDIN (1993)*


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50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (M

Pa)

Percentagem de finos e grossos substituídos (volume)


GUNEYISI (2004) - A/C=0,4 (90 dias)


KHATIB (1999) (28 dias)*

* Adaptado de GIACOBBE (2008)

STATE OF THE ART

22

Figura 2.13 – Percentagem da resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos e grossos

Apesar de os resultados não apresentarem uma dispersão estreita, é notório que, independentemente da

dimensão do granulado utilizado, a incorporação de borracha no betão afecta significativamente a sua resistência

à compressão. A bibliografia explica o facto com base, principalmente, na diferença de propriedades físicas entre

a borracha e os agregados minerais. Concretizando, a reduzida rigidez da borracha, relativamente aos restantes

materiais, implica uma contribuição para a resistência global diminuta. Por consequência, as partículas de

borracha promovem a formação de tensões elevadas na sua periferia e, como resultado disso, surgem fissuras

que, suficientemente propagadas, conduzem à rotura prematura dos provetes (KHALOO (2008), GUNEYISI (2004),

BIEL (2004) e KHATIB (1999) citado por BATAYNEH (2008)). TOPÇU (1996) explica o fenómeno com base nos

elevados esforços de tracção na direcção perpendicular à aplicação da carga e TURATSINZE (2008) faz ainda

referência ao elevado coeficiente de Poisson como causa da significativa perda de resistência.

GIACOBBE (2008), à semelhança de alguns dos anteriores investigadores, equipara o espaço ocupado pelo

granulado de borracha a vazios. Para suportar a comparação, o autor recorre à teoria de Abrams (1924), descrita

pelo mesmo, que possibilita a previsão da resistência à compressão do betão com base na relação A/C adoptada.

Nesta variável explicativa, GIACOBBE (2008) propôs, para betões com granulado de borracha, a alteração da

relação A/C para o quociente (A+volume de borracha)/C e obteve fortes correlações com o modelo de Abrams.

Refira-se que, conceptualmente, para permitir a comparação feita, considerou-se que a água excedente do

processo de hidratação, materializada na relação modificada pelo volume de borracha, ao evaporar, é substituída

por vazios.

Outra consideração amplamente mencionada e que será desenvolvida posteriormente, diz respeito à fraca

aderência entre as partículas de borracha e o ligante. Com efeito, diversos investigadores procuraram contrariar

esta questão através do tratamento dos granulados de borracha ou pelo seu envolvimento em cimento e

obtiveram resultados relativamente consensuais.

Com o objectivo de prever a resistência à compressão em função do teor de borracha existente no betão, diversas

relações foram apresentadas. KHATIB (1999) citado por GIACOBBE (2008), KHALOO (2008) e GUNEYISI (2004),

após estudar diversos tipos de funções, incluindo diversos graus de polinómios, propôs uma expressão do tipo:

Equação 2.2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão








23

Onde:

- factor de redução;

- rácio volumétrico entre o granulado de borracha e o volume total de agregados; e

- parâmetros de ajuste que dependem, entre outros factores, da dimensão do granulado.

PIERCE (2004) sugere a seguinte função:

Equação 2.3

Onde:

- resistência à compressão do betão com granulado de borracha;

- resistência à compressão do betão de referência;

- percentagem de agregado substituído por borracha (forma decimal); e

- coeficiente que depende da dimensão do agregado a substituir e que, de acordo com o autor, toma valores

entre 1,15 e 2,65 para os finos, 1,50 e 2,70 para os grossos e 2,65 para os finos e grossos.

KHALOO (2008) assume que o comportamento do espaço ocupado pela borracha se assemelha a vazios e

apresenta o conceito de área efectiva, ou seja, secção transversal do provete que efectivamente resiste ao

carregamento. A função resulta na seguinte:

Equação 2.4

Onde:

- área efectiva do provete;

- área total do provete; e

- percentagem volumétrica do granulado de borracha em relação ao volume total de betão.

2.4.5.2. Influência da dimensão do agregado substituído

De forma a ser possível inferir alguma consequência da dimensão das partículas de borracha na resistência à

compressão, apurou-se apenas os autores que dispõem de resultados relativos à substituição em separado nos

finos e nos grossos (KHATIB (1999) adaptado por GIACOBBE (2008) e TOPÇU (1996)). Com este procedimento,

foram eliminadas quaisquer outras variáveis que não sejam a dimensão do granulado substituído.

Figura 2.14 – Resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos ou nos grossos (28 dias)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10 20 30 40 50 60

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (M

Pa)

Percentagem de substituição do total de agregados (volume)

KHATIB (1999)* finos

KHATIB (1999)* - finos e grossos

KHATIB (1999)* - grossos

TOPÇU (1996) - finos

TOPÇU (1996) - grossos


STATE OF THE ART

24

Figura 2.15 – Percentagem da resistência à compressão de betões com borracha por substituição nos finos ou nos grossos (28 dias)

Os resultados das Figuras 2.14 e 2.15, como os próprios autores defendem, permitem concluir que a substituição

feita nos finos agrava menos a perda de resistência à compressão. Adicionalmente, os resultados de KHATIB

(1999), adaptados de GIACOBBE (2008), mostram que a substituição simultânea nos finos e grossos conduz,

relativamente à exclusiva nos finos ou grossos, a resultados intermédios. Todavia, devido à pequena dimensão da

amostra, são referidos, na Figura 2.16, os resultados de KHALOO (2008) que, apesar de apresentarem uma escala

de valores significativamente distinta, não permitem tirar a mesma conclusão.

Figura 2.16 – Percentagem da resistência à compressão dos betões de KHALOO (2008) (50 dias)

O autor descreve que a resistência à compressão é maior quando a substituição é feita nos grossos para

percentagens de substituição inferiores ou iguais a 25% do total de agregados. Para valores superiores a este, os

resultados invertem-se. Refira-se que não é apresentada qualquer explicação para o descrito.

Consultando SIDDIQUE (2004), lê-se que autores como ALI (1993) e FATTUHI (1996) observaram um

comportamento contrário ao de TOPÇU (1996) e KHATIB (1999), o que impossibilita qualquer conclusão definitiva

nesta matéria.

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão


KHATIB (1999)* finos

KHATIB (1999)* - finos e grossos





0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

12,5 25 37,5 50Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão


Finos

Grossos

Finos e grossos


25

2.4.5.3. Influência da ligação entre o granulado de borracha e a matriz cimentícia

A aderência entre a borracha e o ligante parece interferir significativamente na resistência à compressão, de tal

modo que diversos investigadores conduziram os seus estudos no sentido de melhorar esta condição. CAIRNS

(2004) experimenta envolver o granulado de borracha em cimento com o objectivo de alterar a transição entre

este e a matriz cimentícia. Para isto, desenvolveu quatro misturas (A, B, C e D), cujos resultados são explicitados

na Figura 2.17. A consulta do ponto 2.4.1 permite perceber que os betões com granulado de borracha envolvido

em cimento são designados sempre com a letra C e estão representados a vermelho na referida figura.

Figura 2.17 – Percentagem da resistência à compressão dos betões de CAIRNS (2004) (28 dias)

Com base na informação apresentada, o autor conclui que havia uma melhoria significativa da resistência à

compressão quando o granulado de borracha era envolvido previamente em cimento. Esta tendência manteve-se

independentemente da relação A/C ou das diferentes granulometrias de grossos utilizadas. De acordo com o

descrito, estiveram os resultados de LI (1998) (Figura 2.18) que fixou a percentagem de substituição em 30% do

volume de finos e se preocupou exclusivamente com o tratamento do granulado.

Recorde-se que o RBC-0 é o betão de referência e o RBC-1 e o RBC-2 são, respectivamente, os betões sem e com

envolvimento de granulado por cimento. O RBC-3 contempla a utilização de um polímero derivado da celulose

(METHOCEL), mas os seus resultados foram menos interessantes do que o betão sem qualquer tipo de adição

(RBC-2).

20

30

40

50

60

70

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90

100

0 10 20 30 40 50Pe

rce

nta

gem

da

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stê

nic

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ssão


AP

AC

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nic

a à

com

pre

ssão


BP

BC

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nic

a à

com

pre

ssão


CP

CC

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nic

a à

com

pre

ssão


DP

DC

STATE OF THE ART

26

Figura 2.18 – Resistência à compressão dos betões de LI (1998) (28 dias)

Relativamente à resistência à compressão de betões com granulado de borracha, GUNEYISI (2004) tentou

compreender a influência da substituição do cimento por sílica de fumo e ainda se este aspecto está dependente

da relação A/C adoptada. Os resultados deste investigador surgem neste ponto através das Figuras 2.19 e 2.20,

dado que este defende ser expectável que o uso de sílica de fumo seja benéfico para a aderência entre a borracha

e o ligante devido à reduzida dimensão das partículas daquele material.

Figura 2.19 – Resistência à compressão dos betões de GUNEYISI (2004) para A/C=0,6 (90 dias)

Figura 2.20 – Resistência à compressão dos betões de GUNEYISI (2004) para A/C=0,4 (90 dias)

0

10

20

30

40

50

60

70

RBC-0 RBC-1 RBC-2 RBC-3R

esi

stê

nci

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com

pre

ssão

(Mp

a)

Provetes

0

10

20

30

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

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mp

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ão (M

Pa)


0%

5%

10%

15%

20%

As percentagens são relativas à subsituição do cimento por sílica de fumo

0

10

20

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40

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0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Re

sist

ên

ica

à co

mp

ress

ão (M

Pa)


0%

5%

10%

15%

20%

As percentagens são relativas à subsituição do cimento por sílica de fumo


27

Como se observa pelas Figuras 2.19 e 2.20, no que toca a resistência à compressão do betão, a sílica de fumo tem

um efeito favorável e tanto mais pronunciado quanto maior for a relação A/C. Para além disto, o incremento de

resistência é menor para teores de sílica de fumo superiores.

SIDDIQUE (2004) refere que, na bibliografia consultada, o tratamento das partículas de borracha varia desde a

simples lavagem com água até ao recurso a ácido. Neste último caso, a solução alcalina de hidróxido de sódio

(NaOH) foi a que promoveu melhores resultados, por tornar a superfície das partículas ligeiramente mais

texturada e, consequentemente, favorecer a sua aderência ao ligante. Neste ponto, refira-se que existe

fundamentação pelo uso do microscópio electrónico na análise da superfície da borracha. Convém notar, no

entanto, que ALBANO (2005) foi um dos investigadores que estudou a utilização do hidróxido de sódio, tendo

concluído que a melhoria de resistência não era significativa.

2.4.5.4. Influência da borracha na evolução da resistência à compressão

A utilização de betão para as mais diversas aplicações exige o conhecimento da evolução da sua resistência. Neste

sentido e com base na bibliografia consultada, procura identificar-se algum comportamento anómalo que tenha

origem na introdução de granulado de borracha no betão. Assim, apresenta-se os resultados de FEFROFF (1996) -

Figura 2.21, GIACOBBE (2008) - Figura 2.22 e CAIRNS (2004) - Figura 2.23, dos quais o primeiro é o mais detalhado

nesta matéria.

Figura 2.21 – Evolução da resistência à compressão dos betões de FEFROFF (1996)

Figura 2.22 – Evolução da resistência dos betões de GIACOBBE (2008)

0

10

20

30

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60

0 10 20 30 40 50 60

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mp

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ão (M

pa)

Dias

0%

10%

20%

30%

*Percentagens em volume do total de finos

0

5

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0 5 10 15 20 25 30

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mp

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ão (M

Pa)

Dias

1:4 - 0%

1:4 - 16%

1:4 - 29%

1:5 - 0%

1:5 - 16%

1:5 - 29%

1:6 - 0%

1:6 - 16%

1:6 - 29%

*Percentagens em volume do total de finos

STATE OF THE ART

28

Figura 2.23 – Evolução da resistência à compressão dos betões de CAIRNS (2004)

A observação das figuras anteriores sugere que não é perceptível qualquer influência da introdução de granulado

de borracha na evolução da resistência do betão. No entanto, FEDROFF (1996) refere que, comparando os betões

com 0 e 30% de finos de borracha, para o dia 1 o quociente entre as resistências é de, aproximadamente, 5,5

enquanto que, para os 56 dias, é de 3,4. Isto pode indicar, de acordo com o autor, que, para idades mais jovens, a

perda de resistência de betões com um teor de borracha superior é mais significativa.

Os resultados apresentados permitem ainda induzir que, apesar de o valor absoluto da resistência variar com

outros factores como o traço, a continuidade da curva granulométrica e o envolvimento das partículas por

cimento, a sua influência para a evolução da resistência de betões com granulado de borracha é desprezável.

2.4.5.5. Influência da utilização de cimentos especiais

BIEL (2004) defende que as características melhoradas de resistência, conferidas pelo oxicloreto de magnésio

(MOCC), aumentam significativamente o desempenho de betões com borracha. Escreve ainda que estes betões

se tornam interessantes para aplicações estruturais, para níveis de substituição inferiores a 17% do volume total

de agregados. De facto, o autor presenciou, para os betões MOCC, resistências da ordem de grandeza de duas

vezes e meia a resistência de betões com cimentos correntes (PCC). No entanto, constatou-se que esta relação se

manteve aproximadamente independente da percentagem de borracha, o que torna constante a perda de

resistência para os betões de referência e retira interesse à metodologia.

0

5

10

15

20

25

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35

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45

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5 10 15 20 25 30

Res

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nci

a à

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pre

ssã

o (

MP

a)

Dias

A - 0% AP - 10% AC - 10% AP - 25%

AC - 25% AP - 50% AC - 50%

*Percentagens em volume do total de grossos

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

5 10 15 20 25 30

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssã

o (

MP

a)

Dias

B - 0% BP - 10% BC - 10% BP - 25%

BC - 25% BP - 50% BC - 50%


0

5

10

15

20

25

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35

40

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50

55

5 10 15 20 25 30

Res

istê

nci

a à

com

pre

ssã

o (

MP

a)

Dias

C - 0% CP - 7% CC - 7% CP - 17%

CC - 17% CP - 33% CC - 33%


0

5

10

15

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25

30

35

40

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50

5 10 15 20 25 30

Res

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a à

com

pre

ssã

o (

MP

a)

Dias

D - 0% DP - 7% DC - 7% DP - 17%

DC - 17% DP - 33% DC - 33%



29

2.4.6. Resistência à tracção

Praticamente a par da compressão, a resistência à tracção de betões com granulado de borracha encontra-se

amplamente referenciada por inúmeros investigadores. Neste sentido, à semelhança do procedimento adoptado

anteriormente, faz-se uma distinção de dados em função da dimensão do granulado utilizado. Adicionalmente, é

explicitamente tido em conta o ensaio utilizado na quantificação desta propriedade por se julgar que contribua

para a variabilidade de resultados. Diga-se que, embora o mais comum seja o da resistência à tracção por

compressão diametral, alguns investigadores optaram pela resistência à tracção por flexão ou por ambas.

2.4.6.1. Influência da percentagem de granulado de borracha

O tratamento dos dados bibliográficos pelas figuras permite a síntese que é apresentada de seguida. Relembre-se

que a primeira e segunda figuras de cada grupo são alusivas, respectivamente, ao valor absoluto da resistência à

tracção e ao valor relativo da mesma propriedade para o betão de referência. As Figuras 2.24, 2.25 e 2.26 dizem

respeito à utilização de granulado de maior dimensão e, por sua vez, os Figuras 2.27, 2.28 e 2.29 são relativas ao

de menor dimensão.

Figura 2.24 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos grossos – ensaio por compressão diametral

Figura 2.25 – Percentagem da resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos grossos – ensaio por compressão diametral

0,0

2,0

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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MP

a)


CAIRNS (2004) - AP (14 dias)


TOPÇU (1996) (28 dias)

ELDIN (1993) (28 dias)*


0

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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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trac

ção





ELDIN (1993) (28 dias)*


STATE OF THE ART

30

Figura 2.26 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos grossos e respectiva percentagem (28 dias) – ensaio por flexão

Figura 2.27 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos finos (28 dias) – ensaio por compressão diametral

Figura 2.28 – Percentagem da resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos finos (28 dias) – ensaio por compressão diametral

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

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0 20 40 60 80 100

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TURATSINZE (2008) CAIRNS (2004) - DP TOUTANJI (1996)

40

50

60

70

80

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110

120

130

0 20 40 60 80 100

Pe

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nta

gem

da

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stê

nci

a à

trac

ção


TURATSINZE (2008) CAIRNS (2004) - DP TOUTANJI (1996)

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

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cia

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acçã

o (

MP

a)


BATAYNEH (2008)

BIEL (2004) - PCC

KHATIB (1998)*

FEDROFF (1996)

TOPÇU (1996)

ELDIN (1993)*


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

trac

ção


BATAYNEH (2008)

BIEL (2004) - PCC

KHATIB (1998)*

FEDROFF (1996)

TOPÇU (1996)

ELDIN (1993)*



31

Figura 2.29 – Resistência à tracção de betões com borracha por substituição nos finos e respectiva percentagem (28 dias) – ensaio por flexão

À excepção de resultados pontuais que registam um ligeiro acréscimo de resistência à tracção com o aumento da

percentagem de borracha, a generalidade dos mesmos permite concluir que a resistência diminui. Daqueles,

CAIRNS (2004) evidencia-se por apresentar resultados favoráveis para percentagens de substituição inferiores a

20%. A explicação, face à discordância com todos os outros investigadores, poderá estar no valor relativamente

reduzido da resistência à tracção do betão de referência. No entanto, refira-se que o investigador não sugere tal

justificação, escrevendo apenas que esta variabilidade é de difícil explicação e que se deverá prosseguir os

estudos para confirmar o resultado.

As razões encontradas que fundamentam este comportamento encontram completo paralelismo nas que

justificam a perda de resistência à compressão. Deste modo, a analogia a vazios que encontra base na diferença

de rigidez entre materiais e que origina tensões acrescidas na periferia das partículas de borracha explica o

comportamento que estes dados comprovam. Para além disto, destaca-se a adesão entre a matriz cimentícia e o

granulado de borracha que também aqui se apresenta melhor caso se utilizem as metodologias anteriormente

descritas (tratamento da superfície, envolvimento das partículas com cimento e utilização de sílica de fumo).

No que respeita a funções que descrevem a resistência à tracção com base na percentagem de borracha, refira-se

que PIERCE (2004) considera que os resultados são demasiado dispersos e, portanto, não sugere qualquer

solução. Por outro lado, o procedimento de KHATIB (1999), descrito anteriormente e que apresenta factores de

redução para as propriedades mecânicas do betão, também aqui encontra aplicação (GUNEYISI (2004)).

Finalmente, diga-se que, embora o conceito de áreas efectivas de KHALOO (2008) mantenha coerência neste

ponto, se deve colocar algumas reservas pois o autor não analisou a resistência à tracção dos seus betões.

Mencione-se que, apesar da dispersão de resultados referida por PIERCE (2004), excluindo o resultado do betão

de referência de KHATIB (1998) que apresenta um resultado invulgarmente elevado, os dados anteriores exibem

um intervalo relativamente restrito, como se pode comprovar nas Figuras 2.24 e 2.27.

2.4.6.2. Influência da dimensão do granulado

Uma vez que até este ponto existe concordância no comportamento mecânico das propriedades analisadas, é

expectável que, à semelhança do que ocorreu para a compressão, a dimensão do granulado de borracha tenha

uma influência mensurável na resistência à tracção. Com o objectivo de confirmar este paralelismo, na Figura

2.30, apresentam-se resultados relativos a autores que analisam a influência da dimensão das partículas de

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0 20 40 60 80 100

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sist

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acçã

o (

MP

a)


BATAYNEH (2008) GIACOBBE (2008) - 1:5

0

20

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0 20 40 60 80 100

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

trac

ção


BATAYNEH (2008) GIACOBBE (2008) - 1:5

STATE OF THE ART

32

borracha na resistência à tracção (TOPÇU (1996) e KHATIB (1998) por PIERCE (2004)). Com este procedimento,

encurta-se a possibilidade de dependência de outros factores e atribui-se maior fiabilidade às eventuais

conclusões. Recorde-se que, devido à contradição de diversos autores na influência da dimensão do granulado na

resistência à compressão, não foi possível tirar qualquer conclusão neste assunto.

Figura 2.30 – Resistência à tracção de betões com granulado de borracha de diferentes dimensões (28 dias) – ensaio por compressão diametral

A apreciação da Figura 2.30 permite inferir que, apesar de a amostra se resumir a dois investigadores, não é

observável qualquer influência da dimensão do granulado de borracha na resistência à tracção. Por conseguinte,

neste assunto, é possível dizer que a resistência à tracção sofre uma influência diferente da resistência à

compressão quando se utiliza granulado de borracha de diferentes dimensões.

2.4.6.3. Influência do tipo de ensaio

De acordo com o MODEL CODE 1990, caso não haja factores de conversão específicos para tornar comparáveis os

resultados do ensaio por flexão e do ensaio por compressão diametral, pode estimar-se a resistência à tracção

através das seguintes expressões:

Equação 2.5

Equação 2.6

Onde:

- resistência à tracção (MPa);

- resistência à tracção na flexão (MPa);

- resistência à tracção por compressão diametral (MPa);

- 100 mm; e

- altura da viga (mm).

Veja-se que a utilização das expressões anteriores revela que os resultados obtidos através do ensaio de flexão

deverão ser sistematicamente superiores aos provenientes do ensaio por compressão diametral. Para tal não se

confirmar, é necessário que a altura da viga a ensaiar na flexão seja próxima de 1293 mm, o que atesta, na

prática, a veracidade daquela afirmação ( ).

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

0 10 20 30 40 50 60

Re

sist

ên

cia

à tr

acçã

o (

Mp

a)


KHATIB (1998)* - finos






33

Na Figura 2.31, são apresentados os resultados de autores que analisaram a resistência à tracção segundo os dois

ensaios.

Figura 2.31 – Influência do ensaio na resistência à tracção de betões com granulado de borracha

De acordo com o expectável, a resistência à tracção na flexão é superior à obtida no ensaio por compressão

diametral. Veja-se que, apesar de o período de cura ser desfavorável à resistência à flexão dos betões de CAIRNS

(2004), os seus valores são significativamente superiores aos do ensaio alternativo, o que demonstra a

importância desta questão nos resultados.

2.4.7. Curva extensão-tensão

Para descrever totalmente as principais características mecânicas do betão, é fundamental quantificar de forma

objectiva a sua curva extensão-tensão. Neste sentido, existe particular interesse em recorrer ao módulo de

elasticidade para avaliar com rigor a influência da incorporação de granulado de borracha na curva em questão.

Comente-se que, previsivelmente, a utilização de um material com propriedades físicas totalmente distintas da

restante matriz cimentícia afectará mais do que a rigidez. Assim, serão discutidos os resultados disponíveis na

bibliografia referentes à tenacidade e, quando se julgar oportuno e relevante, serão expressas as observações que

descrevem qualitativamente o comportamento dos betões.

2.4.7.1. Módulo de elasticidade

Uma vez que o volume de dados disponíveis na bibliografia é consideravelmente menor neste assunto do que nos

anteriores, optou-se por associar os resultados em apenas dois grupos de figuras. Os identificados nas Figuras

2.32 e 2.33 são alusivos, respectivamente, à influência no valor absoluto e relativo do módulo de elasticidade

devido à substituição dos agregados finos ou grossos e, por sua vez, nas Figuras 2.34 e 2.35 avalia-se a mesma

influência para a substituição simultânea nos finos e grossos. Adicionalmente, nos resultados de KHALOO (2008),

opta-se por cruzar a informação, de forma a perceber se a dimensão do agregado substituído afecta o módulo de

elasticidade. Refira-se ainda que o estudo de FEDROFF (1996) contempla a evolução temporal desta propriedade

e permite concluir que, apesar da variação em termos absolutos, a variação relativa mantém-se constante,

independentemente da idade e da taxa de substituição. Esta conclusão permite comparar, na segunda figura de

cada grupo, a percentagem do módulo de elasticidade de betões com idades distintas.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Re

sist

ên

cia

à tr

acçã

o (

Mp

a)

Percentagem de substituição dos respectivos agregados (volume)

BATAYNEH (2008) - compressão diametral (28 dias)

BATAYNEH (2008) - flexão (28 dias)

CAIRNS (2004) - DP - compressão diametral (14 dias)

CAIRNS (2004) - DP - flexão (7 dias)

STATE OF THE ART

34

Figura 2.32 – Módulo de elasticidade de betões com borracha por substituição nos finos ou nos grossos (28 dias)

Figura 2.33 – Percentagem do módulo de elasticidade de betões com borracha por substituição nos finos ou nos grossos

Figura 2.34 – Módulo de elasticidade dos betões de GUNEYISI (2004) e KHALOO (2008)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35

Mó

du

lo d

e e

last

icid

ade

(G

Pa)

Percentagem de finos ou grossos substituídos (volume)

Finos 1:4 - GIACOBBE (2008)



Grossos - TURATSINZE (2008)

Finos - LI (1998)

Finos - FEDROFF (1996)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Pe

rce

nta

gem

do

mó

du

lo d

e E

last

icid

ade


Finos 1:4 (28 dias) - GIACOBBE (2008)



Grossos (50 dias) - KHALOO (2008)

Finos (50 dias) - KHALOO (2008)

Grossos (28 dias) - TURATSINZE (2008)

Finos (28 dias) - LI (1998)

Finos (28 dias) - FEDROFF (1996)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 10 20 30 40 50

Mó

du

lo d

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last

icid

ade

-9

0 d

ias

(Gp

a)


A/C=0,4 - GUNEYISI (2004) A/C=0,6 - GUNEYISI (2004)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50Mó

du

lo d

e E

last

icid

ade

-5

0 d

ias

(GP

a)

Percentagem do total de agregados subsituídos (volume)

Finos - KHALOO (2008) Grossos - KHALOO (2008)

Finos e grossos - KHALOO (2008)


35

Figura 2.35 – Percentagem do módulo de elasticidade dos betões de KHALOO (2008) e de GUNEYISI (2004)

Assiste-se a um consenso generalizado no que respeita a redução do módulo de elasticidade com o aumento da

percentagem de substituição de agregados, independentemente de esta ser feita nos finos ou grossos. Esta

tendência pode ser facilmente explicada com base na forte correlação entre o módulo de elasticidade do betão e

dos seus agregados. Assim, apresentando o granulado de borracha uma rigidez claramente inferior ao do material

que substitui, é presumível que o módulo de elasticidade do betão sofra uma redução tanto maior quanto maior

a substituição (TURATSINZE (2008)). Doutra forma, FEDROFF (2006) e KHALOO (2008) fundamentaram que a

menor linearidade da curva extensão-tensão de betões com granulado de borracha poderá ser atribuída a um

mecanismo de rotura mais global e bem distribuído ou resultar simplesmente da menor resistência à compressão.

Fixando esta última ideia e fazendo referência às leis empíricas que relacionam o módulo de elasticidade com a

resistência à compressão, bastaria observar a perda de resistência para imediatamente inferir os resultados

apresentados. No entanto, convém notar que TURATSINZE (2008) fez o paralelismo entre a relação empírica

sugerida pelo Eurocódigo 2 e os seus resultados e concluiu que aquela dava origem a valores sistematicamente

superiores aos obtidos experimentalmente. Deste modo, apesar de a generalidade do comportamento se

verificar, conclui-se que as expressões correntes não são adequadas para relacionar estas variáveis em betões

com granulado de borracha.

A comparação dos diferentes betões de GIACOBBE (2008) levam o autor a concluir que betões com borracha,

caracterizados por traços pobres, sofrem maiores reduções do módulo de elasticidade.

KHALOO (2008) compara as misturas referentes à substituição nos grossos (C) e finos (F) e prova que, até valores

de substituição de 25%, as misturas C apresentam um módulo de elasticidade superior ao das misturas F. Para

valores de substituição superiores ao referido, os resultados são idênticos. Para além disto, os espécimes que

apresentam substituição nos finos e grossos simultaneamente (CF), exibem uma curva extensão-tensão

compreendida entre as curvas das misturas C e F.

Os resultados de GUNEYISI (2004) mostram que, para a mesma taxa de substituição, uma relação A/C inferior

conduz a resultados do módulo de elasticidade superiores. No entanto, a perda de rigidez para o betão de

referência é maior. O mesmo autor refere que a utilização de sílica de fumo aumenta ligeiramente o módulo de

elasticidade mas o benefício é menor do que na resistência à compressão ou à tracção.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Mó

du

lo d

e E

last

icid

ade

(G

Pa)


Finos (50 dias) - KHALOO (2008)

Grossos (50 dias) - KHALOO (2008)

Finos e grossos (50 dias) - KHALOO (2008)

Finos e grossos A/C=0,4 (90 dias) - GUNEYISI (2004)

Finos e grossos A/C=0,6 (90 dias) - GUNEYISI (2004)

STATE OF THE ART

36

Para prever o módulo de elasticidade de betões em função da percentagem de borracha no total de agregados,

KHALOO (2008) e GUNEYISI (2004) recorrem ao conceito de factor de redução de KHATIB (1998) com uma

formulação idêntica à já apresentada. Para além desta metodologia, encontra-se a ideia de área efectiva de

KHALOO (2008) e a equação proposta por PIERCE (2004), que se baseia em resultados de outros investigadores.

Esta é da forma exponencial e é em tudo idêntica à que explica a perda de resistência à compressão.

2.4.7.2. Tenacidade e rotura

A avaliação do gasto energético envolvido no carregamento do compósito permite compreender o mecanismo de

rotura e avaliar o seu desempenho. Essa energia, entendida como tenacidade, é calculada, de acordo com os

regulamentos mais correntes (norma americana ASTM C1018 e recomendação japonesa JSCE-SF4), a partir da

área sob a curva carga-deslocamento vertical, no ensaio de tracção na flexão. O resultado permite a

caracterização desta propriedade através da energia absoluta ou de índices adimensionais. Estes são definidos

como a relação entre a área sob a curva carga-deslocamento até a um nível pré-determinado de carregamento e

a área que corresponde à carga máxima suportada. Estes índices, apesar de não distinguirem materiais de

diferentes resistências mecânicas, têm a vantagem de descrever o comportamento na rotura (VILLARES (2001)).

ELDIN (1993), citado por CAIRNS (2004), registou no ensaio à compressão, uma rotura menos frágil em betões

com agregados substituídos por borracha. Foi observada uma rotura mais gradual tanto à compressão, quando a

substituição foi feita nos grossos, como por esforço transverso, quando a substituição foi feita nos finos.

Argumentou-se que este comportamento tem origem na concentração de tensões de tracção gerada no contorno

das partículas de borracha que origina fendilhação. Após propagação, devido à capacidade de suportar elevadas

deformações, aquelas partículas actuam como molas que atrasam o alargamento das fendas e previnem a

desintegração total do provete. Durante todo o processo de carregamento, enquanto que a ligação entre a pasta

de cimento e a borracha não cede, o espécime absorve uma quantidade significativa de energia plástica e suporta

grandes deformações sem alterar a sua geometria inicial. De acordo com CAIRNS (2004), observações similares

foram feitas por KHATIB (1998).

TOPÇU (1996) optou por avaliar separadamente a energia de deformação recuperável (elástica) e não recuperável

(plástica) através da curva extensão-tensão. Conclui que a energia de deformação recuperável dos betões

correntes decresce com a incorporação de borracha e a baixa energia de deformação plástica aumenta. Em

seguida, o comportamento na rotura foi descrito como dúctil pela elevada deformação dos espécimes e pela

maior energia absorvida.

TOUTANJI (1996) defende que os espécimes com borracha têm uma grande capacidade de absorção de energia e,

por possuírem ductilidade, são capazes de suportar cargas apreciáveis numa condição de pós rotura com

deformações significativas. A rotura na flexão inicia-se na fibra extrema da zona tensionada com fendas a

propagarem-se na matriz cimentícia até atingirem as partículas de borracha. Posteriormente, devido às suas

propriedades elásticas, aquelas partículas sustêm e distribuem uma parte da carga o que origina um aumento da

superfície de fractura e, consequentemente, o mecanismo de propagação de fendas torna-se mais lento. Refira-se

que, à semelhança de TOUTANJI (1996), TURATSINZE (2008) descreveu o mecanismo de rotura de forma idêntica.

Aquele autor determinou o índice de tenacidade na flexão, como o rácio entre a área sob o diagrama carga /

deformação limitada até 85% da carga máxima (valor definido por razões meramente comparativas), na região

pós rotura, e a área que traduz um comportamento elástico. Os resultados indicam que, embora os betões com

50 e 100% de substituição de agregados exibam um maior índice de tenacidade do que o betão de referência, o

seu valor é idêntico, o que indica que esta propriedade não melhora com o aumento da quantidade de borracha.

Na Figura 2.36, apresentam-se as curvas carga-deslocamento dos ensaios de TOUTANJI (1996).


37

Figura 2.36 – Curvas carga-deslocamento no ensaio de compressão e flexão de betões com borracha (adaptado de TOUTANJI (1996))

BIEL (2004) comparou as curvas extensão-tensão do betão de referência com o que contêm 25% de agregados

substituídos e concluiu que, durante a aplicação da carga, o segundo exibiu baixa rigidez, um pico pouco evidente

e uma redução lenta de resistência. Contrariamente, o betão de referência, para além de uma curva com declive

elevado, apresentou um máximo explícito e uma imediata diminuição de resistência. No que toca à rotura, a

percentagem de substituição determina a sua severidade: para 15% a rotura é explosiva, para percentagens entre

30% e 60% é gradual e para valores superiores a estes a rotura dá-se por esmagamento. Convém notar que o

esforço que determinou a rotura foi variável em função da taxa de substituição, registando-se para valores

superiores a 60% uma rotura por esforço transverso, segundo um plano de fractura diagonal às faces de ensaio.

BATAYNEH (2008) registou dois tipos de comportamento em função da percentagem de substituição dos

agregados. Para valores iguais ou inferiores a 40%, registou-se semelhança ao betão de referência. Verificou-se

que existe um patamar linear na curva extensão-tensão até se atingir um pico evidente, imediatamente antes da

rotura; esta dá-se de modo frágil e a energia libertada é sobretudo elástica. Doutra forma, manifestou-se o

comportamento dos espécimes que contêm 60 e 80% de substituição que evidenciaram uma linearidade reduzida

na curva extensão-tensão, um máximo pouco preciso e uma resistência pós rotura significativa. Estas observações

permitiram concluir que betões com altas percentagens de borracha possuem elevados índices de tenacidade e

absorvem valores consideráveis de energia.

Na Figura 2.37 apresentam-se as curvas extensão-tensão dos betões de BATAYNEH (2008).

Figura 2.37 – Curva extensão-tensão de betões com borracha (adaptado de BATAYNEH (2008))

KHALOO (2008) calculou o índice de tenacidade através da área sob a curva extensão-tensão. Mais

concretamente, utilizou o rácio entre a área limitada pela extensão, que corresponde a 80% da tensão máxima na

Car

ga (

kg)

Car

ga (

kg)

Deslocamento (mm) Deslocamento (mm)

Betão de referência Betão de referência

50% de substituição


100% de

substituição


Extensão

Ten

são

(kP

a) 0% de borracha

20%

40%

60%

80%

STATE OF THE ART

38

região pós rotura e a área limitada pela extensão, relativa à tensão máxima (o valor de 80% foi utilizado para

limitar reduções demasiado acentuadas de resistência). Apurou-se que o índice descrito atinge o seu valor

máximo para percentagens de substituição próximas de 25% do total de agregados e que o resultado de uma

mistura combinada é mais favorável do que misturas que substituem apenas os finos ou grossos. Relativamente à

tenacidade absoluta, para taxas de substituição superiores a 25%, verificou-se uma diminuição devido à

acentuada redução de resistência. No que respeita ao modo de rotura e paralelamente ao que foi defendido por

outros investigadores, comentou-se que, em contraste com a rotura frágil e localizada do betão de referência, a

incorporação de borracha atribui uma ductilidade considerável e uma distribuição uniforme das fendas por todo o

espécime – rotura global.

Na Figura 2.38, apresenta-se a rotura dos provetes de KHALOO (2008).

Figura 2.38 – Rotura dos provetes com diferentes taxas de substituição nos grossos (adaptado de KHALOO (2008))

GIACOBBE (2008) afirma, em conformidade com TOPÇU (1996), TOUTANJI (1996) e KHATIB (1999), que betões

com borracha possuem capacidade de absorver energia após fissuração. Porém, este valor decresce à medida que

se aumenta o teor de borracha ou a relação A/C devido, provavelmente, ao aumento da porosidade do compósito

que causa uma adesão menos eficiente entre as partículas de borracha e o betão. Refira-se, que neste, estudo é

citado Li et al. (2004) por, para além de mostrar ganhos na tenacidade ao adicionar 15% de borracha, comentar

um expectável esmagamento das extremidades do provete, em contacto com os pratos da prensa, durante o

ensaio da compressão. Por consequência, existe um aumento da área de contacto que poderá provocar ganhos

sobrestimados de tenacidade e pôr em questão os resultados nesta matéria.

2.4.8. Resistência à abrasão

Relativamente à resistência à abrasão, apenas CAIRNS (2004) dispõe de resultados experimentais. Deste modo,

nesta fase, a discussão desta propriedade cinge-se à análise detalhada do trabalho desenvolvido por este autor e

das suas conclusões.

Apesar de não existir um ensaio britânico para determinar a resistência à abrasão, foi utilizado um procedimento

similar ao recomendado por BS 8204-2:2002. Consequentemente, desenvolveu-se, em laboratório, uma máquina

de ensaio específica constituída por três rodas de aço, sob carga, que causam desgaste por deslocamento. As

rodas estão fixas a uma estrutura triangular horizontal cujo movimento circular é transmitido por um eixo vertical

de um motor eléctrico segundo uma frequência, aproximada, de 33 voltas por minuto. O dispositivo está

montado de forma a impedir o movimento horizontal das rodas e permitir o seu deslocamento vertical

independente. Sob cada roda, é possível aplicar uma carga variável entre 15 e 60 kg com incrementos de 15 kg, o


39

que possibilita variar o efeito abrasivo e diminuir o ressalto provocado pelas irregularidades da superfície a

ensaiar. A cofragem utilizada para produzir as amostras de betão fixou as dimensões em 600x600x50 mm para o

seu encaixe na máquina de ensaio ser perfeito. O procedimento de teste consistiu em cinco períodos de uma hora

(aproximadamente 1800 voltas por período) precedidos de uma fase inicial de três minutos com o intuito de

uniformizar a superfície. Entre cada período, após remoção do material remanescente, foi medido o desgaste em

oito pontos fixos através de um micrómetro.

Na Figura 2.39, apresenta-se a máquina de ensaio de resistência à abrasão de CAIRNS (2004).

Figura 2.39 – Máquina de ensaio à resistência à abrasão de CAIRNS (2004)

Nas Figuras 2.40 e 2.41, sumariza-se a média dos resultados relativos a dois provetes de cada mistura. Na

primeira figura, é possível ler directamente a profundidade de desgaste dos diferentes períodos e, no segundo,

contabilizam-se os valores acumulados. Refira-se que a campanha se limitou à análise dos espécimes apelidados

de DP e DC aos 28 dias. O significado das siglas DP e DC pode ser consultado no ponto 2.4.1.

Figura 2.40 – Profundidade de desgaste dos períodos de ensaio dos betões de CAIRNS (2004) aos 28 dias

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

1800 3600 5400 7200 9000

Pro

fun

did

ade

de

de

sgas

te (

mm

)

Número de voltas

D

DP10

DC10

DP25

DC25

DP50

DC50

STATE OF THE ART

40

Figura 2.41 – Profundidade acumulada de desgaste dos betões de CAIRNS (2004) aos 28 dias

CAIRNS (2004) defende que, por comparação com o betão de referência, betões com borracha sofrem mais

desgaste sob as mesmas condições de abrasão. Contudo, não existe uma tendência clara com o aumento da

percentagem de borracha. Alternativamente, é observado um comportamento aleatório e uma diferença

reduzida entre as misturas com borracha revestida e não revestida por cimento. Esta variabilidade poderá estar

relacionada, de acordo com o autor, com a maior tendência que as lascas de borracha têm em sofrer desgaste na

fase inicial do ensaio, devido à sua posição saliente na superfície de acabamento. Para além disto, associa-se a

contabilização da abrasão em diferentes pontos, cuja localização coincidente ou não, com partículas de borracha,

afectará o resultado do ensaio. Para demonstrar o referido, o investigador comparou pormenorizadamente os

espécimes DC25 e DP25 e apresentou a Figura 2.42, onde se observa a média da profundidade de desgaste dos

pontos com e sem borracha exposta e o seu contributo para o resultado final.

Figura 2.42 – Profundidade acumulada de desgaste (mm) dos diferentes pontos de medição para os espécimes DC25 e DP25, respectivamente (adaptado de CAIRNS (2004))

Os dados anteriores mostram que os valores registados dependem fortemente da localização dos pontos

respectivos. Também se confirma que existe um desgaste acentuado das lascas de borracha na fase inicial do

ensaio e que, à medida que este prossegue, o incremento de abrasão entre pontos tende a ser semelhante. Pode

ainda ser visto que, para o betão DP25, quatro de oito medições foram coincidentes com lascas de borracha, o

que originou médias finais de abrasão muito superiores ao DC25, que apenas teve um ponto de medição na

borracha.

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 1800 3600 5400 7200 9000

Pro

fun

did

ade

acu

mu

lad

a d

e d

esg

aste

(m

m)

Número de voltas

D

DP10

DC10

DP25

DC25

DP50

DC50

Pontos de medida média total (8)

borracha exposta (4)

sem borracha exposta (4)

Pontos de medida média total (8)

borracha exposta (1)

sem borracha exposta (7)

Nº de voltas Nº de voltas


41

Face ao descrito, CAIRNS (2004) escreve que é difícil interpretar correctamente os resultados deste ensaio em

betões com agregados substituídos por borracha. Tal afirmação deve-se à ausência de uma tendência clara de

desgaste com o aumento da taxa de substituição que poderá justificar-se devido à diferença de comportamento

entre as lascas de borracha e a restante matriz cimentícia, na escolha aleatória dos pontos de medição e na

dificuldade em criar uma superfície perfeitamente uniforme durante a betonagem. Contudo, não obstante todas

estas questões, o autor afirma que a incorporação de borracha no betão afecta negativamente a sua resistência à

abrasão.

2.4.9. Outras propriedades

Pela natureza da campanha de LI (2004), pretende-se compreender a influência de algumas variáveis nos

resultados finais das propriedades mecânicas dos betões com borracha. Assim, objectiva-se não apenas expor as

principais conclusões do investigador mas também fazer referência a alguns factores que possam justificar a

variabilidade de resultados dos pontos anteriores.

Quadro 2.18 – Resultados da campanha de LI (2004)

Mistura Resistência à compressão

(MPa) Resistência à tracção por compressão

diametral (MPa) Módulo de elasticidade

(GPa)

1 39,08 3,11 34,72

2 22,33 2,29 28,89

3 23,23 2,19 28,88

4 22,89 2,38 28,69

5 22,16 2,17 26,93

6 20,48 2,15 28,59

7 20,82 1,99 28,39

8 22,83 2,41 30,40

9 25,14 2,62 31,19

10 25,60 2,69 31,96

2.4.9.1. Lascas e fibras

A única diferença entre as misturas 2 e 9 é que a primeira utiliza lascas de borracha e a segunda utiliza fibras. Os

respectivos resultados (Quadro 2.18) permitem inferir que as fibras, em alternativa às lascas, conduzem a

características melhoradas. Para além disso, as misturas 3 e 4 recorrem, respectivamente, a lascas com

tratamento superficial (NaOH) e a uma ancoragem física e, no entanto, a sua resistência e rigidez mantêm-se

inferiores às da mistura 9. Deste modo, e sabendo que o autor também indica que as fibras promovem uma maior

tenacidade, conclui-se que a sua utilização conduz a melhores resultados em termos mecânicos. A razão

apontada como possível para esta tendência está na maior capacidade das fibras em transmitir as cargas

aplicadas. Senão, argumente-se que, uma vez perdida a adesão entre a matriz cimentícia e a borracha, as lascas,

por oposição às fibras, não têm comprimento suficiente para transmitir carga sob a forma de fricção interfacial, o

que poderá provocar as diferenças registadas.

2.4.9.2. Dimensões das fibras

As misturas 5, 6 e 7 recorreram a fibras de diferentes geometrias e possibilitaram concluir, contrariamente ao

senso e conhecimento comuns, que a resistência diminui à medida que o comprimento das mesmas aumenta.

Uma análise mais detalhada por parte do investigador permitiu-lhe referir que a razão para estes resultados está

na aglomeração das fibras, durante a vibração e compactação do betão fresco. Para as misturas 6 e 7, mais

particularmente para a 7, as fibras formaram autênticos núcleos e não se dispersaram uniformemente no betão.

STATE OF THE ART

42

Consequentemente, apesar de fibras longas serem mais fáceis de produzir e terem um maior potencial de atribuir

melhores características mecânicas ao betão, o seu comprimento tem de ser limitado para se evitar as

observações descritas.

2.4.9.3. Tratamento da superfície com NaOH

Como discutido no ponto 2.4.5.3, diversos investigadores verificaram ganhos nas propriedades mecânicas do

betão modificado através do tratamento prévio da borracha com NaOH. No entanto, comparando os resultados

das misturas 2 e 3 de LI (2004), verifica-se que este tratamento superficial não interfere com a resistência e

rigidez dos seus espécimes. A explicação proposta por este investigador para a divergência citada está na

dimensão das partículas de borracha. Contrariamente ao estabelecido neste trabalho, a utilização de partículas de

pequenas dimensões poderá aumentar a área específica até valores que tornem vantajoso o tratamento descrito.

Contudo, convém notar que granulados finos são substancialmente mais dispendiosos do que grossos, o que

limita fortemente o seu aproveitamento.

2.4.9.4. Rigidez da borracha

Uma vez que as misturas 6, 8 e 9 têm fibras com as mesmas dimensões, a única diferença nos betões

subsequentes será a rigidez da borracha utilizada e a remoção, ou não, dos fios de aço. Para isso, recorreu-se a

pneus de veículos pesados e ligeiros (mistura 9) ou apenas a ligeiros (mistura 8), ambos com o aço remanescente

do processo de transformação. Para avaliar a consequência desta última opção, preparou-se uma mistura em

tudo idêntica à 8 (mistura 6) cuja diferença esteve apenas na remoção do referido aço.

Devido à maior rigidez dos pneus dos veículos pesados e à influência do aço, a rigidez e resistência, numa

sequência descendente, é maior na mistura 9 do que na 8, que por sua vez supera a da mistura 6. Isto significa

que a rigidez da borracha desempenha um papel importante no desempenho mecânico final dos betões. Por

conseguinte, usar fibras provenientes de veículos pesados é melhor do que usar fibras de veículos ligeiros e a não

remoção dos fios de aço também é vantajosa. Porém, devido ao maior custo energético associado à

transformação de pneus de maior rigidez, o autor defende que deverá ser feito um balanço custo-benefício antes

de se tomar uma decisão.

2.4.9.5. Ancoragem mecânica

Na mistura 4, foi feito um furo de 5 mm em cada lasca de borracha. A ideia seria formar uma pequena coluna de

betão de modo a ancorar fisicamente as partículas de borracha à restante matriz cimentícia. Contudo,

confrontando os resultados das misturas 4 e 2, verifica-se que apenas foi conseguido um ligeiro benefício na

rigidez e resistência com este procedimento. Uma observação mais cuidada, por parte do investigador, mostrou

que apenas parte das lascas formaram a descrita coluna, pelo que a ancoragem mecânica não se formou na

prática. A causa esteve no método utilizado para executar o furo que, devido às propriedades elásticas da

borracha, permitiu o seu fecho quase imediato. Assim, para ultrapassar esta questão, o investigador defende que

furos de maiores dimensões conduziriam a melhores resultados.

2.4.9.6. Utilização de fibras de PP

As misturas 10 e 6 incorporam o mesmo tipo de partículas de borracha. A primeira recorre a 0,1% (volume) de

fibras de polipropileno (PP) e, consequentemente, possui rigidez e resistência consideravelmente maiores do que

a segunda. Esta análise demonstra que uma pequena quantidade de fibras de PP pode efectivamente melhorar as

características do betão modificado, tendo até o potencial de atribuir valores superiores ao do betão de

referência. Para além disto, notou-se que a sua introdução manteve a elevada tenacidade dos betões com fibras

de borracha, o que torna expectável a obtenção de um betão de alta resistência e alta tenacidade pela utilização

simultânea de fibras de borracha e de polipropileno.


43

2.5. Conclusões

A consulta e análise da bibliografia disponível nesta área permite afirmar que existe um conhecimento

consistente das principais características mecânicas de betões com borracha proveniente de pneu usados.

Seguidamente, sumarizam-se as principais conclusões já analisadas e discutidas.

A massa volúmica sofre um natural decréscimo quando a percentagem de substituição aumenta devido,

principalmente, à diferença de densidades entre os agregados naturais e a borracha.

A trabalhabilidade é afectada negativamente pela incorporação de borracha no betão e o agravamento é mais

acentuado quanto maior for o teor introduzido. A granulometria também tem uma contribuição não desprezável,

constatando-se que borracha de maiores dimensões faz diminuir de forma mais marcada o abaixamento.

Devido à hidrofobia da borracha, o teor de ar no betão aumenta com percentagens de substituição superiores e,

expectavelmente, com a utilização de granulados sucessivamente mais finos, por apresentarem uma superfície

específica maior.

Relativamente à resistência à compressão, existe consenso no seu decréscimo com o aumento da percentagem

de substituição. Contudo, não é possível chegar a conclusões inequívocas sobre a utilização de finos, de grossos

ou de ambos devido aos resultados não condizentes dos diferentes autores. Discutiu-se ainda a aderência

borracha-ligante e as metodologias propostas para melhorar esta questão. No entanto, também neste caso, não

houve acordo no efeito de alguns procedimentos, designadamente na utilização de hidróxido de sódio (NaOH).

A resistência à tracção segue de forma idêntica o comportamento da resistência à compressão. Porém, mencione-

se que, neste caso, a dimensão das partículas de borracha utilizada não aparenta ter qualquer influência na

resistência à tracção. Acrescente-se apenas que existe forte dependência, por parte dos resultados

experimentais, do ensaio utilizado (tracção por compressão diametral ou tracção por flexão).

No que respeita à curva extensão-tensão, para percentagens de substituição superiores, saliente-se a diminuição

da rigidez que se traduz em menores valores do módulo de elasticidade. Para além disto, manifestou-se um

máximo pouco preciso e uma resistência pós rotura significativa para percentagens de substituição superiores e

com limites variáveis, segundo diferentes investigadores. Isto sugere o que na prática se confirmou: um modo de

rotura dúctil e maiores níveis de tenacidade.

CAIRNS (2004) é o único estudo disponível que apresenta resultados para a resistência à abrasão de betões com

borracha. O autor escreve que a sua utilização afecta negativamente esta propriedade mas que não é evidente a

sua dependência dos valores da percentagem de substituição. Deste modo e face aos problemas apontados ao

método utilizado para a medição do desgaste, pensa-se que estas conclusões têm um nível de fiabilidade

reduzido.

LI (2004) mostra a influência de outras questões no desempenho mecânico de betões e conclui que existe

interesse em utilizar borracha sob a forma de fibras de dimensões específicas e recorrer a borracha proveniente

de veículos pesados (mais rígida). O seu trabalho mostra ainda que a utilização de baixas dosagens de fibras de

polipropileno atribui grande potencial à utilização a betões com borracha, tanto pela sua resistência, como pela

sua capacidade de absorver energia (ductilidade).

STATE OF THE ART

44

Nesta fase, resta apenas fazer uma análise comparativa da sensibilidade das diferentes propriedades à

percentagem de borracha incorporada. Neste sentido, é feita, de seguida, uma abordagem diferente aos

resultados dos vários investigadores estudados.

Figura 2.43 – Comparação da redução das diferentes propriedades em função da percentagem de borracha incorporada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


ELDIN (1993)

Compressão - finosCompressão - grossosTracção - finosTracção - grossos

Adaptado de PIERCE (2004)

Tracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


FEFROFF (1996)

Compressão Tracção Módulo de elasticidade


0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


TOPÇU (1996)

Compressão - finos Compressão - grossos

Tracção - finos Tracção - grossosTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


TOUTANJI (1996)

Compressão TracçãoTracção por flexão


45


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


BIEL (2004)

Compressão TracçãoTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


KHATIB (1998)

Compressão - finos Compressão - grossos

Tracção - finos Tracção - grossos

Adaptado de PIERCE (2004)


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


CAIRNS (2004) - A

Compressão - AP Compressão - AC

Tracção - AP Tracção - ACTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


CAIRNS (2004) - B

Compressão - BP Compressão - BC

Tracção - BP Tracção - BCTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


CAIRNS (2004) - C

Compressão - CP Compressão - CC

Tracção - CP Tracção - CCTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


CAIRNS (2004) - D

Compressão - DP Compressão - DC

Tracção - DP Tracção - DCTracção por compressão diametral

STATE OF THE ART

46


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50PEr

cen

tage

m p

ara

o b

etã

o d

e r

efe

rên

cia


GUNEYISI (2004) - A/C=0,4

Compressão Tracção Módulo de elasticidadeTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a



Compressão Tracção Módulo de elasticidadeTracção por compressão diametral

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


GIACOBBE (2008) - 1:4


Tracção por flexão

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30Pe

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nta

gem

par

a o

be

tão

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re

ferê

nci

a


GIACOBBE (2008) - 1:5



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30Pe

rce

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gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


GIACOBBE (2008) - 1:6



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


TURATSINZE (2008)




47

A síntese realizada mostra que a maioria dos investigadores registou perdas mais acentuadas na resistência à

compressão do que à tracção (ELDIN (1993), FEDROFF (1996), TOUTANJI (1996), BIEL (2004), GUNEYISI (2004),

GIACOBBE (2008) e TURATSINZE (2008)). TOPÇU (1996) e KHATIB (1998) obtiveram resultados inversos enquanto

que CAIRNS (2004) apresentou comportamentos variáveis para os diferentes espécimes. Relativamente ao

módulo de elasticidade, verificaram-se reduções inferiores às perdas de resistência (GIACOBBE (2008) para os

traços 1:4 e 1:5), valores da ordem de grandeza da perda da resistência à tracção (FEDROFF (1996)), valores

intermédios (GUNEYISI (2004) para A/C=0,6 e GIACOBBE (2008) para os traços 1:4 e 1:5) e ainda valores da ordem

de grandeza da perda da resistência à compressão (GUNEYISI (2004) para A/C=0,4, GIACOBBE (2008) para o traço

1:6 e TURATSINZE (2008)).

De um modo geral, conclui-se que, apesar da caracterização mecânica de betões com borracha apresentar um

nível de desenvolvimento relativamente elevado, existe uma variabilidade de resultados que não encontra

explicação na bibliografia. Deste modo, justifica-se o prosseguimento da investigação com o objectivo de eliminar

ou explicar as divergências expostas, situação em que se enquadra o presente estudo.

STATE OF THE ART

48


49

3. CAMPANHA EXPERIMENTAL

3.1. Introdução Esta campanha experimental tem como objectivo criar as condições necessárias para se avaliar a influência da

incorporação de granulado de borracha, em diferentes padrões, no betão. Assim, pretende-se recorrer ao maior

número possível de ensaios que contribuam para a posterior análise comparativa entre os diferentes espécimes

desenvolvidos.

Este capítulo principia com a descrição geral da organização da campanha. Faz-se referência a todos os ensaios

realizados e ao modo como estes estão repartidos pelas diferentes fases, instituídas com a finalidade de

assegurar um maior controlo da progressão dos trabalhos. Posteriormente, explica-se exaustivamente o estudo

da composição do betão e os conceitos associados ao modo de incorporação da borracha no mesmo. Por fim e de

acordo com as normas, são descritos os procedimentos experimentais de forma não integral, mas com o rigor

necessário e suficiente para se percepcionar o efectuado.

3.2. Planeamento da campanha experimental A campanha experimental pode ser dividida nas 3 fases que passam a ser descritas.

3.2.1. Primeira fase experimental

A primeira fase consiste na análise dos materiais de enchimento empregues na produção dos betões: agregados

naturais e granulados de borracha.

Relativamente aos grossos, tanto os agregados como os granulados foram caracterizados com base nos seguintes

ensaios:

análise granulométrica – NP EN 933-1 (2000) e NP EN 933-2 (1999);

massa volúmica e absorção de água – NP EN 1097-6 (2003);

massa volúmica aparente – NP EN 1097-3 (2003);

índice de forma – NP EN 933-4 (2002); e

desgaste de Los Angeles – LNEC E237.

Quanto aos finos, a sua caracterização baseou-se nas seguintes normas:

análise granulométrica – NP EN 933-1 (2000) e NP EN 933-2 (1999);

massa volúmica e absorção de água – NP EN 1097-6 (2003);

3.2.2. Segunda fase experimental

A segunda fase experimental pretendeu assegurar a inexistência de problemas na fase que conduziu aos

resultados finais. Para isso, foram betonados e vibrados alguns espécimes (BR e com granulado de borracha -

Quadro 3.1) com o objectivo de se dispor de dados de referência para os trabalhos subsequentes. Foram

utilizadas Informações relativas à relação A/C para se atingir a trabalhabilidade pretendida naqueles casos

(abaixamento 80±10 mm) para ajustar a composição das restantes amassaduras. Também foram tidas em

consideração outras questões relacionadas com os tempos de vibração para evitar fenómenos de segregação ou

exsudação.

Adicionalmente, para cada um dos espécimes produzidos nesta fase, procedeu-se à betonagem de 4 provetes

cúbicos de 150 mm de aresta para posterior comparação aos resultados relativos à da terceira fase.

CAMPANHA EXPERIMENTAL

50

Quadro 3.1 – Espécimes com granulado de borracha betonados na 2.ª fase experimental

Percentagem de substituição Finos

Finos e grossos Grossos Criogénicos Triturados

5 - B05F - B05G

10 - - B10FG -

15 - B15F - B15G

Os ensaios efectuados ao betão, no estado fresco, foram os seguintes:

ensaio de abaixamento (cone de Abrams) – NP EN 12350-2 (2002); e

massa volúmica – NP EN 12350-6 (2002).

O ensaio efectuado ao betão, no estado endurecido, foi o seguinte:

resistência à compressão aos 28 dias – NP EN 12390-3 (2003).

3.2.3. Terceira fase experimental

Esta fase compreendeu todos os ensaios necessários para se atingir os objectivos propostos. Os espécimes foram

caracterizados, do ponto de vista mecânico, tanto no estado fresco como no estado endurecido.

Para o betão no estado fresco, realizaram-se os seguintes ensaios:

ensaio de abaixamento (cone de Abrams) – NP EN 12350-2 (2002); e

massa volúmica – NP EN 12350-6 (2002).

Para o betão no estado endurecido, realizaram-se os seguintes ensaios:

resistência à compressão aos 7, 28 e 56 dias – NP EN 12390-3 (2003);

resistência à tracção por compressão diametral – NP EN 12390-6 (2003);

módulo de elasticidade aos 28 dias – LNEC E397; e

resistência à abrasão – DIN 52108 (2002).

No Quadro 3.2, sintetiza-se os dados dos ensaios a realizar ao betão endurecido na segunda e terceira fases

experimentais:

Quadro 3.2 – Idade, número e dimensões dos provetes a ensaiar na segunda e terceira fases experimentais

Ensaio Idade (dias) N.º de provetes Forma e dimensões (mm)

2.ª Fase Resistência à compressão 28 4 Cúbica, 150

3.ª Fase

Resistência à compressão

7 3

Cúbica, 150 28 5

56 3

Resistência à tracção por compressão diametral

28 3 Cilíndrica, 150∙300 (Ф∙h)

Módulo de elasticidade 28 2 Cilíndrica, 150∙300 (Ф∙h)

(provetes do ensaio à tracção)

Resistência à abrasão 91 (mínimo) 3 Prismática, 71∙71∙50 (a∙b∙h)


51

3.3. Formulação dos betões

3.3.1. Introdução

Face à infinidade de composições que procuram responder às diversas exigências de resistência, durabilidade e

economia, optou-se por recorrer ao método de Faury para desenvolver os betões. As razões para tal escolha

prendem-se exclusivamente com a larga experiência que esta instituição (I.S.T.) dispõe nesta matéria.

A incorporação do granulado de borracha nos betões foi feita pela substituição volumétrica dos agregados

naturais e o conceito subjacente à metodologia adoptada é exposto quando oportuno.

3.3.2. Betão de referência

Com base na norma NP EN 206-1 (2005), procurou-se obter um betão com uma resistência média à compressão,

avaliada em provetes cúbicos, de aproximadamente 44 MPa (C 30/37) e com uma trabalhabilidade definida num

intervalo de abaixamento de 80±10 mm (classe de plasticidade S2). Note-se que estas características foram

estabelecidas apenas com base na necessidade de produzir um betão para aplicações estruturais correntes.

De um modo mais preciso, o betão de referência deveria apresentar as seguintes características:

classe de resistência – C 30/37;

classe de consistência – S2 (50 a 90 mm);

classe de exposição: XC3 (moderadamente húmido);

ligante – CEM II A-L 42.5 R da cimenteira de Outão, Setúbal, SECIL;

tipo de agregados naturais – calcários;

máxima dimensão do agregado – 25,4 mm;

água de amassadura – potável, da rede de abastecimento pública;

local de fabrico – laboratório; e

adjuvante e adições – nenhuns.

3.3.2.1. Máxima dimensão do inerte mais grosso (Dmáx)

Mantendo a formulação do betão, à excepção da máxima dimensão do agregado, dá-se uma diminuição da

resistência e um agravamento do efeito parede à medida que aquele valor aumenta. Neste sentido, optou-se por

fixar esta variável em 25,4 mm.

A não ocorrência do efeito de parede pode ser confirmada pelo critério de Faury:

Equação 3.1

Onde:

- raio médio do molde, dado por: ; e

- máxima dimensão do agregado.

Consultando o Quadro 3.2, verifica-se que os menores moldes utilizados nas betonagens do presente trabalho

correspondem a cubos de 150mm de aresta. Refira-se que, embora os provetes do ensaio da resistência à

abrasão sejam de dimensões inferiores, estes foram obtidos pelo corte dos moldes cúbicos descritos. Assim, tem-

se que:


52

Deste modo, conclui-se que não ocorre o efeito de parede.

3.3.2.2. Valor médio da tensão de rotura à compressão do betão para o estudo da composição (fctm)

Estabelecida a classe de resistência do BR através de valores característicos (C30/37), é possível estimar o valor

médio da resistência à compressão dos provetes padrão. A relação é meramente estatística:

Equação 3.2

Onde:

- valor médio da resistência à compressão (MPa);

- valor característico da resistência à compressão (MPa);

- parâmetro que depende do nível de probabilidade associado ao n.º de amostras (tende para 1,64); e

- desvio padrão (MPa). Depende da variabilidade prevista para o betão (função do nível de resistência e do

nível de controle de produção).

Quadro 3.3 – Desvio padrão em função das condições de produção do betão, para resistências médias à compressão superiores a 35 MPa (adaptado de NEPOMUCENO (1999)).

Medição dos componentes Grau de controlo da produção

Desvio padrão (MPa) Cimento Agregados

Peso (servo-mecanismo) Peso (servo-mecanismo)

Fraco 5,6

Normal 4,6

Bom 3,6

Peso Peso

Fraco 6,5

Normal 5,4

Bom 4,4

Peso Volume

Fraco 7,2

Normal 6,0

Bom 4,7

Volume Volume

Fraco 7,6

Normal 6,5

Bom 5,2

Dado que a produção ocorreu em laboratório, é adequado classificá-la como boa pelo Quadro 3.3. Deste modo,

admitindo o menor valor de o valor médio da resistência à compressão é dado por:

3.3.2.3. Relação A/C

A resistência à compressão do betão no estado endurecido e a sua trabalhabilidade no estado fresco são

estreitamente dependentes da relação A/C. Se, por um lado, é essencial água para a reacção de hidratação e para

conferir uma trabalhabilidade compatível com a aplicação pretendida, por outro, água em demasia afecta

negativamente a resistência do betão em consequência do aumento do índice de vazios.


53

Apesar de não existir uma relação que englobe todos os tipos de betão, podem ser desenvolvidas funções de

baixa dispersão, para casos particulares, que relacionem a resistência à compressão com a razão A/C. Estas

expressões, desenvolvidas para materiais específicos, podem estender a sua aplicação dentro de limites

razoáveis.

Na Figura 3.46 apresentam-se as correlações de NEPOMUCENO (1999) e do American Concrete Institute (ACI)

para a resistência média à compressão de betões aos 28 dias em função da relação A/C. No que se refere às

composições, os elementos constituintes foram similares e não se regista a utilização de qualquer tipo de aditivos

ou adjuvantes. NEPOMUCENO (1999) recorreu a areia natural rolada do rio, areia britada de granito, agregados

grossos britados de granito com uma dimensão máxima de 25,4 mm, cimento portland composto tipo II, classe

32,5 e água potável.

Figura 3.46 – Correlação entre fcm,28 e a relação A/C (adaptado de NEPOMUCENO (1999)

Para se atingir a resistência média à compressão, aos 28 dias, pretendida, compara-se de seguida os valores da

relação A/C propostos por ambas as correlações.

Correlação de Nepomuceno:

Correlação do ACI:

Face a estes resultados, adoptou-se, para o betão de referência, uma relação A/C de 0,43. Mencione-se que a

discussão desenvolvida no capítulo anterior, respeitante à influência da incorporação de borracha nas

propriedades do betão no estado fresco, permite afirmar que, para manter os mesmos níveis de abaixamento, é

forçoso alterar aquele quociente. Neste sentido, para cada espécime será procurado o valor da relação A/C que

cumpre os objectivos pretendidos para a trabalhabilidade.

3.3.2.4. Volume de vazios (Vv)

Simplificadamente e de acordo com o ACI, o volume de vazios pode ser estimado unicamente em função da

máxima dimensão dos agregados (Quadro 3.4). Veja-se que uma dimensão máxima de 25,4 mm implica um

volume de vazios próximo de 15 litros por metro cúbico.


54

Quadro 3.4 – Volume de vazios em função da máxima dimensão dos agregados (adaptado de NEPOMUCENO (1999)

Máxima dimensão dos agregados ( ) [mm]

Volume de vazios ( ) [litros por m3 de betão]

9,5 30

12,7 25

19,1 20

25,4 15

38,1 10

50,8 5

76,2 3

152,4 2

3.3.2.5. Estimativa do índice de vazios (Iv)

O índice de vazios representa a fracção volumétrica de material não sólido na amassadura, ou seja, contabiliza o

volume de água e de vazios. O seu valor pode ser estimado através da expressão de Faury cuja primeira parcela é

aplicável a betão simples e a segunda contabiliza o efeito de parede:

Equação 3.3

Onde:

, - parâmetros que dependem da natureza dos agregados, da trabalhabilidade pretendida e dos meios de

colocação utilizados, conforme definido no Quadro 3.5;

- raio médio do molde que contém o betão, em mm; e

- máxima dimensão do agregado, em mm.

Quadro 3.5 – Valores dos parâmetros K e K’ para a determinação do índice de vazios (adaptado de NEPOMUCENO (1999))

Trabalhabilidade Meios de colocação

Valores de K

Valores de K’

Natureza dos agregados

Areia rolada Areia britada

Agregado grosso rolado

Agregado grosso britado


Terra húmida Vibração muito potente e

possível compressão ≤0,24 ≤0,25 ≤0,27 0,002

Seca Vibração potente 0,25 a 0,27 0,26 a 0,28 0,28 a 0,30 0,003

Plástica Vibração média 0,26 a 0,28 0,28 a 0,30 0,30 a 0,34 0,003

Mole Apiloamento 0,34 a 0,36 0,36 a 0,38 0,38 a 0,40 0,003

Fluida Sem nada ≥0,36 ≥0,38 ≥0,40 0,004

Dada a proveniência e geometria dos agregados utilizados, optou-se por classificar o fino como rolado e o grosso

como britado. Esta informação anexada à trabalhabilidade pretendida para o betão fresco (classe de abaixamento

S2) permite determinar todas as variáveis necessárias ao cálculo do índice de vazios. Saliente-se que, de modo

conservativo, o raio médio do molde foi tomado igual à máxima dimensão do agregado.

Concretizando, adoptou-se os seguintes valores para as incógnitas:

;


55

;

; e

.

Substituindo na expressão de Faury:

3.3.2.6. Dosagem de água (A)

Pressupondo que os agregados estão saturados e com a superfície seca, a água de amassadura destina-se a

permitir a reacção de hidratação, a atribuir uma determinada trabalhabilidade e, ainda, a humedecer a superfície

dos agregados com a finalidade de permitir a sua ligação com a pasta de cimento.

O método de Faury considera que, para uma determinada composição, à fracção volumétrica máxima de

materiais sólidos corresponde um volume de vazios mínimo, materializado pela dosagem de água e pelo ar

ocluído. Deste modo, conhecendo o índice de vazios (Iv) e o volume de vazios (Vv), a quantidade de água de

amassadura (A) para a produção de 1 metro cúbico de betão pode ser determinada, sem erro significativo,

através da seguinte expressão:

Equação 3.4

Onde:

- dosagem de água de amassadura (l/m3);

- índice de vazios de Faury (l/m3); e

- volume de vazios (l/m3).

Substituindo:

Resulta:

3.3.2.7. Dosagem de cimento (C)

Estabelecida a relação A/C (em massa) e determinada a quantidade de água de amassadura por metro cúbico de

betão (A), a dosagem de cimento resulta naturalmente da equação:

Equação 3.5

Refira-se que o valor da dosagem de cimento fornecido pelo método de Faury é de tal forma elevado que os

requisitos de qualquer classe de exposição definida pela NP ENV 206 são satisfeitos. No entanto, dado o objectivo

meramente comparativo do presente trabalho, desvaloriza-se esta questão incontornável em termos práticos.

3.3.2.8. Volume das partículas de cimento (Vc)

O volume ocupado pelas partículas de cimento, por metro cúbico de betão, pode ser calculado recorrendo à

seguinte expressão:


56

Equação 3.6

Onde:

- massa específica do cimento utilizado na campanha experimental.

O volume das partículas de cimento resulta assim:

3.3.2.9. Volume do total das partículas sólidas do betão (Vs)

O volume das partículas sólidas compreende as relativas aos agregados e ao cimento. A sua quantificação pode

ser feita com base, exclusivamente, no índice de vazios:

Equação 3.7

3.3.2.10. Percentagem do volume de cimento em relação ao volume sólido total (C%)

A percentagem do volume das partículas de cimento em relação ao volume sólido total pode ser determinada

através da seguinte expressão:

Equação 3.8

3.3.2.11. Curva de referência de Faury

A composição granulométrica ideal é estabelecida através de curvas de referência que permitem determinar a

melhor relação entre os diferentes componentes sólidos do betão, de forma a torná-lo o mais compacto possível.

No presente trabalho, as composições granulométricas dos diferentes espécimes são aproximadas de modo

discreto à curva de referência de Faury. Para isso, os agregados sofrem uma decomposição em fracções

geometricamente bem definidas para um melhor acerto com a referida curva. Convém notar que as percentagens

determinadas pela curva de referência adoptada são relativas apenas ao volume sólido ocupado pelas partículas e

não ao volume total de betão.

Uma vez determinada a percentagem de volume de cimento em relação ao volume sólido total, o cálculo das

proporções das diferentes fracções granulométricas é feito ignorando a presença do cimento. No entanto, numa

primeira fase, são apresentados os resultados referentes ao volume sólido total.

Caso o eixo das ordenadas apresente o significado habitual e o eixo das abcissas seja expresso numa escala

proporcional à raiz quinta da dimensão das partículas, a curva de referência de Faury reduz-se a dois segmentos

de recta cujos limites são variáveis em função da contabilização, ou não, do cimento.

A curva de referência de Faury com cimento é definida pelos 3 pontos seguintes:

Ponto 1

Abcissa:

Ordenada:

Ponto 2

Abcissa:

Ordenada: Equação 3.9


57

Onde:

e - parâmetros que dependem da natureza dos agregados, meios de colocação e consistência do

betão (ver Quadro 3.6).

Quadro 3.6 – Valores dos parâmetros A e B da curva de referência de Faury (adaptado de NEPOMUCENO (1999)

Trabalhabilidade Meios de colocação

Valores de A

Valores de B

Natureza dos agregados

Areia rolada Areia britada

Agregado grosso rolado



Terra húmida Vibração muito potente e

possível compressão ≤18 ≤19 ≤20 1

Seca Vibração potente 20 a 21 21 a 22 22 a 23 1 a 1,5

Plástica Vibração média 21 a 22 23 a 24 25 a 26 1,5

Mole Apiloamento 28 30 32 2

Fluida Sem nada 32 34 38 2

Considerando as características estipuladas do betão em estudo (abaixamento S2, areia rolada e

agregado grosso britado) e substituindo na equação, tem-se que:

Ponto 3

Abcissa:

Ordenada:

Curva de referência de Faury sem cimento:

Ponto 1

Abcissa:

Ordenada:

Ponto 2

Abcissa:

Ordenada:

Ponto 3

Abcissa:

Ordenada:


58

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

Figura 3.47 – Curva de referência de Faury sem cimento e respectiva aproximação

Por questões de rigor e por imposição dos objectivos deste estudo, os materiais foram separados em fracções

granulométricas de acordo com a norma NP EN 933-2 (2000). Posteriormente, a curva granulométrica de Faury

sem cimento foi aproximada pontualmente da forma apresentada na Figura 3.47.

A Figura 3.47 permite determinar de imediato a percentagem de material que passa nos peneiros utilizados,

conforme se apresenta no Quadro 3.7.

Quadro 3.7 – Percentagem de material passante por peneiro

Malha do peneiro [mm] Percentagem do material passante ( )

0,25 3 0,5 11 1 19 2 29 4 41

5,6 47 8 54

11,2 61 16 75

22,4 93 25,4 100

O Quadro 3.8 possibilita o cálculo dos volumes correspondentes a cada uma das fracções granulométricas através

da expressão:

Equação 3.10

Por fim, em síntese do anterior procedimento, indicam-se no Quadro 3.9 as quantidades dos diferentes

componentes para produzir 1 metro cúbico de betão.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte

Raiz quinta da dimensão dos agregados (mm1/5)

Curva de Faury sem cimento Aproximação da curva de Faury sem cimento


59

Quadro 3.8 – Volume relativo de cada fracção volumétrica

Peneiros [mm] [l/m3]

0 0,25 21,2 0,25 0,5 48,3 0,5 1 55,5 1 2 63,7 2 4 73,2 4 5,6 39,4

5,6 8 44,7 8 11,2 45,2

11,2 16 91,8 16 22,4 114,2

22,4 25,4 44,7

Quadro 3.9 – Composição do betão de referência (m3)

Cimento 0,147

Agr

egad

os

0 0,25 0,021

0,25 0,5 0,048

0,5 1 0,055

1 2 0,064

2 4 0,073

4 5,6 0,039

5,6 8 0,045

8 11,2 0,045

11,2 16 0,092

16 22,4 0,114

22,4 25,4 0,045

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

3.3.3. Betões com granulado de borracha

A definição da composição dos betões com borracha reveste-se de grande importância pela sua implicação no

presente estudo. De facto, esta questão deverá satisfazer os objectivos previamente determinados e possibilitar

as conclusões pretendidas. Saliente-se que a composição dos espécimes estará enquadrada na maioria dos

estudos consultados de modo a torná-los comparáveis e clarificar as questões menos unânimes.

Desde já, diga-se que a incorporação da borracha no betão é feita pela substituição volumétrica dos agregados.

Este procedimento é independente do processo de transformação da borracha e é feito em percentagens e

granulometrias variáveis de modo a totalizar 13 amassaduras.

No que se refere às percentagens, estas são contabilizadas em função do total de agregados em 5, 10 e 15%.

Relativamente à dimensão das partículas, considerou-se a incorporação da borracha feita nos finos, nos grossos

ou em ambos. Os finos devem ser entendidos como as partículas passantes no peneiro de malha 4 mm e os

grossos como o material retido naquele peneiro mas passante no de malha 11,2 mm, no caso do granulado de

borracha, ou no de malha 25,4 mm, no caso de agregados. Esta disparidade na máxima dimensão dos grossos

utilizados deve-se à inexistência de granulado de borracha de maiores dimensões.


60

Uma vez que tanto os finos como os grossos se subdividem em diversas fracções granulométricas, é necessário

esclarecer como se concretizam as substituições pretendidas. O conceito subjacente é minimizar a

descontinuidade da curva granulométrica dos agregados, afectando do mesmo modo os intervalos definidos

pelos peneiros utilizados. Quer isto dizer que, por exemplo, para substituir uma determinada percentagem de

finos, todas as fracções granulométricas de dimensão inferior a 4 mm foram afectadas na proporção em que cada

uma contribui para a curva de referência. Assim, para determinado espécime, se aquela curva exigir da fracção

0,25-0,5 o dobro de material que exige da fracção 0,125-0,25, a incorporação de borracha na primeira também

será o dobro (volume).

Por fim, mencione-se que, para manter o mesmo nível de trabalhabilidade, previsivelmente afectada pelo

aumento da incorporação da borracha, recorreu-se à relação A/C, ajustada na segunda fase da campanha

experimental e cujos resultados finais se apresentam no Quadro 3.10.

De forma sumária, pode escrever-se que os betões com granulado de borracha se definem por 4 diferentes níveis

de substituição:

0% de substituição – BR;

5% de substituição – B05F, B05F*, B05FG, B05G;

10% de substituição – B10F, B10F*, B10FG, B15G; e

15% de substituição – B15F, B15F*, B15FG; B15G.

Doutra forma, excluindo o betão de referência, poderá afirmar-se que existem 3 padrões se substituição:

nos finos – B05F, B05F*, B10F, B10F*, B15F, B15F*;

nos finos e grossos – B05FG, B10FG, B15FG; e

nos grossos – B05G, B10G, B15G.

A distinção pode ser feita ainda, através do processo de transformação do granulado de borracha:

processo criogénico – B05F*, B10F*, B15F*; e

processo por trituração mecânica – B05F, B10F, B15F, B05FG, B10FG, B15FG, B05G, B10G, B15G.

Quadro 3.10 – Características principais das composições dos betões com granulado de borracha

Identificação BR B05F/B05F* B10F/B10F* B15F/B15F* B05FG B10FG B15FG B05G B10G B15G

% de agregados substituídos

0,00 5,00 10,00 15,00 5,00 10,00 15,00 5,00 10,00 15,00

% de agregados finos substituídos

0,00 12,25 24,15 35,77 6,13 12,08 17,88 0,00 0,00 0,00

% de agregados grossos substituídos

0,00 0,00 0,00 0,00 4,22 8,53 12,92 8,49 17,15 25,94

A/C 0,43 0,43 0,45 0,47 0,43 0,45 0,47 0,44 0,46 0,48

As composições detalhadas de todos os espécimes são apresentadas no Anexo A.


61

3.4. Ensaio de identificação dos agregados Dado que as propriedades mecânicas dos betões têm uma extrema dependência das características físicas dos

agregados, é fundamental dispor de ensaios que as quantifiquem. Neste sentido, são apresentadas as

metodologias regulamentares utilizadas, que descrevem, para além da forma e tamanho das partículas, a sua

resistência e porosidade.

3.4.1. Análise granulométrica

3.4.1.1. Objectivo do ensaio

A análise granulométrica tem por objectivo a descrição estatística da dimensão das partículas que constituem os

agregados (areia fina, areia grossa, bago de arroz, brita 1 e brita 2) e os granulados de borracha (triturado e

criogénico). No entanto, como todos os materiais são separados nas diferentes fracções granulométricas para

posterior ajustamento à curva de referência, a importância deste ensaio resume-se à caracterização dos

agregados e granulados.

3.4.1.2. Normas de ensaio

Este ensaio segue a metodologia e princípios descritos na norma europeia / portuguesa NP EN 933-1 (2000)

“Ensaios das propriedades geométricas dos agregados. Parte 1: Análise granulométrica. Método de peneiração”.

Associada a esta norma encontra-se a NP EN 933-2 (1999) que especifica as dimensões nominais das aberturas,

formato da tela de arame e chapas perfuradas dos peneiros de ensaio.

3.4.1.3. Aparelhos e utensílios

Os aparelhos e utensílios utilizados são os seguintes:

estufa ventilada à temperatura de (110±5) ºC;

peneiros de ensaio, conforme especificado na norma NP EN 933-2;

máquina de peneirar; e

balança de precisão de ±0,1% da massa a determinar.

3.4.1.4. Amostras

A norma NP EN 933-1 impõe massas mínimas para as amostras em função da menor abertura do peneiro através

do qual passa, pelo menos, 90% da massa do agregado (máxima dimensão do agregado - ).

Após secagem, o provete deverá possuir uma massa superior à mínima, mas sem valor exacto pré-determinado.

Os valores limite, correspondentes às diferentes dimensões máximas dos agregados, encontram-se no Quadro

3.11.

Quadro 3.11 – Massa mínima dos provetes de ensaio (análise granulométrica)

Dimensão máxima do agregado - [mm] Massa mínima do provete [kg]

63 40

32 10

16 2,6

8 0,6

≤4 0,2

Caso o valor de não se encontre no Quadro 3.11, a massa mínima do provete de ensaio pode ser

interpolada através dos valores de massa presentes no referido quadro.


62

As amostras são secas em estufa ventilada a (110±5) ºC até que atinjam massa constante. Por massa constante

entenda-se a massa cuja variação, medida em pesagens sucessivas intervaladas de, pelo menos, 1 hora, seja

inferior a 0,1%. A massa do provete de ensaio é registada como M1.

3.4.1.5. Procedimentos de ensaio

Os procedimentos de ensaio são os seguintes:

preparar o provete de ensaio, como descrito no ponto 3.4.1.4;

lavar o provete de ensaio sobre o peneiro 0,063 mm e recorrer, se necessário, a um peneiro de protecção

(p. ex. 1 ou 2 mm);

secar em estufa ventilada a (110±5) ºC até se atingir massa constante e registar o seu valor (M2);

colocar o provete directamente na coluna de peneiros, devidamente agrupados e dispostos, com fundo e

tampa, e proceder à peneiração manual ou mecânica;

retirar os peneiros e certificar-se que não existe perda de material em nenhum deles;

o processo de peneiração considera-se concluído quando a massa do material retido não sofre alterações

superiores 1,0%, após 1 minuto de peneiração;

pesar o material retido no peneiro de maior dimensão nominal e registar a sua massa como R1;

efectuar a mesma operação para os restantes peneiros e registar a massa das diferentes fracções como

R2, R3, …Rn; e

pesar o material retido no fundo e registar a sua massa como P.

3.4.1.6. Resultados

A percentagem retida em cada peneiro é determinada segundo a seguinte equação:

Onde:

- percentagem de material retido no peneiro i (%);

- massa retida no peneiro i (g); e

- massa total da amostra seca (g).

Após efectuado o cálculo individual de cada peneiro, é possível elaborar a curva granulométrica do material

ensaiado.

A percentagem de finos ( ) que passa no peneiro 0,063 mm pode ser determinada pela seguinte equação:

Onde:

- percentagem de finos que passa pelo peneiro 0,063 mm (%);

- massa total da amostra (g);

- massa da amostra, após lavagem e secagem (g); e

- massa de material retido no fundo da coluna de peneiros (g).

Caso a soma das massas Ri e P difiram mais do que 1 % da massa M2, o ensaio considera-se inválido.


63

Os resultados anteriores permitem ainda calcular o módulo de finura, entendido como a soma das percentagens

totais que ficam retidas em cada peneiro da série normal. Esta série é relativa ao conjunto de peneiros com

abertura de malha correspondente à progressão geométrica de razão 2, iniciada no peneiro de abertura 0,125

mm e estendida até à máxima dimensão do agregado.

3.4.2. Massa volúmica e absorção de água

3.4.2.1. Objectivos do ensaio

Por motivos de simplicidade e de rigor, a medição dos materiais aquando do ajustamento à curva de referência é

feita por pesagem, exigindo-se, portanto, o conhecimento da massa volúmica dos mesmos. Para além disto, dado

que a massa volúmica dos agregados contribui decisivamente para a mesma propriedade do betão, interessa

caracterizá-los correctamente para prever a do compósito.

Idealmente, os agregados devem ser aplicados na mistura sob a forma saturada e com a superfície seca, evitando-

se, deste modo, eventuais correcções na relação A/C. No entanto, é corrente, dada a incerteza dos agregados se

encontrarem naquelas condições, quantificar o seu estado de saturação, determinar a sua absorção de água e

proceder à referida correcção. A importância deste assunto prende-se com a absorção de água dos agregados que

motiva uma redução da quantidade de água disponível para a reacção de hidratação, para conferir uma

determinada trabalhabilidade ou, ainda, para humedecer a superfície dos agregados. Em consequência, a

composição que pretende satisfazer determinados requisitos resulta afectada.

Saliente-se que a reduzida, ou nula, absorção de água por parte dos materiais utilizados retira importância à

anterior problemática. Neste sentido, sabendo que os agregados naturais exibem uma reduzida absorção de água

e que a borracha possui propriedades hidrofóbicas, optou-se por não realizar qualquer tipo de compensação.

Assim, admite-se que a relação A/C coincide com a relação A/C efectiva.


A metodologia de ensaio é descrita pela norma NP EN 1097-6 (2003) “Ensaios das propriedades mecânicas e

físicas dos agregados. Parte 6: Determinação da massa volúmica e da absorção de água.”


Os aparelhos e utensílios são os seguintes:


peneiros de ensaio, conforme especificado na norma NP EN 933-2, com as seguintes aberturas: 0,063, 4,

31,5 e 63 mm;

máquina de peneirar;

balança de precisão de ±0,1% da massa a determinar;

termómetro graduado; e

picnómetro de volume adequado à dimensão do provete, conforme especificado na norma NP EN 1097-6.

3.4.2.4. Amostras

Partículas de agregado de dimensão entre 4 e 31,5 mm

Procede-se à lavagem da amostra sobre os peneiros 31,5 e 4 mm de modo a remover as partículas mais finas.

Rejeita-se qualquer material retido no peneiro 31,5 mm e deixa-se escorrer a amostra.


64

A massa do provete do agregado deve respeitar os valores apresentados no Quadro 3.12. Caso o valor de

não encontre correspondência no referido quadro, a massa mínima pode ser determinada por interpolação a

partir dos valores ali especificados. Regista-se a massa do provete de ensaio como M0.

Quadro 3.12 – Massa dos provetes de ensaio (massa volúmica e absorção de água)

Dimensão máxima - [mm] Massa mínima do provete [kg]

31,5 5

16 2

8 1

Partículas de agregado de dimensão entre 0,063 e 4 mm

A massa do provete do agregado deve ser igual ou superior a 1 kg. Procede-se à lavagem da amostra sobre os

peneiros 4 e 0,063 mm de modo a remover as partículas mais finas. Rejeita-se qualquer material retido no

peneiro 4 mm e deixa-se escorrer a amostra. Regista-se a massa do provete de ensaio como M0.


Partículas de agregado de dimensão entre 4 e 31,5 mm



imergir o provete no picnómetro com água a (22±3) ºC e eliminar o ar ocluído;

manter o provete de ensaio à temperatura de (22±3) ºC durante (24±0,5) h;

após o período de imersão, remover o ar ocluído;

fazer transbordar o picnómetro por adição de água e colocar a tampa sem deixar ar no seu interior;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto como M2 (picnómetro, provete de ensaio e

água);

registar a temperatura da água;

remover o agregado da água e deixar escorrer durante alguns minutos;

encher novamente o picnómetro e colocar a tampa como anteriormente;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto como M3 (picnómetro e água);

registar a temperatura da água (a diferença dos valores da temperatura da água dentro do picnómetro

durante as pesagens de M2 e M3 não deve exceder 2 ºC);

transferir o provete escorrido para cima de panos secos e proceder à secagem da sua superfície;

espalhar o agregado numa camada monogranular e deixá-lo ao ar, resguardado da luz solar directa ou de

qualquer outra fonte de calor, até desaparecerem as partículas visíveis de água mas o agregado ainda

apresentar aspecto húmido;

pesar o provete saturado com superfície seca e registar o valor como M1; e

secar o agregado numa estufa a (110±5) ºC até atingir massa constate (M4).

Partículas de agregado de dimensão entre 0,063 e 4 mm



imergir o provete no picnómetro com água a (22±3) ºC e eliminar o ar ocluído;


65

manter o provete de ensaio à temperatura de (22±3) ºC durante (24±0,5) h;

após o período de imersão, remover o ar ocluído;

fazer transbordar o picnómetro por adição de água e colocar a tampa sem deixar ar no seu interior;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto como M2 (picnómetro, provete de ensaio e

água);

registar a temperatura da água;

decantar a maior parte da água que cobre o provete e esvaziar o picnómetro sobre um tabuleiro;

encher novamente o picnómetro e colocar a tampa como anteriormente;

secar o picnómetro por fora e pesar a massa do conjunto como M3 (picnómetro e água);

registar a temperatura da água (a diferença dos valores da temperatura da água dentro do picnómetro

durante as pesagens de M2 e M3 não deve exceder 2 ºC);

espalhar o provete molhado numa camada uniforme sobre a base de um tabuleiro e expor o agregado a

uma leve corrente de ar morno de modo a evaporar a humidade superficial;

remexer o provete em intervalos frequentes de modo a assegurar uma secagem homogénea até que

não seja visível humidade superficial e as partículas de agregado não adiram umas às outras1;

deixar arrefecer o provete até à temperatura ambiente, remexendo-o durante o processo;

pesar o provete saturado com superfície seca e registar o valor como M1; e

secar o agregado numa estufa a (110±5) ºC até atingir massa constate (M4).

3.4.2.6. Resultados

As massas volúmicas das partículas ( , e como apropriado), em quilogramas por decímetro cúbico, são

calculadas de acordo com as seguintes expressões:

Equação 3.11

Equação 3.12

Equação 3.13

A absorção de água (em percentagem da massa seca) após a imersão durante 24 h ( ) pode ser calculada de

acordo com a seguinte expressão:

Equação 3.14

Onde:

- massa volúmica do material impermeável das partículas (kg/dm3);

- massa volúmica das partículas secas em estufa (kg/dm3);

1 Para avaliar se o estado de superfície seca foi atingido, colocar um molde troncocónico de metal com a maior abertura

virada para baixo, sobre a base do tabuleiro. Encher livremente o molde com parte do provete em processo de secagem e utilizar um pilão para apiloar levemente a superfície com 25 pancadas sobre a abertura superior do molde. Não completar o enchimento após apiloamento. Levantar cuidadosamente o molde. Se o agregado mantiver a forma troncocónica, prosseguir o processo de secagem e repetir o ensaio do cone até que o cone de agregado se deforme após desmoldagem.


66

- massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca (kg/dm3);

- massa volúmica da água à temperatura da água registada na pesagem M2 (kg/dm3);

- absorção de água após imersão em água durante 24 h (%);

- massa do agregado saturado com superfície seca;

- massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado e água (g);

- massa do picómetro contendo apenas água (g); e

- massa do provete seco em estufa (g).

3.4.3. Massa volúmica aparente

3.4.3.1. Objectivos do ensaio

A massa volúmica aparente, também designada de baridade, é uma propriedade importante na composição do

betão quando as medições são feitas em volume. No presente caso, uma vez que estas são feitas em peso, a

baridade perde utilidade. Contudo, trata-se de uma propriedade responsável pela quantificação das principais

características físicas dos agregados e, como tal, será alvo de avaliação.


A metodologia de ensaio está de acordo com a norma NP EN 1097-3 (2000) “Ensaios das propriedades mecânicas

e físicas dos agregados. Parte 3: Método para determinação da massa volúmica e dos vazios”.




balança de precisão de ±0,1 % da massa a determinar; e

contentor cilíndrico estanque em aço inoxidável, de volume variável em função da máxima dimensão dos

agregados a ensaiar.

3.4.3.4. Amostras

Para realizar este ensaio, é necessário proceder à preparação de 3 provetes por cada agregado. As amostras são

secas em estufa ventilada a (110±5) ºC até atingirem massa constante. Por massa constante entenda-se massa

cuja variação, medida em pesagens sucessivas e intervaladas de pelo menos 1 hora, é inferior a 0,1 %.

A redução da amostra, após secagem, deve permitir obter um provete de ensaio com uma massa compreendida

entre 120 e 150% da massa necessária para encher o recipiente de ensaio. O seu volume mínimo, em função da

máxima dimensão do agregado, é apresentado no Quadro 3.13.

Quadro 3.13 – Volume do recipiente de ensaio (massa volúmica aparente)

Dimensão máxima - [mm] Volume mínimo do recipiente [l]

63 20

32 10

16 5

8 3

≤4 1

Caso o valor de não se encontre no quadro anterior, a massa mínima do provete de ensaio pode ser

interpolada através dos valores ali presentes.


67



preparar os provetes de ensaio conforme especificado no ponto 3.4.3.4;

Pesar o recipiente vazio e limpo e registar a seu valor como M1;

Procurando evitar segregação, encher o recipiente sem compactação;

Remover o material excedente e proceder ao nivelamento da superfície com o cuidado de não a

compactar;

Pesar o recipiente cheio e registar o valor como M2;

Repetir o procedimento para os restantes 2 provetes de ensaio.

3.4.3.6. Resultados

A massa volúmica aparente de cada provete de ensaio é calculada com base na seguinte expressão:

Equação 3.15

A massa volúmica aparente do agregado é determinada como a média dos 3 provetes de ensaio:

Equação 3.16

Onde:

- massa volúmica aparente do agregado (kg/dm3)

- massa volúmica aparente do provete de ensaio i (kg/dm3);

- massa do recipiente de ensaio (kg);

- massa do recipiente e provete (kg); e

- capacidade do recipiente (l).

3.4.4. Desgaste de Los Angeles


Este ensaio tem por finalidade determinar a perda de massa dos agregados por desgaste. Assim, é possível prever

a susceptibilidade do agregado à abrasão, quando incorporado na matriz cimentícia, e até desenvolver

correlações entre esta propriedade e as tensões de rotura do betão.


A metodologia de ensaio é especificada pela documentação normativa do LNEC2 E-237 (1970) “Ensaio de desgaste

pela máquina de Los Angeles”.




peneiros da série ASTM;


balança de precisão com limites de erro de ±1 g;

2 Laboratório Nacional de Engenharia Civil


68

carga abrasiva constituída por esferas de aço, cada uma com massa entre 390 e 445 g (6 a 12 esferas

consoante a composição granulométrica do provete de ensaio); e

máquina de Los Angeles.

3.4.4.4. Amostras

O agregado a ensaiar deve ser lavado e seco em estufa a uma temperatura de (110±5) ºC até atingir massa

constante. Por massa constante entenda-se a massa cuja variação, medida em pesagens sucessivas intervaladas

de pelo menos 1 hora, seja inferior a 0,1 %.

Posteriormente, deve-se separar a amostra por peneiração nas fracções granulométricas especificadas na norma

LNEC E-237 e formar o provete de ensaio pelo ajuste daquelas fracções nas quantidades fixadas pela respectiva

norma. Refira-se que o ajuste deverá ser feito à composição granulométrica que mais se aproximar à do agregado

a ensaiar. Regista-se a massa do provete como M1.

3.4.4.5. Procedimento de ensaio


preparar o provete de ensaio, conforme descrito no ponto 3.4.4.4;

constituir a carga abrasiva correspondente ao provete a ensaiar de acordo com a especificação LNEC E-

237;

introduzir o provete de ensaio e a carga abrasiva na máquina de Los Angeles, com especial cuidado em

distribuir uniformemente a carga abrasiva pelo comprimento do cilindro;

colocar a tampa na abertura e iniciar o funcionamento da máquina; o cilindro deve efectuar, à velocidade

de 30 a 33 r.p.m., um número determinado de rotações em função da composição granulométrica em

análise;

retirar o material do interior da câmara e peneirar o provete no peneiro de malha 1,68 mm, sobre o qual

se deverá utilizar um peneiro de maior abertura para evitar a danificação do primeiro;

lavar o material sobre o peneiro de malha 1,68 mm;

secar em estufa a uma temperatura compreendida entre os 105-110 ºC até se atingir massa constante; e

pesar o material e registar a sua massa como M2.

3.4.4.6. Resultados

A perda de desgaste na máquina de Los Angeles, expressa em percentagem, é dada por:

Equação 3.17

Onde;

- massa do provete de ensaio (g); e

- massa do material retido no peneiro de malha 1,68 mm.

3.4.5. Índice de forma


O índice de forma permite caracterizar a geometria das partículas que compõem fracções ganulométricas

compreendidas entre 4 e 63 mm e prever os seus efeitos no betão. São estes, no caso de agregados rolados, a

maior compacidade e menor quantidade de água para atingir os mesmos níveis de trabalhabilidade e, no caso de

agregados britados, um possível aumento da resistência mecânica.


69


A metodologia de ensaio está especificada na norma NP EN 933-4 (2002) “Ensaios das propriedades geométricas

dos agregados. Parte 4: Determinação da forma das partículas – Índice de forma”.



Estufa ventilada à temperatura de (110±5) ºC;

peneiros de ensaio, conforme especificado na norma NP EN 933-2;


balança de precisão ±0,1 % da massa a determinar; e

paquímetro.

3.4.5.4. Amostras

As amostras são secas em estufa ventilada a (110±5) ºC até atingirem massa constante. Por massa constante

entenda-se massa cuja variação, medida em pesagens sucessivas intervaladas de pelo menos 1 hora, seja inferior

a 0,1 %.

Utilizar peneiros de ensaio apropriados de modo a assegurar a completa separação de partículas superiores a 4

mm. Rejeitar todo o material passado no referido peneiro.

A redução da amostra, após secagem, deve permitir obter um provete de ensaio com massa superior à mínima

mas sem valor exacto predeterminado. Os valores mínimos, correspondentes às diferentes dimensões máximas

dos agregados, encontram-se no Quadro 3.14.

Quadro 3.14 – Massa mínima dos provetes de ensaio (índice de forma)

Dimensão máxima - [mm] Massa mínima do provete [kg]

63 45

32 6

16 1

8 0,1

Caso o valor de não se encontre no Quadro 3.14, a massa mínima do provete de ensaio pode ser

interpolada através dos valores presentes no referido quadro. Regista-se a massa do provete de ensaio como M0.



preparar o provete de ensaio de acordo com o descrito no ponto 3.4.5.4;

registar a massa de cada fracção granulométrica como M1i e calcular a sua percentagem V1i relativamente

à massa do provete de ensaio (M0);

todas as fracções granulométricas que representem menos de 10% de M0 são desprezadas;

com o auxílio de um paquímetro, medir a maior (L) e menor (E) dimensão de cada partícula e separar

aquelas cuja relação dimensional verifique a condição: L/E≥3 (partículas classificadas como não-cúbicas);

e

registar a massa das partículas não-cúbicas de cada fracção granulmétrica como M2i.


70

3.4.5.6. Resultados

O índice de forma SI é calculado pela seguinte equação:

Equação 3.18

Onde:

- é a soma das massas das partículas de cada uma das fracções granulométricas ensaiadas (g); e

– somatório das massas das partículas não-cúbicas de cada uma das fracções granulmétricas ensaiadas (g).

3.5. Ensaios ao betão fresco Dada a importância das características do betão no estado fresco, a campanha experimental contempla a análise

da trabalhabilidade e da massa volúmica. Relativamente à primeira, com o intuito de assegurar as mesmas

aplicações para todos os espécimes, o ajuste da relação A/C é feito de acordo com as tendências registadas na

bibliografia consultada e com a confirmação de uma fase precedente à definitiva. No que respeita à massa

volúmica, é expectável que haja uma variação significativa em consequência da diferença da mesma propriedade

entre os agregados e o granulado de borracha e, portanto, não se indicam limites de resultados que validem as

amassaduras desenvolvidas.

3.5.1. Abaixamento (cone de Abrams)


A quantificação da trabalhabilidade é essencial para identificar betões com aplicações idênticas. Neste sentido,

para assegurar que as amassaduras respeitam os limites previamente impostos de abaixamento (80±10 mm),

opta-se por interferir na relação A/C uma vez que é presumível que níveis crescentes de incorporação de

borracha afectem negativamente esta propriedade. Relembre-se que, na segunda fase, se realizam as

amassaduras pretendidas com o objectivo exclusivo de certificar a composição adoptada através dos valores de

abaixamento estipulados.


A metodologia de ensaio está definida pela norma NP EN 12350-2 (2002) “Ensaios do betão fresco. Parte 2: Ensaio

de abaixamento”.



molde de metal de forma troncocónica com uma altura de (300±2) mm, um diâmetro máximo de (200±2)

mm e um mínimo de (100±2) mm; o material que o constitui deve ser resistente à pasta de cimento e o

seu interior deve ser perfeitamente liso, sem rebites ou mossas; deverá dispor de duas pegas junto ao

topo e de elementos de fixação ou abas junto à base;

varão de compactação com extremidades arredondadas, com um diâmetro de (16±1) mm e um

comprimento de (600±5) mm;

funil que permita ser acoplado ao topo do molde tronco-cónico;

régua com uma precisão maior ou igual a 5 mm;

placa / superfície não absorvente, rígida e plana;

colher de pedreiro;

pano molhado; e

cronómetro.


71

3.5.1.4. Amostras

A amostra é constituída por um número de tomas repartidas pelo volume total de betão fresco e deverá estar

protegida de qualquer contaminação, ganho ou perda de água e variações bruscas de temperatura durante todo

o processo de amostragem, transporte e manuseamento.



humedecer o molde troncocónico e a placa / superfície;

colocar o molde sobre a placa / superfície;

encher o molde com a amostra recolhida, conforme especificado no ponto 3.5.1.4; o enchimento deverá

ser faseado por 3 camadas cuja altura, após compactação, deverá ser idêntica (1/3 da altura do molde); a

compactação é materializada por 25 pancadas, executadas com o varão de compactação, distribuídas

sobre toda a secção transversal da camada mas apenas na sua espessura; no preenchimento da última

camada, deverá compensar-se a redução de altura após compactação com uma quantidade suplementar

de betão; durante todo o processo de enchimento, deve manter-se o molde fixo contra a placa /

superfície com os pés sobre as abas (ou com os elementos de fixação);

após compactação da camada de topo, rasa-se a superfície de betão através de movimentos de

rolamento com o varão de compactação;

remover o excesso de betão da placa / superfície;

retirar cuidadosamente o molde levantando-o na vertical; toda a operação de desmoldagem deverá ser

executada em 5 - 10 s através de um deslocamento único e firme, sem transmissão de qualquer

movimento lateral ou torsional;

a duração máxima da operação, desde o enchimento até à remoção do molde, é de 150 s e deve ser

executada sem qualquer interrupção; e

após remoção do molde regista-se o abaixamento (h) (Figura 3.49).

Figura 3.48 – Equipamento para ensaio de abaixamento

Figura 3.49 – Leitura de abaixamento

3.5.1.6. Resultados

O abaixamento (h) é quantificado pela diferença entre a altura do molde, 300 mm e o ponto mas alto do provete

após desmoldagem.


72

O ensaio só é válido se o betão permanecer substancialmente intacto e simétrico, conforme ilustrado na Figura

3.50 (a). Caso o provete se deforme identicamente à Figura 3.50 (b), é necessário retirar outra amostra e repetir o

ensaio.

Figura 3.50 – Formas de abaixamento (NP EN 12350-2 (2002))

3.5.2. Massa volúmica

3.5.2.1. Objectivo de ensaio

Este ensaio permite quantificar a massa volúmica do betão, propriedade que influencia a necessidade de

compactação do compósito pela sua interferência na trabalhabilidade e que, ainda, é determinante nas acções

estruturais.


A metodologia de ensaio é descrita pela norma NP EN 12350-6 (2002) “Ensaios do betão fresco. Parte 6: Massa

volúmica”.



recipiente estanque, de volume conhecido (não inferior a 5 l), de rigidez relativamente elevada,

resistente à pasta de cimento, com a face interna lisa e com bordo superior passível de acabamento;

dispositivo de compactação do betão; no presente estudo utilizou-se uma agulha vibratória;

balança de precisão superior ou igual a ±0,1 % da massa a determinar;

rasoira de aço;

colher de pedreiro; e

pano húmido.

3.5.2.4. Amostras

A amostra é constituída por um número de tomas repartidas pelo volume total de betão fresco e deverá estar

protegida de qualquer contaminação, ganho ou perda de água e variações bruscas de temperatura durante todo

o processo de amostragem, transporte e manuseamento.



pesar o recipiente vazio e registar a sua massa como M1;

encher o recipiente com a amostra recolhida, conforme especificado no ponto 3.5.2.4; o procedimento

deverá ser faseado por 2 camadas e respectiva compactação; o período de compactação deverá ser o

adequado e limitado a quaisquer indícios de segregação ou exsudação; caso a compactação seja


73

efectuada com agulha vibratória, assegurar o seu posicionamento vertical e evitar o seu contacto com o

recipiente (Figura 3.51);

após o enchimento do recipiente, proceder ao nivelamento da superfície com o auxílio da colher de

pedreiro e da rasoira (Figura 3.52);

utilizar um pano húmido para remover os restos de betão do exterior do recipiente (Figura 3.53); e

pesar o recipiente com o betão fresco e registar a sua massa como M2 (Figura 3.54).

Figura 3.51 – Vibração do provete de ensaio

Figura 3.52 – Nivelamento da superfície

Figura 3.53 – Limpeza do recipiente

Figura 3.54 – Pesagem do recipiente

com betão fresco

3.5.2.6. Resultados

A massa volúmica é determinada através da seguinte expressão:

Equação 3.19

Onde:

- massa volúmica do betão fresco (kg/m3);

- massa do recipiente (kg);

- massa do recipiente com o provete de betão fresco (kg); e

- volume do recipiente (m3).

3.6. Ensaios ao betão endurecido Os ensaios ao betão endurecido têm como objectivo descrever o seu comportamento em condições de serviço,

ou seja, dar conhecimento da sua adequação às acções para as quais foram concebidos. No presente estudo,

apesar de as propriedades de durabilidade merecerem igual tratamento, dá-se apenas enfoque às propriedades

mecânicas.



Este ensaio tem por objectivo determinar a capacidade resistente do betão sob tensão uniforme de compressão.

Para tanto, submete-se os provetes a elevados carregamentos e regista-se o valor máximo atingido.


74


A metodologia de ensaio é descrita pela norma NP EN 12390-3 (2003) “Ensaios ao betão endurecido. Parte 3:

Resistência à compressão dos provetes de ensaio”.

Os aspectos relativos à geometria e dimensões dos provetes de ensaio podem ser consultados na NP EN 12390-1

(2003) “Ensaios ao betão endurecido. Parte 1: Forma, dimensões e outros requisitos para o ensaio de provetes e

para os moldes”.

No que respeita à execução e cura dos provetes de ensaio, os métodos encontram-se especificados na NP EN

12390-2 (2003) “Ensaios ao betão endurecido. Parte 2: Execução e cura dos provetes de ensaio de resistência

mecânica”.



prensa hidráulica de 4 colunas e com velocidade de carregamento controlável, respeitando a norma NP

EN 12390-3 (Figuras 3.10 e 3.11);

pano de limpeza dos provetes; e

balança com uma precisão igual ou superior a 0,1 % da massa a determinar.

Figura 3.55 – Controlo de prensa hidráulica de 4 colunas

Figura 3.56 – Prensa hidráulica de 4 colunas

3.6.1.4. Provetes de ensaio

O ensaio é realizado em provetes cúbicos de 150 mm de aresta e o respectivo período de cura é variável (7, 28 e

56 dias).

O programa de ensaio estipula que, para cada espécime devem, ser ensaiados 3 provetes aos 7 dias, 5 aos 28 dias

e 3 aos 56 dias, o que perfaz, tendo em conta as 13 amassaduras distintas, 143 provetes de ensaio.

Refira-se que a 2.ª fase da campanha experimental, com o principal objectivo de assegurar a trabalhabilidade

pretendida para as diferentes amassaduras, permitiu também produzir 4 provetes cúbicos para ensaiar à

compressão aos 28 dias de idade. Estes provetes complementares à 3.ª fase têm a mais-valia de possibilitar a

comparação de resultados e despistar eventuais anomalias durante a amassadura e cura do betão.

No Quadro 3.15, apresenta-se a quantidade, dimensões e idade dos provetes do ensaio de resistência à

compressão.


75

Todos os provetes foram mantidos durante 24 horas na zona de betonagem de modo a adquirirem resistência

suficiente para ser desmoldados e transportados até à zona de cura.

Quadro 3.15 – Quantidade, dimensões e idade dos provetes (ensaio de resistência à compressão)

Ensaio Idade (dias) N.º Forma e dimensões (mm)

2.ª Fase Resistência à compressão 28 4 Cúbico, 150

3.ª Fase Resistência à compressão

7 3

Cúbico, 150 28 5

56 3



retirar o provete do ambiente de cura quando atingida a idade estabelecida;

remover o excesso de humidade e/ou sujidade do provete;

pesar e registar a massa do provete como M (este dado não tem contribuição directa para os resultados

do ensaio mas é um bom indicador da presença de vazios que justificam, eventualmente, resultados

anómalos);

limpar todas as superfícies da máquina de ensaio;

colocar o provete numa posição centrada, relativamente ao prato inferior da máquina, para evitar

qualquer tipo de excentricidade; o plano correspondente à face de acabamento do provete não deverá

ser uma superfície de ensaio, isto é, não deverá coincidir com nenhum dos pratos da máquina;

aplicar a carga a uma velocidade constante de 0,2 a 1 MPa/s de forma contínua e sem choques até se

atingir a rotura (no presente trabalho, utilizou-se uma velocidade de carregamento de 11,3 kN/s, que

corresponde a aproximadamente, 0,5 MPa/s); e

registar a carga máxima como F.

Figura 3.57 – Rotura do provete (ensaio de compressão)

Figura 3.58 – Provete após ensaio de compressão


76

3.6.1.6. Resultados

Após ensaio, deverá inspeccionar-se a rotura de cada provete e classificá-la como satisfatória (Figura 3.59) ou não

satisfatória (Figura 3.60), conforme estipulado na norma NP EN 12390-3.

Figura 3.59 – Roturas satisfatórias de provetes cúbicos (NP EN 12390-3 (2003))

Figura 3.60 – Roturas não satisfatórias de provetes cúbicos (NP EN 12390-3 (2003))

A resistência à compressão de cada provete é dada pela seguinte expressão:

Equação 3.20

Onde:

- resistência à compressão do provete (MPa ou N/mm2);

- carga máxima (N); e

- área da secção transversal do provete na qual a força foi aplicada (mm2).

Para cada idade, a resistência à compressão dos vários betões é dada pela média simples dos resultados dos

provetes respectivos.

3.6.2. Resistência à tracção por compressão diametral


A tensão de rotura do betão à tracção pode ser obtida por tracção pura, por flexão simples ou por compressão

diametral. A dificuldade inerente ao primeiro ensaio leva à opção por um dos restantes que conduzem

invariavelmente a resultados desiguais. No presente estudo, seguiu-se a metodologia do ensaio de resistência à

tracção por compressão diametral por permitir aproveitar os provetes do ensaio do módulo de elasticidade (não

destrutivo).


77

O conceito deste ensaio está em submeter o provete cilíndrico a uma carga de faca, aplicada ao longo da sua

geratriz. Esta geometria de carregamento gera tensões ortogonais ao plano de carga e, consequentemente, dá-se

a rotura do provete por tracção.


A metodologia de ensaio é descrita pela norma NP EN 12390-6 (2003) “Ensaios ao betão endurecido. Parte 6:

Resistência à tracção por compressão dos provetes”.

Os aspectos relativos à geometria e dimensões dos provetes de ensaio estão de acordo com a NP EN 12390-1

(2003) “Ensaios ao betão endurecido. Parte 1: Forma, dimensões e outros requisitos para o ensaio de provetes e

para os moldes”.

No que respeita ao processo de cura dos provetes de ensaio, os pormenores encontram-se especificados na NP

EN 12390-2 (2003) “Ensaios ao betão endurecido. Parte 2: Execução e cura dos provetes de ensaio de resistência

mecânica”.



prensa hidráulica de 4 colunas e com velocidade de carregamento controlável, respeitando a norma NP

EN 12390-4 (Figura 3.61);

posicionador dos provetes, em aço (opcional);

peça de carga, em aço;

faixas de cartão prensado, conforme a NP EN 316; e

pano de limpeza dos provetes.

Figura 3.61 – Prensa hidráulica de 4 colunas e respectivo controlador

Figura 3.62 – Exemplo de um posicionador (NP EN 12390-6)


78


Este ensaio foi realizado em provetes cilíndricos de geometria definida por 150 mm de diâmetro e 300 mm de

altura. O período de cura, idêntico para todos os espécimes, está estabelecido em 28 dias.

Estipulado que seriam ensaiados 3 provetes por cada composição e tendo em conta que este estudo considera 13

amassaduras distintas, contabiliza-se um total de 39 provetes de ensaio. Mencione-se que, dos 3 provetes

necessários para este ensaio, 2 foram previamente ensaiados ao módulo de elasticidade que se realizou

igualmente após 28 dias de cura.


suficiente para serem desmoldados e transportados até à zona de cura.




remover o excesso de humidade e/ou sujidade do provete;

limpar cuidadosamente todas as superfícies da máquina de ensaio;

colocar o provete no posicionador e centrá-lo perfeitamente em relação aos pratos para evitar qualquer

tipo de excentricidade;

posicionar as faixas de cartão prensado nas geratrizes de base e de topo e, na segunda (geratriz),

sobrepor a peça de carga;

aplicar a carga a uma velocidade constante de 0,04 a 0,06 MPa/s, de forma contínua e sem choques até

se atingir a rotura (no presente trabalho, utilizou-se uma velocidade de carregamento de 1,3 kN/s, que

corresponde a aproximadamente 0,045 MPa/s); assegurar que os pratos estão dispostos paralelamente

em todo o ensaio; e

registar a carga máxima atingida como F.

Figura 3.63 – Posicionamento do provete

Figura 3.64 – Posicionamento do provete

Figura 3.65 – Rotura do provete (ensaio de tracção)

Figura 3.66 – Rotura do provete (ensaio de tracção)


79

3.6.2.6. Resultados

A resistência à tracção por compressão de cada provete é dada pela seguinte expressão:

Equação 3.21

Onde:

- resistência à tracção por compressão diametral (Mpa ou N/mm2);

- carga máxima (N);

- comprimento da linha de contacto do provete (mm); e

- dimensão da secção transversal (mm).

A resistência à tracção por compressão dos vários betões é dada pela média simples dos resultados dos provetes

respectivos.

3.6.3. Módulo de elasticidade


O módulo de elasticidade é um parâmetro que caracteriza a curva extensão-tensão pelo declive da recta no

patamar predominantemente elástico. A sua importância é óbvia na resposta das estruturas à maioria das acções,

uma vez que é expectável que o regime permaneça linear.

Convém notar que a recta que estabelece o módulo de elasticidade poderá ser definida pela tangente à curva

extensão-tensão na origem ou pela secante que passa no mesmo ponto e cruza a referida curva a um nível

estipulado de tensão.

No presente trabalho, calcula-se o módulo de elasticidade secante após um número especificado de ciclos de

carga e para um nível de tensão na ordem de 1/3 da resistência média à compressão ( ).


A metodologia de ensaio é descrita pela norma LNEC-397 “Betões: Determinação do módulo de elasticidade em

compressão”.



prensa hidráulica (Figura 3.67);

extensómetros eléctricos (tipo TML PFL 30-11-3LT - Figura 3.69)

data logger acoplado à prensa hidráulica (permite a interpretação e transmissão dos dados emitidos

pelos extensómetros para um PC - Figura 3.68); e

pano de limpeza dos provetes.


Este ensaio foi realizado em provetes cilíndricos de geometria definida por 150 mm de diâmetro e 300 mm de

altura. O período de cura é idêntico para todos os espécimes e encontra-se nos 28 dias.


80

Figura 3.67 – Prensa hidráulica e provete

Figura 3.68 – Controlo de prensa hidráulica

Figura 3.69– Extensómetro


amassaduras distintas, contabiliza-se um total de 26 provetes. Mencione-se que, após realização deste ensaio

(não destrutivo), os provetes integraram o ensaio à tracção por compressão diametral (destrutivo), realizado

também aos 28 dias de idade.






rectificar ambas as faces de ensaio do provete de modo a torná-las perfeitamente lisas e paralelas; após

rectificação, esperar que o provete seque;

remover excesso de humidade e/ou sujidade do provete;

colar 2 extensómetros no provete em posições diametralmente opostas;

limpar as superfícies da máquina de ensaio;

posicionar o provete evitando qualquer excentricidade de carregamento; recorrer a uma rótula metálica

para assegurar a transmissão exclusiva de esforço axial (Figura 3.70); verificar o correcto posicionamento

do provete pela diferença registada nos dois extensómetros ( ) que deverá, após cada ciclo

de carga, ser inferior a 10 %;

aplicar uma tensão inicial de 0,5 a 1 MPa ( ) e aumentá-la de forma contínua, a uma velocidade de

0,5±0,1 MPa/s, até atingir-se 1/3 da tensão média de resistência à compressão;

registar as extensões e tensões iniciais e finais;

efectuar novo ciclo de carga;

após cada ciclo, confirmar se a diferença entre a média das variações de extensão de ciclos consecutivos

( ) é inferior a ; caso o limite não seja satisfeito, é necessário repetir o ciclo de carga; e

efectuar os ciclos necessários até que o ponto anterior seja verificado ( ).


81

Figura 3.70 – Rótula metálica

3.6.3.6. Resultados

Considerando que a diferença entre as médias das variações de extensão entre dois ciclos consecutivos verifica a

expressão:

Equação 3.22

O módulo de elasticidade em compressão ( ) é dado pela seguinte expressão:

Equação 3.23

Onde:

– módulo de elasticidade em compressão (GPa);

– tensão inicial aplicada no ciclo n (MPa);

– tensão máxima aplicada no ciclo n (MPa);

– extensão correspondente à tensão , registada no ciclo n; e

– extensão correspondente à tensão , registada no ciclo n.



O objectivo deste ensaio é caracterizar a resistência à abrasão do betão por desgaste. A sua capacidade de

suportar acções que provocam desagregação ou perda de secção é especialmente importante em elementos

estruturais de betão à vista sujeitos a erosão contínua, como é o caso de pavimentos ou canais hidráulicos.

Noutras aplicações, como é exemplo a utilização de betões não estruturais em elementos de revestimento, esta

propriedade poderá igualmente ter interesse.


A metodologia de ensaio é descrita pela norma DIN 52108 “Testing of inorganic non-metallic materials. Wear test

with grinding whell according to Böhme”.



máquina de abrasão de Böhme (Figura 3.71);

pó abrasivo;



82

balança com precisão igual ou superior a 0,1 g;

paquímetro (Figura 3.72);

escova para limpeza da máquina de abrasão e provetes; e

pano para limpeza dos provetes.

Figura 3.71 – Máquina de abrasão de Böhme

Figura 3.72 – Paquímetro


A geometria dos provetes utilizados neste ensaio é paralelepipédica, definida por uma base quadrada de (71±1,5)

mm de aresta (corresponde a uma área de teste de (50±2) cm2) e por uma altura, não normalizada, de

aproximadamente 50 mm. Refira-se que a face de topo deve ser perfeitamente paralela à face de teste

(rectificada) para assegurar a correcta progressão do ensaio.


amassaduras distintas, contabiliza-se um total de 39 provetes de ensaio.



Findo o período mínimo de cura prescrito pela norma (91 dias), os provetes de ensaio ganham a geometria

descrita pelo corte de moldes cúbicos de 150 mm de aresta. De seguida, são secos em estufa ventilada à

temperatura de (110±5) ºC até atingirem massa constante. Por massa constante entenda-se massa cuja variação,

medida em pesagens sucessivas intervaladas de pelo menos 1 hora, é inferior a 0,1 %.

Figura 3.73 – Provetes de ensaio (resistência à abrasão)


83



retirar o provete da estufa quando o mesmo atingir massa constante;

remover eventuais sujidades do provete;

medir a altura inicial do provete em 9 pontos, marcados previamente na face de topo (oposta à de teste),

conforme especificado na Figura 3.74;

limpar as superfícies da máquina de abrasão;

distribuir uniformemente 20 g de pó abrasivo pelo trilho de abrasão;

posicionar o provete no mecanismo de fixação e aplicar no centro da sua face de topo um carregamento

vertical; este procedimento sujeita o provete a uma pressão de contacto de (30±0,3) kPa e garante o

atrito suficiente entre o mesmo e o conjunto abrasivo (disco e pó);

iniciar a rotação do disco de Böhme a uma velocidade de (30±1) rpm e completar 22 voltas; este processo

designa-se por ciclo de teste; o ensaio de resistência à abrasão inclui 16 ciclos de teste;

entre cada ciclo de teste, limpar o provete e o disco de Böhme, rodar o provete 90 º em torno do seu eixo

vertical (sempre no mesmo sentido) e distribuir novamente 20 g de pó abrasivo no trilho de abrasão;

assim, após os 16 ciclos, o provete conclui 4 voltas e consome 320 g de pó abrasivo; e

findados os 16 ciclos, limpar o provete e medir a altura dos mesmos 9 pontos.

71

10

71

10

25.5

25.5

10

25.5 25.5 10

Figura 3.74 – Distribuição dos pontos de medição do desgaste

Figura 3.75 – Provete durante o ensaio


84

3.6.4.6. Resultados

Os resultados do ensaio de desgaste por abrasão, determinados pela redução da altura / espessura do provete,

são dados pela diferença entre a média das n alturas iniciais ( ) a média das n alturas finais ( ):

Equação 3.24

Onde:

- perda média de espessura (mm);

- espessura inicial do provete, medida no ponto j (mm);

- espessura final do provete, medida no ponto j (mm); e

- número de pontos marcados no provete.


85

4. RESULTADOS DA CAMPANHA EXPERIMENTAL

4.1. Introdução Neste capítulo, são apresentados os resultados obtidos nos ensaios efectuados durante a campanha

experimental. Em simultâneo, é realizada uma análise comparativa dos mesmos, de forma a correlacionar o

desempenho mecânico do betão com a dimensão das partículas de borracha, a sua proveniência (trituração

mecânica ou processo criogénico) e a percentagem de substituição de agregados.

4.2. Ensaios de caracterização dos agregados

4.2.1. Análise granulométrica

Conforme mencionado no subcapítulo 3.4.1, os resultados que se expõem estão de acordo com a metodologia

descrita na norma NP EN 933-1 (2000). Neste sentido, quando aplicável, apresenta-se a curva granulométrica, o

módulo de finura e a percentagem de finos (f) para os diferentes materiais. No que se refere à organização, os

resultados estão dispostos pela sua natureza, separando-se os relativos aos agregados (areia fina, areia grossa,

bago de arroz, brita 1 e brita 2) dos respeitantes aos granulados criogénicos e triturados.

Convém notar que a importância que esta análise possui na prática corrente perde relevância na metodologia de

produção adoptada. Esta separou os agregados e granulados nas suas diferentes fracções granulométricas para

posterior ajustamento à curva granulométrica de referência.

No ANEXO B, é possível consultar as curvas granulométricas fornecidas pelos diferentes fabricantes. Saliente-se

que, apesar de a abertura nominal dos peneiros não ter correspondência directa, é possível comparar os dados ali

existentes com os resultados obtidos em laboratório.

Na leitura dos Quadros que se seguem (4.1, 4.3, 4.5, 4.7, 4.9, 4.11, 4.13, 4.15, 4.17, 4.19, 4.21, 4.23, 4.25, 4.27),

interprete-se M1 como a massa total da amostra recolhida, após secagem em estufa a (110±5) ºC até valor

constante, e M2 como a mesma massa após lavagem e igual secagem.

4.2.1.1. Areia fina

A análise granulométrica da areia fina, a sua percentagem de finos (f) e o seu módulo de finura (M.F.) são

apresentados no Quadro 4.1.

A Figura 4.1 mostra a curva granulométrica da areia fina. No eixo das abcissas, figura a dimensão das partículas

numa escala logarítmica e, no eixo das ordenadas, a percentagem de material passante em cada peneiro.

Figura 4.1 – Curva granulométrica da areia fina

0

20

40

60

80

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)

Dimensão do agregado (mm)

RESULTADOS DA CAMPANHA EXPERIMENTAL

86

Quadro 4.1 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da areia fina

M1 (g) 1412,1

M2 (g) 1403,9

Quadro 4.2 – Análise granulométrica da areia fina

AREIA FINA

Peneiro Massa retida no peneiro Massa acumulada

Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

5,60 0,00 0,00 0,00 100,00

4 0,80 0,06 0,06 99,94

2 0,60 0,04 0,10 99,90

1 4,50 0,32 0,42 99,58

0,5 210,60 14,91 15,33 84,67

0,25 865,70 61,31 76,64 23,36

0,125 313,10 22,17 98,81 1,19

0,063 8,20 0,58 99,39 0,61

Refugo 0,40 0,03 - -

TOTAL 1403,90 99,42

f 0,61

M.F. 1,91

4.2.1.2. Areia grossa

A análise granulométrica da areia grossa, a sua percentagem de finos (f) e o seu módulo de finura (M.F.) são


Quadro 4.3 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da areia grossa

M1 (g) 1391,4

M2 (g) 1375,1

Quadro 4.4 – Análise granulométrica da areia grossa

AREIA GROSSA


Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

5,60 0,00 0,00 0,00 100,00

4 40,40 2,90 2,90 97,10

2 175,40 12,61 15,51 84,49

1 452,50 32,52 48,03 51,97

0,5 497,70 35,77 83,80 16,20

0,25 149,40 10,74 94,53 5,47

0,125 44,90 3,23 97,76 2,24

0,063 12,50 0,90 98,66 1,34

Refugo 2,30 0,17 - -

TOTAL 1375,10 98,83

f 1,34

M.F. 3,43


87

A Figura 4.2 mostra a curva granulométrica da areia grossa. No eixo das abcissas, figura a dimensão das partículas


Figura 4.2 – Curva granulométrica da areia grossa

4.2.1.3. Bago de arroz

A análise granulométrica do bago de arroz, a sua percentagem de finos (f) e o seu módulo de finura (M.F.) são

apresentados na Quadro 4.6.

Quadro 4.5 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica do bago de arroz

M1 (g) 1686,1

M2 (g) 1674,5

Quadro 4.6 – Análise granulométrica do bago de arroz

BAGO DE ARROZ


Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

16 0,00 0,00 0,00 100,00

11,2 2,70 0,16 0,16 99,84

8 22,70 1,35 1,51 98,49

5,60 269,30 15,97 17,48 82,52

4 708,60 42,03 59,51 40,49

2 540,00 32,03 91,53 8,47

1 109,50 6,49 98,03 1,97

0,5 16,70 0,99 99,02 0,98

0,25 3,00 0,18 99,20 0,80

0,125 0,00 0,00 99,20 0,80

0,063 0,00 0,00 99,20 0,80

Refugo 2,00 0,12 - -

TOTAL 1674,50 99,31

f 0,80

M.F. 5,48

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



88

A Figura 4.3 mostra a curva granulométrica do bago de arroz. No eixo das abcissas, figura a dimensão das

partículas numa escala logarítmica e, no eixo das ordenadas, a percentagem de material passante em cada

peneiro.

Figura 4.3 – Curva granulométrica do bago de arroz

4.2.1.4. Brita 1

A análise granulométrica da brita 1, a sua percentagem de finos (f) e o seu módulo de finura (M.F.) são


Quadro 4.7 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da brita 1

M1 (g) 2857,6

M2 (g) 2829,6

Quadro 4.8 – Análise granulométrica da brita 1

BRITA 1


Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

16 0,00 0,00 0,00 100,00

11,2 453,90 15,88 15,88 84,12

8 1248,80 43,70 59,58 40,42

5,60 929,80 32,54 92,12 7,88

4 130,10 4,55 96,68 3,32

2 36,00 1,26 97,93 2,07

1 9,60 0,34 98,27 1,73

0,5 6,20 0,22 98,49 1,51

0,25 5,20 0,18 98,67 1,33

0,125 3,60 0,13 98,80 1,20

0,063 3,90 0,14 98,93 1,07

Refugo 2,50 0,09 - -

TOTAL 2829,60 99,02

f 1,07

M.F. 6,48

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



89

A Figura 4.4 mostra a curva granulométrica da brita 1. No eixo das abcissas, figura a dimensão das partículas


Figura 4.4 – Curva granulométrica da brita 1

4.2.1.4. Brita 2

A análise granulométrica da brita 2, a sua percentagem de finos (f) e o seu módulo de finura (M.F.) são


Quadro 4.9 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica da brita 2

M1 (g) 8367,8

M2 (g) 8367,8

Quadro 4.10 – Análise granulométrica da brita 2

BRITA 2


Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

31,5 0,00 0,00 0,00 100,00

22,4 1007,90 12,04 12,04 87,96

16 3566,10 42,62 54,66 45,34

11,2 3382,30 40,42 95,08 4,92

8 334,00 3,99 99,07 0,93

5,60 53,60 0,64 99,71 0,29

4 7,10 0,08 99,80 0,20

2 2,10 0,03 99,82 0,18

1 0,80 0,01 99,83 0,17

0,5 1,40 0,02 99,85 0,15

0,25 0,00 0,00 99,85 0,15

0,125 0,00 0,00 99,85 0,15

0,063 0,00 0,00 99,85 0,15

Refugo 12,50 0,15 - -

TOTAL 8367,80 100,00

f 0,15

M.F. 7,53

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



90

A Figura 4.5 mostra a curva granulométrica da brita 2. No eixo das abcissas, figura a dimensão das partículas


Figura 4.5 – Curva granulométrica da brita 2

4.2.1.5. Granulado de borracha criogénico 0.18-0.60

A análise granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60, a sua percentagem de finos (f) e o seu

módulo de finura (M.F.) são apresentados no Quadro 4.12.


M1 (g) 1184,4

M2 (g) 1184,2

Quadro 4.12 – Análise granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60

BORRACHA CRIOGÉNICA 0.18-0.60


Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

2 0,00 0,00 0,00 100,00

1 0,40 0,03 0,03 99,97

0,5 760,70 64,23 64,26 35,74

0,25 361,40 30,51 94,77 5,23

0,125 53,70 4,53 99,31 0,69

0,063 7,30 0,62 99,92 0,08

Refugo 0,70 0,06 - -

TOTAL 1184,20 99,98

f 0,08

M.F. 2,58

A Figura 4.6 mostra a curva granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60. No eixo das abcissas,

figura a dimensão das partículas numa escala logarítmica e, no eixo das ordenadas, a percentagem de material

passante em cada peneiro.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



91

Figura 4.6 – Curva granulométrica do granulado de borracha criogénico 0.18-0.60





M1 (g) 1079,8

M2 (g) 1079,6




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

4 0,00 0,00 0,00 100,00

2 4,10 0,38 0,38 99,62

1 63,50 5,88 6,26 93,74

0,5 693,40 64,22 70,48 29,52

0,25 127,30 11,79 82,27 17,73

0,125 167,00 15,47 97,73 2,27

0,063 22,20 2,06 99,79 0,21

Refugo 2,10 0,19 - -

TOTAL 1079,60 99,98

f 0,21

M.F. 2,57




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)

Dimensão do granulado (mm)


92






M1 (g) 1247,8

M2 (g) 1246,4




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

5,6 0,00 0,00 0,00 100,00

4 0,20 0,02 0,02 99,98

2 231,10 18,52 18,54 81,46

1 1011,60 81,07 99,61 0,39

0,5 1,90 0,15 99,76 0,24

0,25 0,60 0,05 99,81 0,19

0,125 0,00 0,00 99,81 0,19

0,063 0,00 0,00 99,81 0,19

Refugo 1,00 0,08 - -

TOTAL 1246,40 99,89

f 0,19

M.F. 4,18




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



93






M1 (g) 1087,4

M2 (g) 1086,5




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

11,2 0,00 0,00 0,00 100,00

8 1,60 0,15 0,15 99,85

5,6 97,60 8,98 9,12 90,88

4 335,60 30,86 39,99 60,01

2 595,60 54,77 94,76 5,24

1 53,90 4,96 99,71 0,29

0,5 0,20 0,02 99,73 0,27

0,25 0,50 0,05 99,78 0,22

0,125 0,00 0,00 99,78 0,22

0,063 0,00 0,00 99,78 0,22

Refugo 1,50 0,14 - -

TOTAL 1086,50 99,77

f 0,22

M.F. 5,34




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



94


4.2.1.7. Granulado de borracha triturado 0.00-0.80

A análise granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80, a sua percentagem de finos (f) e o seu


Quadro 4.19 – Massas M1 e M2 relativas à análise granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80

M1 (g) 992,5

M2 (g) 991,7

Quadro 4.20 – Análise granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80

BORRACHA TRITURADA 0.00-0.80


Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

2 0,00 0,00 0,00 100,00

1 4,00 0,40 0,40 99,60

0,5 727,30 73,28 73,68 26,32

0,25 224,10 22,58 96,26 3,74

0,125 32,80 3,30 99,57 0,43

0,063 3,40 0,34 99,91 0,09

Refugo 0,10 0,01 - -

TOTAL 991,70 99,92

f 0,09

M.F. 2,70

A Figura 4.10 mostra a curva granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80. No eixo das abcissas,



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



95

Figura 4.10 – Curva granulométrica do granulado de borracha triturado 0.00-0.80





M1 (g) 844,5

M2 (g) 844,3




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

5,6 0,00 0,00 0,00 100,00

4 0,20 0,02 0,02 99,98

2 246,60 29,20 29,22 70,78

1 458,60 54,30 83,53 16,47

0,5 137,30 16,26 99,79 0,21

0,25 1,10 0,13 99,92 0,08

0,125 0,30 0,04 99,95 0,05

0,063 0,10 0,01 99,96 0,04

Refugo 0,10 0,01 - -

TOTAL 844,30 99,98

f 0,04

M.F. 4,12




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



96






M1 (g) 1020,9

M2 (g) 1020,2




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

5,6 0,00 0,00 0,00 100,00

4 30,20 2,96 2,96 97,04

2 962,40 94,27 97,23 2,77

1 26,80 2,63 99,85 0,15

0,5 0,40 0,04 99,89 0,11

0,25 0,20 0,02 99,91 0,09

0,125 0,10 0,01 99,92 0,08

0,063 0,10 0,01 99,93 0,07

Refugo 0,00 0,00 - -

TOTAL 1020,20 99,93

f 0,07

M.F. 5,00




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



97






M1 (g) 1709,4

M2 (g) 1708,7




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

11,2 0,00 0,00 0,00 100,00

8 1,20 0,07 0,07 99,93

5,6 628,80 36,78 36,86 63,14

4 1006,70 58,89 95,75 4,25

2 71,40 4,18 99,92 0,08

1 0,00 0,00 99,92 0,08

0,5 0,20 0,01 99,94 0,06

0,25 0,30 0,02 99,95 0,05

0,125 0,00 0,00 99,95 0,05

0,063 0,00 0,00 99,95 0,05

Refugo 0,10 0,01 - -

TOTAL 1708,70 99,89

f 0,05

M.F. 5,96




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



98






M1 (g) 2501,0

M2 (g) 2500,8




Retida Passante

(mm) (g) (%) (%) (%)

16 0,00 0,00 0,00 100,00

11,2 0,70 0,03 0,03 99,97

8 598,90 23,95 23,97 76,03

5,6 1868,50 74,71 98,68 1,32

4 27,60 1,10 99,79 0,21

2 4,20 0,17 99,96 0,04

1 0,00 0,00 99,96 0,04

0,5 0,00 0,00 99,96 0,04

0,25 0,00 0,00 99,96 0,04

0,125 0,00 0,00 99,96 0,04

0,063 0,00 0,00 99,96 0,04

Refugo 0,90 0,04 - -

TOTAL 2500,80 76,02

f 0,04

M.F. 6,24




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)



99

Figura 4.14– Curva granulométrica do granulado de borracha triturado 7.00-9.50

Por fim, nas Figuras 4.15, 4.16 e 4.17, resumem-se os resultados do ensaio da análise granulométrica. A Figura

4.15 é relativa aos agregados minerais e as Figuras 4.16 e 4.17 aos granulados de borracha criogénicos e

triturados, respectivamente.

Figura 4.15 – Curvas granulométricas dos agregados minerais

Figura 4.16 – Curvas granulométricas dos granulados de borracha criogénicos

0102030405060708090

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)


Brita 1

Brita 2

Bago de arroz

Areia grossa

Areia fina

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)


1.50-4.70

1.00-2.00

0.60-1.40

0.18-0.60


100

Figura 4.17 – Curvas granulométricas dos granulados de borracha triturados

4.2.2. Massa volúmica e absorção de água

Conforme mencionado no subcapítulo 3.4.2, a determinação da massa volúmica e absorção de água segue a

metodologia descrita na norma NP EN 1097-6 (2003). Recorde-se que a mesma preconiza um procedimento

distinto para os agregados finos (entre 0,063 e 4 mm) e grossos (entre 4 e 63 mm).

Os dados justificativos dos resultados que se apresentam no Quadro 4.29 (M0, M1, M2, M3 e M4) estão indicados

no ANEXO E. Entenda-se como a massa volúmica do material impermeável, como a massa volúmica das

partículas secas em estufa, como a massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca e

como a absorção de água após 24 h de imersão.

Quadro 4.29 – Massa volúmica e absorção de água dos agregados e granulados

Areia Bago de arroz Brita Granulado de borracha

Fina Grossa Menor fracção Maior fracção 1 2 Criogénico Triturado

(kg/m3) 2634 2447 2278 2647 2525 2668 1092 1028

(kg/m3) 2613 2400 2216 2560 2443 2601 1074 1010

(kg/m3) 2621 2419 2244 2593 2475 2626 1091 1028

(%) 0,29 0,80 1,23 1,28 1,32 0,97 1,60 1,78

A leitura do Quadro 4.29 permite depreender que, ao contrário dos agregados minerais, que foram ensaiados na

sua totalidade, apenas um granulado criogénico e um triturado foram analisados. Esta simplificação justifica-se na

origem idêntica dos restantes granulados que, à parte de diferenças mínimas provocadas por teores de têxtil ou

fibras de aço variáveis, deve conduzir a valores de massa volúmica semelhantes. A opção de ensaiar dois

granulados com processos de transformação distintos pretende concluir acerca da sua eventual influência nas

grandezas a quantificar.

Os resultados do Quadro 4.29 evidenciam, no caso dos agregados minerais, uma forte proximidade com os dados

fornecidos pelos fabricantes e, no caso dos granulados criogénicos, valores contidos nos intervalos anunciados.

No que respeita aos granulados de borracha provenientes de trituração mecânica, não está disponibilizada

qualquer informação formal nesta matéria. Contudo, sabendo que os granulados criogénicos têm uma

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Mat

eri

al p

assa

nte

(%

)


7.00-9.50

4.00-7.00

2.50-4.00

0.80-2.50

0.00-0.80


101

proveniência idêntica àqueles, é expectável, como aliás se confirma no mesmo quadro, que os resultados sejam

bastante próximos.

Consultando o Quadro 4.30, é possível verificar que os resultados obtidos não representam um majorante nem

minorante do conjunto de dados disponíveis. Novamente, diga-se que a variabilidade presenciada pode ter causa

na utilização ou não do aço remanescente. No entanto, nem todos os investigadores fazem referência à sua

presença ou remoção.

Quadro 4.30 – Densidade das partículas de borracha dos diferentes estudos

Densidade relativa Densidade relativa

ELDIN (1993) * 0,80-0,96 CAIRNS (2004) 1,14

FEDROFF (1996) 1,14 LI (2004) 0,84

TOPÇU (1996) 0,65 GIACOBBE (2008) 1,14

TOUTANJI (1996) 0,61 KHALOO (2008) 1,16

LI (1998) 0,60 TURATSINZE (2008) 1,20

KHATIB (1999) * 1,14 VALADARES (2009) – granulado criogénico 1,09

BIEL (2004) 1,16 VALADARES (2009) – granulado triturado 1,03 * adaptado de CAIRNS (2004)

Relativamente à absorção de água após 24 h de imersão, os resultados obtidos para os granulados de borracha

não estão de acordo com as suas propriedades hidrófobas, que deveriam conduzir a valores nulos. A razão para

esta inconformidade está na metodologia descrita pela norma NP EN 1097-6 (2003) que prescreve um

procedimento subjectivo e de difícil aplicação no caso dos granulados de borracha: a amostra deverá ser deixada

ao ar até que desapareçam as partículas de água; contudo, o material não deverá deixar de apresentar o seu

aspecto húmido.

Para os agregados minerais, os valores baixos da absorção de água após 24 h de imersão (inferiores a 1,4%)

sustentam a simplificação adoptada de admitir a relação A/C igual à relação A/C efectiva. De facto, se as

partículas apresentarem a superfície seca, o seu nível de saturação terá uma influência tão reduzida que deixa de

ser necessário proceder a correcções de água na amassadura.

4.2.3. Massa volúmica aparente

Como é possível confirmar no subcapítulo 3.4.3, a determinação da massa volúmica aparente foi feita de acordo

com as prescrições da norma NP EN 1097-3 (2000).

Nos Quadros 4.31, 4.32 e 4.33 mostram-se, respectivamente, os resultados da massa volúmica aparente para os

agregados minerais e granulados de borracha criogénicos e triturados. Os dados detalhados que possibilitaram

este cálculo são apresentados no ANEXO F.

Observando os valores obtidos, pode afirmar-se que os agregados minerais apresentam massas volúmicas

aparentes bastante semelhantes. Porém, sublinhe-se que a areia grossa exibe um valor ligeiramente diferenciado

(único resultado superior a 1500 kg/m3). Este registo encontra explicação na maior continuidade da curva

granulométrica deste agregado (ver subcapítulo 4.2.1), que favorece um melhor rearranjo das partículas e,

consequentemente, uma maior baridade.


102

Quadro 4.31 – Massas volúmicas aparentes dos agregados minerais

Areia fina Areia grossa Bago de arroz Brita 1 Brita 2

(kg/m3) 1409,6 1543,3 1471,8 1437,0 1421,5

Quadro 4.32 – Massas volúmicas aparentes dos granulados de borracha criogénicos

Granulado criogénico

0.18-0.60 0.60-1.40 1.00-2.00 1.50-4.70

(kg/m3) 435,9 469,2 472,4 450,0

Quadro 4.33 – Massas volúmicas aparentes dos granulados de borracha triturados

Granulado triturado

0.00-0.80 0.80-2.50 2.50-4.00 4.00-7.00 7.00-9.50

(kg/m3) 358,6 400,0 454,9 495,6 497,0

Analisando os valores referentes aos granulados, verifica-se uma tendência crescente da baridade com o

aumento da sua dimensão. De facto, no caso dos triturados, a massa volúmica aparente cresce continuamente

desde 358,6 kg/m3, para a menor dimensão, até 497,0 kg/m3, para a maior dimensão. No mesmo sentido, mas de

forma menos acentuada, está o comportamento dos granulados criogénicos que, ao contrário daqueles, registam

um decréscimo pontual da baridade no mais grosso (1.50-4.70). Saliente-se que a menor variação destes é

explicável directamente pelo intervalo mais restrito da dimensão das suas partículas. Doutra forma, uma

comparação mais fundamentada tem em consideração a dimensão de ambos os materiais, o que torna

semelhantes os resultados relativos aos criogénicos com os triturados. Senão, veja-se que o granulado triturado

2.50-4.00 possui um valor de baridade (454,9 kg/m3) praticamente coincidente com o granulado criogénico de

maior dimensão 1.50-4.70 (450,0 kg/m3).

A grande diferença entre a baridade dos agregados minerais e a dos granulados resulta, em grande parte, da

diferença de massas volúmicas.

4.2.4. Desgaste de Los Angeles

Em conformidade com o subcapítulo 3.4.4, o ensaio de desgaste de Los Angeles segue a metodologia proposta

pela especificação LNEC E-237 (1970). Diga-se que a referida norma é aplicável somente a partículas de agregados

de dimensões compreendidas entre 2.38 e 76,1 mm e, portanto, no presente estudo, apenas se determinou a

resistência ao desgaste dos agregados grossos naturais e de uma amostra do granulado de borracha que satisfaz

aquele intervalo.

Os resultados apresentam-se no Quadro 4.34 e os dados intermédios podem ser consultados no ANEXO G.

Quadro 4.34 – Resultados do ensaio de desgaste de Los Angeles

Materiais Bago de arroz Brita 1 Brita 2 Granulado de borracha

LA (%) 22,8% 28,6% 30,7% 0,0%

Os resultados revelam que, contrariamente aos agregados naturais que registam uma perda por desgaste

próxima de 25%, o granulado de borracha não sofre qualquer redução de massa após a realização do ensaio. A

justificação poderá estar no procedimento prescrito pela norma que aparenta ser desadequado a materiais de


103

baixa rigidez. Esta propriedade física, através da deformação do granulado de borracha, favorece a dissipação da

energia de impacto das esferas e, consequentemente, reduz a sua acção de desgaste e conduz aos resultados

obtidos.

Refira-se que todos os resultados satisfazem o limite de desgaste máximo especificado pela norma LNEC E-373

(50%), para agregados com aplicação em betões estruturais.

4.2.5. Índice de forma

De forma concordante com o subcapítulo 3.4.5, a determinação do índice de forma segue a metodologia descrita

na norma NP EN 933-4 (2002). A mesma preconiza que o âmbito de aplicação está restrito às fracções

granulométricas compreendidas entre 4 e 63mm, o que limita a determinação desta grandeza para os agregados

grossos naturais e para dois granulados triturados (4.00-7.00 e 7.00-9.50).

No Quadro 4.35, é possível consultar os resultados do ensaio do índice de forma. Refira-se que os dados parciais

que possibilitaram o seu cálculo estão no ANEXO H.

Quadro 4.35 – Resultados do ensaio do índice de forma

Granulado triturado

Bago de arroz Brita 1 Brita 2 4.00-7.00 7.00-9.50

Si (%) 17,5 18,3 14,0 15,4 7,5

Os valores dos diferentes índices de forma mostram uma geometria semelhante para os vários agregados grossos

naturais. Contrariamente, as amostras de borracha recolhidas apontam para uma forte dependência da

dimensão, verificando-se que o número de partículas alongadas no granulado 7.00-9.50 é cerca de metade das

existentes no granulado 4.00-7.00.

Uma vez que a regulamentação portuguesa não faz qualquer recomendação relativa ao índice de forma, a

relevância desta propriedade cinge-se a questões comparativas. No entanto, o regulamento Húngaro estabelece

limites no índice de forma em função da classe de resistência pretendida. Assim, para classes de betões entre

C8/10 e C16/20, o índice de forma está limitado a 40 e, para betões C20/25 ou de classe superior, a mesma

grandeza está limitada a 20.

Dados os valores dos índices de forma dos agregados e granulados, é expectável que a diferença registada tenha

uma influência desprezável nas propriedades mecânicas do betão.

4.3. Ensaios ao betão fresco

4.3.1. Abaixamento (cone de Abrams)

Confirmando o subcapítulo 3.5.1, o ensaio de abaixamento (cone de Abrams) segue a metodologia descrita na

norma NP EN 12350-2 (2002). Para o mesmo, uma vez que a produção dos betões decorreu integralmente em

laboratório, objectivou-se resultados contidos num intervalo mais apertado (80±10 mm) do que prescrito pela

classe de consistência pretendida (S2 – 50 a 90 mm).

A informação contida na bibliografia relativa a esta matéria, apresentada na sua globalidade no subcapítulo 2.4.2,

permitiu desde logo compreender que a trabalhabilidade possui uma forte dependência da percentagem de

agregados substituídos, da dimensão das partículas de borracha incorporadas e da sua geometria. Para controlar

esta variável e respeitar a consistência estabelecida, optou-se apenas por afectar a relação A/C. No entanto, dada

a dificuldade de prever resultados apenas com base em estudos de outros investigadores, foi necessário proceder


104

a uma fase experimental com o objectivo principal de determinar aquela relação (2.ª fase experimental). No

Quadro 4.36, é possível ler os valores de abaixamento (cone de Abrams) de todas as amassaduras da 2.ª e 3.ª

fases.

Quadro 4.36 – Resultados do ensaio de abaixamento (cone de Abrams) para as misturas da 2.ª e 3.ª fases experimentais

Percentagem de substituição

0 5 10 15

2.ª fase 3.ª fase 2.ª fase 3.ª fase 2.ª fase 3.ª fase 2.ª fase 3.ª fase

A/C h (mm) A/C h (mm) A/C h (mm) A/C h (mm) A/C h (mm) A/C h (mm) A/C h (mm) A/C h (mm)

BF

0,45 93 0,43 74

0,44 88 0,43 66 - - 0,45 82 0,48 87 0,47 66

BF* - - 0,43 71 - - 0,45 88 - - 0,47 90

BFG - - 0,43 70 0,45 80 0,45 89 - - 0,47 84

BG 0,44 87 0,44 74 - - 0,46 92 0,49 88 0,48 85

Na Figura 4.18, trata-se apenas os dados relativos à 3.ª fase experimental. Na interpretação do mesmo, veja-se

que cada curva é composta por 3 pontos. O primeiro, de relação A/C menor, corresponde, sem excepção, à

substituição de 5% de agregados enquanto que o segundo e terceiro correspondem, respectivamente, a

substituições de 10 e 15%.

Figura 4.18 – Resultados do ensaio de abaixamento (3.ª fase experimental)

A Figura 4.18 mostra que os valores de abaixamento (cone de Abrams) não estão rigorosamente contidos no

intervalo pretendido. Porém, caso se proceda ao arredondamento dos resultados ao centímetro, verifica-se que o

nível de consistência pretendido para todos os espécimes é atingido.

Uma vez que é consensual defender que trabalhabilidade é fortemente afectada pelo aumento da percentagem

de substituição de agregados, pode-se afirmar que os resultados obtidos estão de acordo com os restantes

estudos. De facto, de forma indirecta, a Figura 4.18 suporta que existe uma perda de trabalhabilidade de betões

com granulado de borracha. Senão, observe-se que, para se atingir os mesmos níveis de abaixamento para

composições com percentagens de substituição superiores, são necessários maiores valores para a relação A/C.

50

60

70

80

90

100

110

0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49

Ab

aixa

me

nto

(mm

)

Relação A/C

BR BF BF* BFG BG Limites adequados Limites aceitáveis


105

Outras questões, relacionadas com a dimensão e geometria das partículas, não são esclarecidas pelos resultados

obtidos. Esta impossibilidade é atribuível ao intervalo de análise demasiadamente estreito, à aleatoriedade do

processo de mistura e/ou à humidade ambiente relativa. A estas causas, acrescenta-se ainda que a relação A/C foi

previamente ajustada em função da dimensão do granulado substituído, o que agrava a dificuldade do

esclarecimento pretendido.

Opta-se por não apresentar qualquer paralelismo com outros estudos porque, na sua maioria, não houve

preocupação em manter a mesma consistência para os betões produzidos.

4.3.2. Massa volúmica no estado fresco

A determinação da massa volúmica do betão no estado fresco segue a metodologia descrita no subcapítulo 3.5.2

e na norma NP EN 12350-6 (2002).

No Quadro 4.37, exibem-se os resultados deste ensaio para as misturas da 2.ª e 3.ª fases.

Quadro 4.37 – Resultados do ensaio de determinação da massa volúmica do betão no estado fresco para a 2.ª e 3.ª fases experimentais (kg/m

3)


0 5 10 15

2.ª fase 3.ª fase 2.ª fase 3.ª fase 2.ª fase 3.ª fase 2.ª fase 3.ª fase

BF

2417 2392

2369 2328 - 2271 2202 2199

BF* - 2327 - 2293 - 2207

BFG - 2341 2303 2284 - 2210

BG 2359 2351 - 2295 2241 2351

Para os resultados da 3.ª fase experimental, a percentagem da massa volúmica do betão no estado fresco,

relativamente ao betão de referência e em função da taxa de substituição de agregados, é apresentada na Figura

4.19. Caso se pretenda determinar qualquer resultado em valor absoluto, tenha-se em conta que esta grandeza,

para o BR, toma o valor de 2392 kg/m3.

Figura 4.19– Resultados do ensaio de determinação da massa volúmica do betão no estado fresco (3.ª fase experimental)

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

da

mas

sa v

olú

mic

a n

o e

stad

o f

resc

o

Percentagem de substituição de agregados

BF

BF*

BFG

BG


106

A observação da Figura 4.19 permite confirmar que existe redução da massa volúmica do betão no estado fresco

com o aumento do volume de granulado incorporado. Esta tendência é evidente quando se tem por base que

existe uma diferença clara de densidades entre os agregados minerais e a borracha. A mesma observação

possibilita ainda corroborar o comportamento linear proposto por PIERCE (2004):

Equação 4.1

Onde:



– percentagem de substituição de agregados ou percentagem de substituição de finos ou grossos; e

- coeficiente que depende do tipo de granulado.

No Quadro 4.38, explica-se a tendência linear da massa volúmica em função da percentagem de substituição

(Equação 4.1). Deste modo, são expressos os valores de Kl para todos os padrões de substituição e os respectivos

coeficientes de correlação. Refira-se que a Equação 4.1 encontra aplicação caso a variável explicativa seja a

percentagem de substituição de agregados (Figura 4.19) ou a percentagem de substituição de grossos ou finos

(Figuras 4.20 e 4.21 respectivamente).

Quadro 4.38 – Parâmetros e dados estatísticos da Equação 4.1 para os resultados da massa volúmica

Caso X denote a percentagem de substituição de agregados (Figura 4.19)

Caso X denote a percentagem de substituição de

finos ou grossos (Figuras 4.20 e 4.21)

BF BF* BFG BG BF BF* BG

Kl 0,5285 0,4885 0,4855 0,4503 0,2204 0,2036 0,2615

R2 0,9980 0,9744 0,9903 0,9756 0,9970 0,9724 0,9782

A análise do Quadro 4.38 permite afirmar que existe uma forte correlação entre os resultados obtidos e a função

proposta (valores de R2 elevados). Para além disso, fixando a taxa de incorporação de borracha, verifica-se que a

perda de massa volúmica do betão no estado fresco é mais acentuada para substituições materializadas nos finos.

Quando estas são feitas nos grossos, as reduções são inferiores e, para substituições simultâneas nos finos e

grossos, os resultados são intermédios.

Nas Figuras 4.20 e 4.21, procede-se à comparação dos resultados deste ensaio com os obtidos por outros

investigadores. O primeiro é relativo à substituição exclusiva nos grossos e o segundo diz respeito somente aos

finos.

O tratamento gráfico indica que os resultados deste estudo encontram grande paralelismo nos retirados da

bibliografia. De facto, basta fazer referência à sobreposição acentuada e mencionar que os valores aqui obtidos

não representam nem um minorante nem um majorante dos resultados disponíveis na bibliografia. Veja-se que,

na Figura 4.20, existe uma forte justaposição com os resultados de CARNS (2004), KHATIB (1999), TOPÇU (1996) e

ELDIN B (1993) e, na Figura 4.21, existe sobreposição com os resuldados de KHATIB (1999). Conclusão idêntica é

defensável através dos intervalos propostos por PIERCE (2004) para o coeficiente K (0,15-0,23 para os finos e

0,23-0,28 para os grossos) por incluírem os valores do Quadro 4.38.


107

Figura 4.20 – Comparação de resultados do ensaio de determinação da massa volúmica para a substituição nos grossos

Figura 4.21 – Comparação de resultados do ensaio de determinação da massa volúmica para a substituição nos finos

Nesta fase, resta explicar a interferência da dimensão do granulado de borracha na massa volúmica do betão no

estado fresco. Assim, e uma vez que as densidades dos agregados não diferem o suficiente para sustentar o que

se pretende, baseia-se a fundamentação na variabilidade do teor de ar introduzido. Concretizando, o

comportamento hidrofóbico da borracha que tende a repelir a água e atrair o ar, torna o teor de ar introduzido

dependente da superfície específica do granulado utilizado. Deste modo, é expectável que, para a mesma

quantidade de borracha incorporada no betão, a substituição nos finos conduza a maiores teores de ar

introduzidos. Como consequência, resultam as conclusões já enunciadas de menores massas volúmicas para a

substituição dos finos, maiores nos grossos e intermédias quando as substituições são simultâneas nos finos e

grossos.

75

80

85

90

95

100

0 5 10 15 20 25 30Pe

rce

nta

gem

da

mas

sa v

olú

mic

a d

o b

etã

o d

e

refe

rên

cia


KHALOO (2008)

TURATSINZE (2008)

CAIRNS (2004)

KHATIB (1999)*

TOPÇU (1996)

ELDIN A (1993)*

ELDIN B (1993)*

VALADARES (2009) - BG


75

80

85

90

95

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Pe

rce

nta

gem

da

mas

sa v

olú

mic

a d

o b

etã

o d

e

refe

rên

cia


BATAYNEH (2008)

KHALOO (2008)

BIEL (2004) - PORTLAND

KHATIB (1999)

FEDROFF (1996)

ELDIN (1993)**

VALADARES (2009) - BF

VALADARES (2009) - BF*

** Adaptado de PIERCE (2004)


108

4.4. Ensaios ao betão endurecido


De acordo com o subcapítulo 3.6.1, para determinar a capacidade resistente dos diferentes espécimes sob tensão

uniforme de compressão, seguiu-se a metodologia e princípios descritos na norma NP EN 12390-3 (2003).

Os resultados relativos à 2.ª fase experimental são mostrados no Quadro 4.39. Para maior pormenor, consulte-se

o ANEXO J.

Quadro 4.39 – Resistência à compressão aos 28 dias (2.ª fase experimental)


0 5 10 15

fcm,28 (MPa) Δ (%) fcm,28 (MPa) Δ (%) fcm,28 (MPa) Δ (%) fcm,28 (MPa) Δ (%)

BF

50,4 -

43,7 -13,4 - - 27,1 -46,2

BF* - - - - - -

BFG - - 37,7 -25,2 - -

BG 45,7 -9,4 - - 29,5 -41,5

Os resultados exclusivos à 3.ª fase experimental, organizados segundo a percentagem de substituição de 5, 10 e

15%, encontram-se detalhados, respectivamente, nos Quadros 4.40, 4.41 e 4.42. Nas mesmas, apresenta-se ainda

a resistência média à compressão para as diferentes idades (fcm,7, fcm,28 e fcm,56) bem como, as variações de

resistência relativamente ao BR. Para consultar os valores individuais de cada provete, deverá fazer-se uso do

ANEXO J.


fcm,7 (MPa) Δ (%) s (MPa) Cv (%) fcm,28 (MPa) Δ (%) s (MPa) Cv (%) fcm,56 (MPa) Δ (%) s (MPa) Cv (%)

BR 48,0 - 1,334 2,8 55,5 - 1,402 2,5 57,6 - 1,748 3,0

B05F 37,2 -22,6 1,518 4,1 44,5 -19,9 1,434 3,2 45,9 -20,2 0,913 2,0

B05F* 37,9 -21,0 1,878 5,0 44,8 -19,2 1,433 3,2 47,5 -17,5 1,174 2,5

B05FG 39,0 -18,7 0,716 1,8 46,8 -15,6 1,475 3,2 48,7 -15,5 0,928 1,9

B05G 39,7 -17,3 0,751 2,8 47,3 -14,8 0,713 1,5 50,5 -12,3 1,523 3,0



BR 48,0 - 1,334 2,8 55,5 - 1,402 2,5 57,6 - 1,748 3,0

B10F 29,9 -37,7 1,186 4,0 36,0 -35,2 0,577 1,6 38,2 -33,6 0,463 1,2

B10F* 32,0 -33,3 0,851 2,7 37,0 -33,2 1,035 2,8 39,9 -30,7 0,866 2,2

B10FG 31,6 -34,3 0,831 2,6 37,4 -32,7 1,643 4,4 38,6 -32,9 0,994 2,6

B10G 31,5 -34,4 0,361 1,1 37,8 -31,8 1,332 3,5 39,5 -31,5 1,634 4,1



BR 48,0 - 1,334 2,8 55,5 - 1,402 2,5 57,6 - 1,748 3,0

B15F 22,6 -52,9 0,838 3,7 26,7 -51,9 0,421 1,6 27,9 -51,6 0,326 1,2

B15F* 22,0 -54,1 0,197 0,9 26,9 -51,5 0,876 3,3 28,5 -50,6 0,650 2,3

B15FG 24,4 -49,3 0,683 2,8 29,7 -46,4 0,944 3,2 30,4 -47,2 0,664 2,2

B15G 24,5 -48,9 0,141 0,6 28,5 -48,6 0,755 2,6 29,7 -48,3 0,914 3,1


109

Cingindo a análise ao BR, confirma-se que a classe de resistência prevista pela formulação (C30/37) é inferior à

obtida na realidade (C35/45). A razão para esta discrepância reside na falta de paralelismo entre os pressupostos

utilizados na relação de NEPOMUCENO (1999) e os presentes nesta campanha experimental. Neste sentido, dá-se

destaque à menor classe de resistência do cimento, utilizado por aquele investigador (CEM 32,5R), por

comparação com o deste trabalho (CEM 42,5R).

Para melhor entendimento da influência da percentagem de substituição de agregados na resistência à

compressão do betão, procede-se ao tratamento dos dados através das Figuras 4.22, 4.23 e 4.24 (7, 28 e 56 dias,

respectivamente).

Figura 4.22 – Influência da percentagem de substituição de agregados na perda relativa de resistência à compressão para o BR (7 dias)


40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão

Percentagem de substituição de agregados (volume)

BF

BF*

BFG

BG

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão


BF

BF*

BFG

BG


110


Os resultados mostram que, independentemente do padrão de substituição ser referente aos finos, aos grossos

ou a ambos, a resistência à compressão é fortemente afectada pelo aumento do volume de borracha

incorporado. Este comportamento é explicado com base na comparação entre as propriedades físicas da

borracha e dos agregados minerais, mais especificamente na sua diferença significativa de rigidez. Em resultado

disto, as partículas de borracha assemelham-se a vazios que promovem a formação de tensões elevadas na sua

periferia e, por consequência, geram-se fissuras que, suficientemente propagadas, conduzem à rotura prematura

dos provetes.

Com o objectivo de prever a resistência à compressão em função da percentagem de substituição, apresenta-se,

de seguida, as relações que, expectavelmente, conduzem aos melhores coeficientes de correlação. Refira-se que,

neste ponto, nenhum investigador propõe o uso de uma função linear e que a função exponencial é sugerida por

PIERCE (2004).

Equação 4.2

Equação 4.3

Onde:

- resistência à compressão do betão com granulado de borracha;

- resistência à compressão do betão de referência;

– percentagem de substituição de agregados ou percentagem de substituição de finos ou grossos; e

, - coeficientes que dependem do tipo de granulado.

Os Quadros 4.43, 4.44 e 4.45 mostram os valores dos parâmetros de ajustamento (Kl e Ke) das Equações 4.2 e 4.3

que conduzem aos melhores coeficientes de correlação (R2).

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão


BF

BF*

BFG

BG


111

Quadro 4.43 – Parâmetros e dados estatísticos das Equações 4.2 e 4.3 para os resultados de resistência à compressão aos 7 dias

Caso X denote a percentagem de substituição de agregados

Caso X denote a percentagem de substituição de finos ou grossos


kl 3,6694 3,5722 3,3594 3,3275 1,5309 1,4897 1,9309

R2 0,9844 0,9894 0,9961 0,9980 0,9876 0,9898 0,9971

ke 0,0495 0,0484 0,0441 0,0436 0,0206 0,0202 0,0253

R2 0,9979 0,9716 0,9963 0,9948 0,9972 0,9682 0,9960





kl 3,5117 3,4327 3,1457 3,2025 1,4647 1,4316 1,8589

R2 0,9959 0,9963 0,9983 0,9987 0,9972 0,9968 0,9992

ke 0,0469 0,0460 0,0405 0,0417 0,0195 0,0190 0,0242

R2 0,9926 0,9839 0,9936 0,9800 0,9904 0,9809 0,9824





kl 3,4615 3,2941 3,1825 3,1461 1,4437 1,3734 1,8264

R2 0,9933 0,9946 0,9987 0,9902 0,9944 0,9937 0,9916

ke 0,0460 0,0434 0,0411 0,0410 0,0192 0,0181 0,0238

R2 0,9866 0,9701 0,9914 0,9662 0,9841 0,9660 0,9691

Face aos resultados obtidos, é imediato, com base nos valores sistematicamente elevados do coeficiente de

correlação, concluir que ambas as equações propostas explicam, em grande parte, a perda de resistência à

compressão com o aumento da percentagem de granulado de borracha. Todavia, caso se imponha preferência,

refira-se que, salvo excepções pontuais, a equação linear conduz a melhores resultados. Refira-se que esta

conclusão entra em contradição com a restante bibliografia, no sentido de nenhum investigador propor uma

função deste tipo para explicar o pretendido. Para desvalorizar esta situação, mencione-se que, ao contrário do

presente caso, os trabalhos que se relata admitem taxas de substituição elevadas, o que pode induzir resultados

dissemelhantes. Assim, defende-se que, para substituições reduzidas, da ordem de grandeza das praticadas neste

estudo, a tendência que melhor explica o pretendido é a linear. Para níveis de substituição superiores, é possível

que relação se altere e que a equação proposta não seja a mais adequada. Deste modo, não se aconselha o uso

dos coeficientes obtidos como forma de extrapolar o seu âmbito de aplicação (taxas de substituição até 15%).

Devido à ausência de uma conclusão unânime por parte dos investigadores, a avaliação da influência da dimensão

do granulado na resistência à compressão é, possivelmente, uma das questões centrais deste estudo. Analisando

criteriosamente os Quadros 4.43, 4.44 e 4.45 e restringindo a apreciação aos parâmetros da equação linear, é

possível afirmar que a substituição nos finos conduz a maiores valores de Kl, enquanto que a substituição nos

grossos conduz a valores de Kl bastante idênticos à feita simultaneamente nos finos e grossos, registando-se, para

este último padrão de substituição, um valor favorável (28 dias) e dois desfavoráveis (7 e 56 dias). Face a este

enquadramento, defende-se que a utilização de granulado de borracha de menores dimensões origina piores


112

resultados do que a utilização de granulado de maiores dimensões. Por sua vez, a substituição simultânea de finos

e grossos resulta, aparentemente, em valores intermédios e bastante próximos da utilização exclusiva de grossos.

Previsivelmente, a incorporação de um material de enchimento com uma resistência diminuta afecta o

desempenho global do compósito na dependência da dimensão das suas partículas. Mais detalhadamente, esta

relação é consequência da contribuição decisiva desta propriedade geométrica para a distribuição das partículas

na matriz cimentícia. Como resultado, é expectável que, para o mesmo volume introduzido, maiores dimensões

conduzam a desempenhos sucessivamente mais desfavoráveis.

Face ao exposto, interessa compreender a divergência dos resultados perspectivados, relativamente aos obtidos,

e perceber o desacordo existente na bibliografia quanto à influência da dimensão do granulado na resistência à

compressão. Com este intuito, faz-se referência aos resultados da massa volúmica, já discutidos no ponto 4.3.2,

que são um bom indicador do teor de ar introduzido nos betões e, por conseguinte, são uma explicação plausível

para o sucedido. Relembre-se que o comportamento hidrofóbico da borracha justifica a massa volúmica inferior

dos provetes com substituição nos finos, com base em teores de ar superiores, associados a superfícies

específicas maiores. Deste modo, se por um lado o recurso a granulados grossos origina descontinuidades na

matriz cimentícia maiores e menos dispersas, por outro, a utilização de finos cria um compósito mais poroso e

com desempenhos também desfavoráveis. Assim, a explicação que satisfaz ambos os resultados refere que existe

um equilíbrio óptimo entre uma dimensão suficientemente grande para reduzir a influência condicionante de

teores de ar elevados e suficientemente pequena para distribuir mais uniformemente as descontinuidades pela

matriz. Neste ponto, apesar da fundamentação, refira-se que mais estudos são necessários para confirmar

experimentalmente o mencionado.

A comparação dos resultados referentes à utilização de finos produzidos com diferentes tecnologias (processo

criogénico e trituração mecânica) permite concluir que, à parte resultados pontuais, as misturas BF* conduzem a

melhores resultados do que as BF. Esta afirmação pode ser corroborada pelos valores invariavelmente inferiores

do parâmetro kl (Quadros 4.43, 4.44 e 4.45) que indicam um menor decréscimo na resistência para as misturas

BF*. A explicação reside novamente na diferença de superfície específica que, de acordo com os fabricantes, é

maior nos granulados provenientes do processo de trituração mecânica. Por consequência, registam-se maiores

teores de ar introduzidos, menores massas volúmica e desempenhos mecânicos mais reduzidos nas misturas BF.

Seguidamente, apresenta-se a evolução da resistência à compressão de todas as misturas. A Figura 4.25 é

referente ao BR e aos espécimes com 5% de substituição e as Figuras 4.26 e 4.27 são alusivas, respectivamente,

aos diferentes padrões de substituição de 10 e 15%.

A observação das Figuras 4.25, 4.26 e 4.27 permite sustentar que a evolução da resistência à compressão de

betões com granulado de borracha segue um comportamento idêntico aos betões convencionais: para idades

jovens, o acréscimo de resistência é substancialmente maior do que para idades posteriores.

No que toca à evolução da perda de resistência para o betão de referência, os Quadros 4.43, 4.44 e 4.45 mostram

que, para idades mais jovens, o parâmetro kl tende para valores mais elevados, o que é idêntico a dizer que,

naquelas idades, a perda de resistência para o BR é mais acentuada. Para compreender a influência da

percentagem de substituição no comportamento em análise, apresenta-se, no Quadro 4.46, a diferença das

médias dos diferentes padrões de substituição para perda de resistência aos 7 e 56 dias.


113

Figura 4.25 – Evolução da resistência à compressão das misturas B05 e do BR

Figura 4.26 – Evolução da resistência à compressão das misturas B10

Figura 4.27 – Evolução da resistência à compressão das misturas B15

35

37

39

41

43

45

47

49

51

53

55

57

59

0 10 20 30 40 50 60

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (M

Pa)

Idade do betão (dias)

BR

B05F

B05F*

B05FG

B05G

25

27

29

31

33

35

37

39

41

43

45

0 10 20 30 40 50 60

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (M

Pa)


B10F

B10F*

B10FG

B10G

15

17

19

21

23

25

27

29

31

33

35

0 10 20 30 40 50 60

Re

sist

ên

cia

à co

mp

ress

ão (M

Pa)


B15F

B15F*

B15FG

B15G


114

Quadro 4.46 – Influência da percentagem de substituição na evolução da perda de resistência para o BR

% de substituição 5 3,55

10 2,76

15 1,90

Verifica-se que, apesar de a tendência não se alterar até percentagens de substituição da ordem dos 15%, à

medida que esta aumenta, a diferença da perda de resistência para idades distintas atenua-se. FEDROFF (1996)

defende também que, para idades mais jovens, a perda de resistência é mais acentuada mas escreve, ao contrário

do aqui exposto, que este comportamento é tanto mais marcado quanto maior a percentagem de substituição.

Relativamente à influência do padrão de substituição na evolução da resistência à compressão, não se encontra

qualquer consequência em se optar por granulado de borracha fino, grosso ou por ambos. Isto decorre de uma

imprecisão de resultados ou, mais provavelmente, de uma relação inexistente. Como meio de atribuir

credibilidade aos resultados obtidos, procede-se à sua comparação com outros estudos. Para isso, compõe-se as

Figuras 4.28, 4.29 e 4.30, que relacionam, respectivamente, a percentagem de substituição de grossos, finos ou

ambos, com a perda da resistência à compressão para o BR.

Figura 4.28 – Comparação de resultados do ensaio de compressão para a substituição nos grossos (28 dias)

Examinando a Figura 4.28, verifica-se que, em termos de resultados, existe uma proximidade significativa entre os

espécimes BG deste trabalho e os de ELDIN (1993) por PIERCE (2004), e de TOPÇU (1996). No que se refere à

substituição nos finos, a Figura 4.29 demonstra uma sobreposição acentuada com os resultados de ELDIN (1993) e

KHATIB (1999) por PIERCE (2004), e de BATAYNEH (2008). Finalmente, a Figura 4.30 comprova a justaposição

perfeita da perda de resistência à compressão das misturas BFG com as de GUNEYISI (2004) - A/C=0,4. Face a este

paralelismo, defende-se que os resultados apresentados neste trabalho permitem prever correctamente a

resistência à compressão de betões com granulado de borracha incorporado.

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão



TURATSINZE (2008)

CAIRNS (2004) - A

KHATIB (1999)*

TOPÇU (1996)

TOUTANJI (1996)

ELDIN (1993)*




115

Figura 4.29 – Comparação de resultados do ensaio de compressão para a substituição nos finos (28 dias)

Figura 4.30 – Comparação de resultados do ensaio de compressão para a substituição nos finos e grossos (28 dias)

4.4.2. Resistência à tracção por compressão diametral

Para determinar a resistência à tracção por compressão diametral, seguiu-se a metodologia descrita no

subcapítulo 3.6.2 e na norma NP EN 12390-6 (2003).

Os resultados respeitantes a este ensaio, realizado apenas na 3.ª fase experimental, estão sumarizados no

Quadro 4.47. A informação relativa aos valores individuais de cada provete e os respectivos cálculos intermédios

encontram-se no ANEXO K. O mesmo quadro, para além da resistência à tracção por compressão diametral, para

todos os espécimes aos 28 dias, mostra ainda as variações relativas para o betão de referência.

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão


BATAYNEH (2008)

GIACOBBE (2008) - 1:5


BIEL (2004) - PCC

KHATIB (1999)**

LI (1998)

FEDROFF (1996)

TOPÇU (1996)

ELDIN (1993)**




0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão





KHATIB (1999)*

VALADARES (2009) - BFG



116

Quadro 4.47 – Resistência à tracção por compressão diametral


0 5 10 15

fctm,sp,28 Δ (%) s Cv fctm,sp,28 Δ s Cv fctm,sp,28 Δ s Cv fctm,sp,28 Δ (%) s Cv

MPa % MPa % MPa % MPa % MPa % MPa % Mpa % MPa %

BF

3,4 - 0,411 12,0

2,6 -23,5 0,574 21,9 2,1 -38,0 0,252 11,8 1,9 -45,2 0,151 8,0

BF* 2,6 -23,1 0,181 6,9 2,5 -27,0 0,081 3,2 1,8 -48,3 0,276 15,5

BFG 2,4 -31,1 0,267 11,3 2,5 -28,2 0,109 4,4 1,9 -46,0 0,145 7,8

BG 3,0 -12,7 0,474 15,8 2,5 -27,2 0,303 12,1 2,3 -33,6 0,065 2,9

Antes de mais, confira-se a tensão de rotura à tracção do BR pela sua classe de resistência à compressão. Para

isso, consulte-se o EC2 e leia-se que, para um C35/40, a resistência média à tracção deverá rondar 3,2 MPa. O

Quadro 4.47 apresenta um valor próximo e ligeiramente superior. No entanto, o mesmo regulamento recomenda

que a tensão de rotura à tracção (fctm), resulta da multiplicação do valor obtido por este ensaio (fctm,sp) por 0,9.

Deste modo, o valor registado no referido quadro deveria ser próximo de 3,6 MPa para corresponder à classe de

resistência designada. Esta discrepância poderá resultar da variabilidade característica deste ensaio associada a

um procedimento regulamentar demasiado conservativo.

Para compreender a influência da percentagem de substituição na resistência à tracção e perceber qual a

dimensão do granulado de borracha que conduz aos melhores desempenhos, apresentam-se os resultados do

Quadro 4.47 na Figura 4.31.

Figura 4.31 – Influência da percentagem de substituição de agregados na perda relativa de resistência à tracção para o BR (28 dias)

Identicamente à tendência expressa na resistência à compressão, também neste caso os resultados mostram uma

redução substancial de desempenho, para qualquer padrão de substituição, com o aumento da percentagem de

borracha incorporada. As razões que fundamentam este comportamento encontram completo paralelismo nas

que justificam a perda de resistência à compressão. Deste modo, a analogia a vazios que encontra base na

diferença de rigidez entre materiais e que origina tensões acrescidas na periferia das partículas de borracha

explica a influência que estes dados comprovam.

Para prever a perda de resistência à tracção, à semelhança do que foi feito no subcapítulo 4.4.1 para a

compressão, procede-se ao ajustamento dos resultados a funções do tipo linear (Equação 4.4) e exponencial

(Equação 4.5). Recorde-se que, nesta matéria, PIERCE (2004) não propôs qualquer equação devido à dispersão de

resultados que presenciou.

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

trac

ção


BF

BF*

BFG

BG


117

Equação 4.4

Equação 4.5

Onde:

- resistência à tracção do betão com granulado de borracha;

- resistência à tracção do betão de referência;

- percentagem de substituição de agregados ou percentagem de substituição de finos ou grossos; e


O Quadro 4.48 mostra os valores dos parâmetros de ajustamento (Kl e Ke) das Equações 4.4 e 4.5, que conduzem

aos melhores coeficientes de correlação (R2).

Quadro 4.48 – Parâmetros e dados estatísticos das Equações 4.4 e 4.5 para os resultados de resistência à tracção aos 28 dias




Kl 3,3593 3,1705 3,2221 2,3991 1,4025 1,3225 1,3918

R2 0,9241 0,9362 0,7780 0,9753 0,9321 0,9382 0,9729

Ke 0,0433 0,0410 0,0412 0,0286 0,0181 0,0171 0,0166

R2 0,9671 0,9353 0,8226 0,9855 0,9722 0,9335 0,9843

A primeira inferência retirada do Quadro 4.48 diz respeito à variação significativa dos coeficientes de correlação

para os diferentes espécimes. Concretizando, para as misturas BF e BG atinge-se valores de R2 elevados, para a

mistura BF* o resultado demonstra credibilidade e, para a mistura BFG, os coeficientes obtidos têm de ser

utilizados com prudência em resultado de coeficientes de correlação menores. Saliente-se que, neste caso, ao

contrário dos resultados para compressão, a equação que melhor explica a interferência do granulado de

borracha na resistência à tracção, para percentagens de substituição inferiores a 15%, é a exponencial.

A avaliação da melhor granulometria a substituir, restrita à análise dos valores de ke do Quadro 4.48, mostra que,

comparativamente aos finos ou a uma combinação de finos e grossos, o recurso a granulados de borracha de

maiores dimensões conduz a melhores desempenhos. No que respeita às misturas BFG, menciona-se que,

embora o coeficiente de correlação seja relativamente reduzido, o valor de ke superior ao dos finos e inferior ao

dos grossos, sugere um comportamento intermédio. No entanto, veja-se que, na Figura 4.31, para uma

percentagem de substituição de 5%, a mistura BF tem um desempenho mais favorável do que a BFG, para 10% os

resultados invertem-se e para 15% as resistências à tracção são praticamente coincidentes. Estas observações

resultam naturalmente de uma imprecisão de resultados, confirmada, aliás, pelo aumento da tensão de rotura à

tracção da mistura BFG na passagem de 5 para 10% de borracha. A razão para esta ocorrência, na impossibilidade

de excluir qualquer provete para o cálculo dos valores médios, estará provavelmente na alta sensibilidade do

ensaio a pequenas imperfeições na matriz cimentícia. Face a isto, sugere-se que, em estudos futuros, se recorra a

uma amostra mais numerosa para atribuir maior fiabilidade aos resultados.

Identicamente aos resultados da resistência à compressão, nesta segunda análise, partículas de borracha de

maiores dimensões estão associadas a melhores desempenhos. Na primeira, relembre-se que as composições

com ambos os granulados, fino e grosso, mostraram resistências intermédias e que, nesta, apesar de os

resultados não serem inteiramente conclusivos, julga-se concebível admitir um comportamento semelhante.

Daqui decorre uma argumentação paralela à já apresentada que defende que estes resultados são consequência


118

da diferente compacidade dos espécimes e, mais especificamente, da superfície específica dos granulados mais

finos que tendem a originar betões mais porosos e, logicamente, menos resistentes (ver 4.4.1. Resistência à

compressão). Refira-se ainda, neste ponto, que os resultados de KHATIB (1999) por PIERCE (2004) e TOPÇU

(1996), apresentados no subcapítulo 2.4.6.2, sugerem que não existe qualquer influência da dimensão das

partículas de borracha na resistência à tracção. Para explicar esta divergência, mencione-se que estes

investigadores mostraram na resistência à compressão conclusões contrárias às aqui apresentadas, muito

provavelmente devido às diferenças nas dimensões das partículas de borracha utilizadas e à metodologia

adoptada para materializar as composições.

Limitando a observação do Quadro 4.48 aos resultados pertencentes aos finos, verifica-se que a utilização de

granulados criogénicos conduz a melhores resistências à tracção. Contudo, a Figura 4.31 revela, para 5% de

substituição, resistências idênticas para as misturas BF e BF*, para 10% o granulado criogénico com uma

resistência significativamente superior e, para 15%, os resultados, mesmo que de forma pouco acentuada,

invertem-se. Extrapolando os dados da resistência à compressão para este caso, defende-se que os valores de ke

esclarecem efectivamente o esperado, ou seja, a utilização de granulados criogénicos conduz a resultados

superficialmente melhores.

Nas Figuras 4.32 e 4.33, em função da percentagem de agregados substituídos, revela-se a perda de resistência à

tracção dos betões deste e de outros estudos. A Figura 4.32 é relativa à substituição nos grossos e Figura 4.33 à

nos finos.

Figura 4.32 – Comparação de resultados do ensaio de tracção para a substituição nos grossos

A Figura 4.32 aponta para uma sobreposição acentuada entre a perda de resistência à tracção das misturas BG e

as de ELDIN (1993) por PIERCE (2004). Por sua vez, na Figura 4.33, é possível confirmar que os resultados deste

trabalho, relativos às misturas BF e BF*, estão limitados superiormente pelos de ELDIN (1993) por PIERCE (2004),

e inferiormente pelos de FEDROFF (1996), TOPÇU (1996) e KHATIB (1999) por PIERCE (2004). Face a estes reparos,

considera-se que os resultados deste trabalho são suficientemente fiáveis para prever a perda de resistência à

tracção com o aumento da percentagem de substituição de agregados por granulado de borracha.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

trac

ção





ELDIN (1993) (28 dias)*




119

Figura 4.33– Comparação de resultados do ensaio de tracção para a substituição nos finos (28 dias)

4.4.3. Módulo de elasticidade

Com o objectivo de determinar o módulo de elasticidade dos espécimes desenvolvidos, utilizou-se a metodologia

e princípios descritos no subcapítulo 3.6.3 e mais detalhadamente, na norma LNEC E-397.

Nesta fase, os resultados com interesse prático encontram-se no Quadro 4.49. Na mesma, é possível consultar o

valor médio do módulo de elasticidade dos diferentes betões e a sua variação relativa para o BR. Todos os valores

particulares a cada provete e respectivos cálculos intermédios estão presentes no ANEXO L.

Quadro 4.49 – Módulo de elasticidade (28 dias)


0 5 10 15

Ecm,28 Δ s Cv Ecm,28 Δ s Cv Ecm,28 Δ s Cv Ecm,28 Δ s Cv

GPa % GPa % GPa % GPa % GPa % GPa % GPa % GPa %

BF

40,6 - 0,483 1,2

34,2 -15,7 0,373 1,1 29,0 -28,6 2,230 7,7 25,1 -38,3 3,932 15,7

BF* 33,9 -16,6 1,070 3,2 30,1 -25,9 0,083 0,3 24,6 -39,3 1,737 7,1

BFG 34,0 -16,3 2,411 7,1 30,9 -24,0 1,858 6,0 27,4 -32,6 1,036 3,8

BG 33,9 -16,6 1,248 3,7 31,8 -21,8 1,857 5,9 30,9 -24,0 - -

Antes de mais, comente-se o valor médio do módulo de elasticidade do BR por análise da sua resistência à

compressão e tracção. Assim e com base nas relações analíticas propostas pelo EC2, confirma-se que um betão

com uma rigidez quantificada por 40 GPa, corresponde a uma classe de resistência substancialmente superior à

obtida por imposição de uma tensão característica de rotura à compressão, medida em cubos, de 45 MPa. Por

outro lado, caso se contabilize que a tensão de rotura à tracção do BR ronda os 3,1 MPa, a divergência entre

classes, determinadas com base na rigidez ou resistência, é ainda mais acentuada. Esta questão poderia invalidar

melhores conclusões caso a perda relativa para o BR, do módulo de elasticidade de todas as composições, não se

encontrasse perfeitamente dentro do previsto e até com valores inferiores aos registados para a compressão e

tracção. Deste modo, confirma-se que esta propriedade mantém a mesma tendência para todos os espécimes e,

portanto, não se atribui a questão levantada a qualquer erro experimental. Mais ainda, como forma de validar

estes resultados, é feita oportunamente a sua comparação com outros trabalhos.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

trac

ção


BATAYNEH (2008)

BIEL (2004) - PCC

KHATIB (1999)**

FEDROFF (1996)

TOPÇU (1996)

ELDIN (1993)**





120

Para percepcionar mais facilmente a interferência do volume de borracha incorporado, a influência do seu

processo de transformação e contribuição da dimensão do granulado para o módulo de elasticidade, organiza-se

os dados do Quadro 4.49 na Figura 4.34.

Figura 4.34 – Influência da percentagem de substituição de agregados na redução relativa do módulo de elasticidade para o BR (28 dias)

A observação da Figura 4.34 mostra que, independentemente do padrão de substituição, a incorporação

crescente de granulado de borracha no betão afecta negativamente o seu módulo de elasticidade. Esta tendência

pode ser facilmente explicada com base na forte correlação entre esta propriedade e a rigidez dos agregados

utilizados. Assim, demonstrando o granulado de borracha uma rigidez claramente inferior à do material que

substitui, é presumível que o módulo de elasticidade sofra uma redução tanto maior quanto maior a substituição.

Outra explicação, referenciada na bibliografia por FEDROFF (2006) e KHALOO (2008), está associada a um

mecanismo de rotura mais global e bem distribuído. Deste ponto de vista, a contribuição desprezável das

partículas de borracha para a suportar o carregamento promove a formação de tensões elevadas na sua periferia

e, resultado disso, surgem microfendas prematuras que agravam a continuidade da matriz cimentícia. Em

consequência disto, o módulo de elasticidade do provete decresce em efeito de a deformação medir

simultaneamente a rigidez da matriz sã e o alargamento das referidas fendas. Assim, concluí-se que a redução do

módulo de elasticidade advém da baixa rigidez das partículas de borracha que, por um lado, não contribuem para

resistir ao carregamento e, por outro, agravam a rigidez da matriz cimentícia pela promoção antecipada de

microfendas.

De seguida, recorre-se novamente à função linear (Equação 4.6) e à exponencial (Equação 4.7), como meio de

explicar o decréscimo do módulo de elasticidade com o aumento da percentagem de substituição. Para além

disso, procura-se igualmente perceber a influência da dimensão do granulado utilizado e do seu processo de

transformação.

Equação 4.6

Equação 4.7

Onde:

- módulo de elasticidade do betão com granulado de borracha;

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

do

mó

du

lo d

e e

last

icid

ade


BF

BF*

BFG

BG


121

- módulo de elasticidade do betão de referência;



O Quadro 4.50 mostra os valores dos parâmetros de ajustamento (Kl e Ke) das Equações 4.6 e 4.7, que conduzem

aos melhores coeficientes de correlação (R2).

Quadro 4.50 – Parâmetros e dados estatísticos das Equações 4.6 e 4.7 para os resultados do módulo de elasticidade aos 28 dias




Kl 2,6820 2,6636 2,3154 1,8886 1,1190 1,1111 1,0946

R2 0,9853 0,9860 0,9516 0,7782 0,9886 0,9881 0,7686

Ke 0,0327 0,0326 0,0273 0,0214 0,0137 0,0136 0,0124

R2 0,9984 0,9916 0,9763 0,8084 0,9993 0,9910 0,7994

A análise do Quadro 4.50, cingida aos coeficientes de correlação, permite defender que a função exponencial,

independentemente do padrão de substituição, explica de forma mais eficaz a redução do módulo de elasticidade

com o aumento do teor de borracha. Aliás, a observação da Figura 4.34 já fazia prever esta relação entre

coeficientes de correlação pela curvatura demonstrada pelos resultados.

No que se refere à dimensão de granulado que conduz aos melhores desempenhos, analogamente ao que se

verificou para a resistência à compressão e tracção, também neste caso o recurso simultâneo a granulado fino e

grosso traduziu-se em resultados intermédios, por comparação com a utilização única dos primeiros (piores

resultados) ou dos segundos (melhores resultados). A argumentação não difere da já apresentada e baseia-se

mais uma vez na diferença de compacidades das misturas. Contudo, neste caso, observa-se pela primeira vez uma

divergência substancial dos resultados relativos aos diferentes padrões de substituição, com o aumento do

volume de borracha. De facto, analisando a Figura 4.34, verifica-se que, para substituições de 5%, os resultados

são independentes da dimensão do granulado utilizado, para 10%, os valores medidos já demonstram uma

diferença significativa e, para 15%, a divergência é máxima. Mencione-se ainda neste ponto de KHALOO (2008)

compara as misturas referentes à substituição nos grossos (C) e finos (F) e prova que até percentagens de

substituição de 25%, as misturas C apresentam um módulo de elasticidade superior ao das misturas F e, para

valores de substituição superiores àquele, os resultados são idênticos. Para além disto, os espécimes que

apresentam substituição nos finos e grossos simultaneamente (CF), exibem uma curva extensão-tensão

compreendida entre as curvas das misturas C e F.

A comparação directa das misturas BF e BF*, através dos valores de ke do Quadro 4.50, demonstra que, neste

caso, o processo de transformação da borracha não contribui minimamente para a rigidez do betão.

Como modo de conferir a veracidade dos resultados nesta matéria, procede-se à sua comparação com os

disponíveis na bibliografia. Deste modo, nas Figuras 4.35, 4.36 e 4.37, está presente a perda do módulo de

elasticidade para o BR em função da substituição ser materializada, respectivamente, nos grossos, nos finos ou

em ambos.


122

Figura 4.35 – Comparação de resultados do ensaio do módulo de elasticidade para a substituição nos grossos (28 dias)

Figura 4.36 – Comparação de resultados do ensaio do módulo de elasticidade para a substituição nos finos (28 dias)

Figura 4.37 – Comparação de resultados do ensaio do módulo de elasticidade para a substituição nos finos e grossos (28 dias)

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30

Pe

rce

nta

gem

do

mó

du

lo d

e e

last

icid

ade



TURATSINZE (2008)


30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Pe

rce

nta

gem

do

mó

du

lo d

e e

last

icid

ade


GIACOBBE (2008) - 1:4

GIACOBBE (2008) - 1:5

GIACOBBE (2008) - 1:6


LI (1998)

FEDROFF (1996)



20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20

Pe

rce

nta

gem

do

mó

du

lo d

e e

last

icid

ade





VALADARES (2009) - BFG


123

A análise isolada da Figura 4.35 poderia induzir numa forte disparidade entre os resultados deste e de outros

estudos. Contudo, é preciso notar que, neste caso, dispõe-se de pouca representatividade em resultado de

apenas KHALOO (2008) e TURATSINZE (2008) apresentarem informação nesta matéria. Adicionalmente, tendo

presente a Figura 4.28, prova-se que também na resistência à compressão se verifica a disparidade aqui existente,

ou seja, os resultados destes investigadores são bastante diferentes dos aqui obtidos. Refira-se ainda que esta

divergência, para a resistência à compressão, não descredibilizou as leituras deste trabalho por existirem outras

que as validaram. Assim, caso se dispusesse do módulo de elasticidade dos betões de ELDIN (1993), TOPÇU (1996)

ou TOUTANJI (1996), é provável que se verificasse uma maior sobreposição de resultados. No que respeita à

substituição dos agregados finos (Figura 4.36), é visível que os resultados deste trabalho manifestam uma

proximidade com os de GIACOBBE (2008) (1:4 e 1:5) e uma forte justaposição com os de LI (1998). Relativamente

à substituição simultânea nos finos e grossos, GUNEYISI (2004) apresenta perdas do módulo de elasticidade, com

o aumento do teor de borracha, bastante próximas das deste trabalho. Face ao referido, defende-se a fiabilidade

dos resultados obtidos como modo de prever o módulo de elasticidade de betões com granulado de borracha.


A determinação da resistência ao desgaste por abrasão segue a metodologia e princípios descritos no subcapítulo

3.6.4 e de forma mais detalhada, na norma DIN 52108.

Os resultados referentes à 3.ª fase experimental, designadamente o desgaste médio registado para cada

espécime e a respectiva variação para o BR, estão apresentados no Quadro 4.51. Os resultados são apresentados

em detalhe no ANEXO M.

Quadro 4.51 – Profundidade de desgaste por abrasão (após 91 dias)


0 5 10 15

ΔL Δ s Cv ΔL Δ s Cv ΔL Δ s Cv ΔL Δ s Cv

mm % mm % mm % mm % mm % mm % mm % mm %

BF

2,6 - 0,409 15,8

2,0 -23,4 0,174 8,8 1,5 -43,0 0,109 7,4 1,1 -57,3 0,093 8,4

BF* 1,7 -33,5 0,180 10,5 2,0 -22,6 0,232 11,6 1,0 -60,9 0,275 27,2

BFG 1,7 -33,5 0,176 10,2 1,3 -50,8 0,261 20,5 1,5 -40,5 0,221 14,4

BG 1,7 -35,1 0,241 14,4 0,9 -64,0 0,388 41,8 0,9 -66,0 0,222 25,3

Com a finalidade de compreender a influência das variáveis em análise na resistência à abrasão: processo de

transformação do granulado, dimensão das partículas de borracha e percentagem de substituição de agregados,

traduziram-se os resultados do Quadro 4.51 na Figura 4.38.

A observação da Figura 4.38 indica que, para percentagens de substituição inferiores a 15% do total de agregados

(volume), a resistência à abrasão do betão sofre uma melhoria tanto mais significativa quanto maior a quantidade

de granulado de borracha incorporado. Esta tendência, embora com diferenças mensuráveis, verifica-se

independentemente de a substituição ser materializada nos finos, nos grossos ou em ambos. A argumentação

que justifica o sucedido passa pela substancial resistência ao desgaste do granulado, associada à metodologia

proposta pela norma utilizada. Com efeito, à medida que o ensaio se processa, as partículas de borracha, por

resistirem melhor ao desgaste do que a matriz cimentícia, tornam-se sucessivamente mais salientes na superfície

de teste e, consequentemente, evitam a acção do conjunto abrasivo (disco e pó) na matriz. Este facto foi

indubitavelmente presenciado pelo rasto que estas partículas deixaram no trilho de abrasão durante cada ciclo de

teste. Assim, face ao observado, coloca-se a questão da eficácia destes espécimes quando sujeitos a acções

abrasivas indiferentes a saliências na superfície, como sejam, a acção de fluidos. Nestas, justifica-se uma


124

metodologia de ensaios distinta que poderá passar, eventualmente, pela sujeição dos provetes a um jacto de

areia com propriedades físicas normalizadas e durante um período de tempo determinado.

Figura 4.38 – Influência da percentagem de substituição de agregados na percentagem da profundidade de desgaste por abrasão para o BR (após 91 dias)

Na tentativa de prever a resistência à abrasão de acordo com a norma seguida, para os diferentes padrões de

substituição e em função do teor de borracha incorporado, recorreu-se somente a uma equação linear (Equação

4.8) por se julgar que a função exponencial não se adequa à disposição de resultados apresentada na Figura 4.38.

Equação 4.8

Onde:

- profundidade de desgaste para betão com granulado de borracha;

- profundidade de desgaste para o betão de referência;



O Quadro 4.52 mostra os valores do parâmetro de ajustamento (Kl) da Equação 4.8 que conduz aos melhores

coeficientes de correlação (R2).

Quadro 4.52 – Parâmetros e dados estatísticos da Equação 4.8 para os resultados da profundidade de desgaste por abrasão (após 91 dias)




Kl 4,0176 3,7352 3,6661 5,1617 1,6762 1,5577 2,9926

R2 0,9853 0,7599 0,5582 0,8712 0,9886 0,7604 0,8643

O Quadro 4.52 indica, pelos coeficientes de correlação, que a função linear explica praticamente a totalidade do

comportamento das misturas BF, satisfatoriamente as misturas BG, razoavelmente as misturas BF* e menos

eficazmente as misturas BFG. Esta discrepância de qualidade resulta da inversão de tendência que se verifica nos

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15Pe

rce

nta

gem

da

pro

fun

did

ade

de

de

gast

e p

or

abra

são

Percentagem do total de agregados substituídos (volume)

BF

BF*

BFG

BG


125

espécimes com piores correlações e que pode ser facilmente confirmada na Figura 4.38. O que poderá explicar

estas observações é a aleatoriedade da distribuição das partículas de borracha na matriz cimentícia e,

consequentemente, na sua provável ausência na face de teste de alguns provetes relativos aos espécimes B10F e

B15FG (resultados anómalos).

No que respeita ao melhor padrão de substituição, os resultados aparentam favorecer a utilização de grossos em

detrimento de finos e, à semelhança de outras propriedades, as misturas BFG parecem demonstrar um

desempenho intermédio. No entanto, neste assunto, não se argumenta apenas com base na diferença de

compacidades dos espécimes mas também no efeito consequente da saliência da borracha na superfície de teste

que é tanto mais evidente quanto maior a dimensão das partículas. Deste modo, nas misturas com partículas de

borracha de maior dimensão (BFG e principalmente BG) evita-se mais eficazmente a acção do conjunto abrasivo

(disco e pó) na matriz cimentícia e, por conseguinte, os valores de desgaste são menores. Contudo, neste assunto,

aconselha-se considerar uma questão que este ensaio não quantifica e que pode fazer inverter os resultados caso

se adopte uma metodologia distinta: para granulados mais finos, a distribuição da borracha na matriz cimentícia é

mais favorável e, consequentemente, nas faces sujeitas a desgaste, existem menores áreas ininterruptas sem a

protecção da borracha.

Relativamente ao sistema de transformação da borracha (trituração mecânica ou processo criogénico), os

resultados não sugerem qualquer interferência na resistência à abrasão.

Por apenas se dispor, na bibliografia consultada, de resultados da resistência à abrasão referentes ao estudo de

CAIRNS (2004) e por este apresentar os problemas discutidos no subcapítulo 2.4.8, opta-se por não proceder a

qualquer comparação entre trabalhos neste assunto.

4.5. Conclusões O desenvolvimento da campanha experimental permite dispor de uma série de resultados que caracterizam tanto

os agregados e os granulados de borracha como os betões no estado fresco e endurecido. Deste modo, pretende-

se ir de encontro aos objectivos deste estudo e avaliar a influência da percentagem de substituição, averiguar a

interferência da incorporação da borracha ser feita nos finos, nos grossos ou em ambos e perceber se o processo

de transformação do granulado afecta as características finais do compósito.

4.5.1. Propriedades dos agregados e granulados de borracha

Independentemente de dados quantitativos precisos, é evidente que existem diferenças físicas distintivas entre

os agregados minerais e os granulados de borracha. Desde logo, observa-se uma dissemelhança substancial na

rigidez e na massa volúmica que, previsivelmente, tendo em conta a origem dos materiais, será estendida a

outras propriedades.

Tendo conhecimento de que a baridade depende fortemente da massa volúmica, é expectável que os agregados

minerais e os granulados de borracha registem valores completamente distintos nesta propriedade.

Relativamente a ambos, refira-se que, nos primeiros, destaca-se a areia grossa pelo seu valor elevado, com

provável causa na maior continuidade da sua curva granulométrica e, nos segundos, salienta-se o registo de uma

tendência crescente com o aumento da dimensão do granulado.

Relativamente à absorção de água após 24 h de imersão, relembre-se de forma sintética que os valores

observados para os agregados minerais, ao contrário dos granulados, estão de acordo com o previsto (valores

reduzidos - inferiores a 1,4%). Na borracha, como houve oportunidade de discutir, os valores não nulos mostram

que a metodologia de ensaio conduziu a resultados não condizentes com as propriedades hidrófobas do material.


126

O ensaio de desgaste de Los Angeles mostra que todos os materiais utilizados satisfazem os limites impostos para

aplicação em betões estruturais. Os agregados minerais demonstraram resultados entre 22,8% (bago de arroz) e

30,7% (brita 2). Com outro comportamento, o granulado de borracha registou um desgaste nulo pela sua baixa

rigidez que possibilitou a dissipação da energia de impacto das esferas e, consequentemente, reduziu a sua acção

de desgaste. Conclui-se que este ensaio não é adequado para avaliar o granulado de borracha.

Os valores do índice de forma suportam uma geometria semelhante para os vários agregados grossos minerais. Já

nos granulados de borracha, verificou-se que o número de partículas alongadas no granulado 7.00-9.50 é cerca de

metade do das mesmas no granulado 4.00-7.00. Apesar destes resultados e face a outros factores, defende-se

que a sua influência nas propriedades mecânicas do betão será desprezável.

4.5.2. Propriedades dos betões com granulado de borracha no estado fresco

O estudo da bibliografia disponível permitiu prever, em traços gerais, o comportamento da trabalhabilidade em

função da relação A/C de betões com borracha incorporada. Deste modo, foi possível admitir com alguma

segurança valores daquela relação para os betões da 2.ª fase experimental e viabilizar a fase subsequente pelo

ajuste e interpolação de resultados aplicáveis às composições e materiais adoptados. Assim, conseguiu-se obter

valores de abaixamento contidos no intervalo preconizado, independentemente da percentagem de substituição,

da dimensão do granulado utilizado e do processo de transformação da borracha. Por fim, refira-se que, apesar

de a borracha afectar negativamente a trabalhabilidade dos betões que a incorporam, a alteração da relação A/C

é um procedimento eficaz para contrariar a questão. No entanto, caso se pretenda atingir melhores

desempenhos, poderá evitar-se o prejuízo dos valores elevados daquela relação pelo recurso a adjuvantes, como

aliás foi o procedimento adoptado por alguns investigadores.

No que diz respeito à massa volúmica do betão no estado fresco, a discrepância de densidades entre a borracha e

os agregados, permite de imediato depreender que à medida que a percentagem de substituição aumenta, o

valor daquela propriedade diminui. Adicionalmente, este trabalho demonstra que o decréscimo pode ser

explicado por uma função linear com um declive dependente da dimensão do granulado utilizado. A razão para

esta variabilidade prende-se com o acréscimo do teor de ar introduzido com o aumento da superfície específica

do granulado. Mais concretamente, os granulados finos estão associados a maiores rácios superfície / volume, o

que implica, pelas propriedades hidrófobas da borracha, maiores teores de ar introduzidos e, consequentemente,

menores massas volúmicas para o betão no estado fresco.

4.5.2. Propriedades dos betões com granulado de borracha no estado endurecido

O presente estudo mostra que, apesar de terem sido utilizados baixos teores de granulado de borracha no betão

com o objectivo de viabilizar a sua utilização em aplicações estruturais, de um modo geral e à excepção da

resistência à abrasão, todas as propriedades sofreram um decréscimo significativo.

Cingindo a apreciação à resistência à compressão do betão, é evidente que existe uma redução de desempenho

com o aumento do volume de granulado de borracha incorporado. Este comportamento, embora independente

da percentagem ser materializada nos finos, nos grossos ou em ambos, é função de esta variável. Isto significa

que poderão obter-se resultados ligeiramente diferentes em função do padrão de substituição adoptado porque

existe correlação da dimensão do granulado de borracha com a compacidade das misturas. Deste modo, sendo

esta propriedade dependente do teor de ar introduzido, é expectável que a dimensão das partículas de borracha

afecte a resistência à compressão na razão inversa com que afecta a perda da massa volúmica. Assim, tendo

presentes os resultados desta propriedade do betão no estado fresco, é imediato que a substituição nos grossos

conduz aos melhores resultados enquanto que a substituição simultânea de finos e grossos conduz a resultados

intermédios. Ainda na resistência à compressão, observou-se pelas mesmas razões (diferentes teores de ar


127

introduzidos), resultados aparentemente melhores para as misturas BF* por comparação com as BF. No que se

refere à evolução desta propriedade, verificou-se que, para betões mais jovens e com menores percentagens de

substituição, a perda de resistência à compressão para o BR é mais acentuada.

No que respeita à resistência à tracção por compressão diametral, embora os resultados não demonstrem a

mesma regularidade do caso anterior, razão por que se atribui a sensibilidade do ensaio a eventuais imperfeições

na matriz cimentícia, os mesmos sugerem que existe um forte decréscimo da tensão de rotura à tracção com o

aumento da percentagem de substituição. Para além disto, esta tendência faz-se em modos idênticos à

resistência à compressão, isto é, com melhores desempenhos para as misturas BG face às BF. Para os espécimes

BFG, os resultados não foram inteiramente conclusivos mas defende-se que também terão um comportamento

similar, ou seja, com valores intermédios. Deste modo, a única diferença detectada entre a resistência à tracção e

compressão passa pelas equações que melhor se ajustam aos resultados: exponencial no primeiro caso e linear

no segundo.

Dada a sensibilidade do módulo de elasticidade à rigidez dos agregados, é presumível que a sua redução seja

tanto mais significativa quanto maior a taxa de substituição. A esta relação, por motivos que se prendem com a

compacidade das misturas, acrescenta-se o facto de a dimensão do granulado contribuir para a variabilidade de

resultados de forma análoga à que se verificou para a resistência à compressão e tracção. Contudo, neste caso, a

tendência marcadamente divergente dos três padrões de substituição com o aumento do volume de borracha

incorporado sugere a existência de uma variável ainda não contabilizada. Neste sentido, fez-se referência às

microfendas prematuras que contribuem para a redução da rigidez da matriz cimentícia e para o registo dos

valores apresentados. Para finalizar, mencione-se apenas que este factor pode ser igualmente utilizado para

justificar a semelhança que as misturas BF e BF* demonstraram apenas nesta propriedade.

O ensaio de resistência à abrasão revelou que betões com granulado de borracha exibem um desempenho

favorável devido à maior resistência ao desgaste deste material. As suas partículas, à medida que o ensaio se

processa, tornam-se sucessivamente mais salientes na superfície de teste e evitam a acção do conjunto abrasivo

(disco e pó) na matriz cimentícia. Este efeito, tanto mais evidente quanto maior a dimensão do granulado, em

simultaneidade com as diferentes compacidades, conduziu a resultados idênticos às restantes propriedades

mecânicas: melhores para as misturas BG e piores para as BF. Para as restantes, a variabilidade da disposição das

partículas de borracha na fase de teste evitou resultados mais conclusivos, mas defende-se que, para as BFG, os

resultados serão intermédios, e que para as BF*, os resultados serão idênticos aos das BF. Relembre-se ainda que

se pôs em causa a representatividade destes dados para acções abrasivas indiferentes a saliências na superfície,

como sejam a acção de fluidos.

Com o objectivo de fazer uma análise comparativa da redução das diferentes propriedades, para todos os

espécimes, em função da percentagem de borracha incorporada, apresenta-se a Figura 4.39.

A análise da Figura 4.39 mostra que, relativamente aos ensaios destrutivos, não é possível definir uma posição

relativa entre a perda de resistência à tracção e compressão. Esta afirmação vai de encontro à bibliografia

consultada, uma vez que, não houve uma posição unânime nesta matéria: diversos investigadores sustentam que

a resistência à tracção sofre uma quebra menos significativa e outros que defendem o contrário. Já no que

respeita à rigidez, o módulo de elasticidade aparenta ser a propriedade que menos sofre com a incorporação de

granulado de borracha. Por último, como a argumentação apresentada tem suporte expressivo no teor de ar

introduzido, exibe-se respectivamente nas Figuras 4.40, 4.41, 4.42 e 4.43 a percentagem de resistência à

compressão, resistência à tracção, módulo de elasticidade e profundidade de desgaste por abrasão em função da

massa volúmica do betão no estado fresco.


128

Figura 4.39 – Comparação das diferentes propriedades em função da percentagem de borracha incorporada

Figura 4.40 – Percentagem de resistência à compressão para o BR em função da redução relativa da massa volúmica

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a

Percentagem de agregados substituídos (volume)

BF

Compressão Tracção

Módulo de elasticidade Profundidade de desgaste

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


BF*



30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


BFG



30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15

Pe

rce

nta

gem

par

a o

be

tão

de

re

ferê

nci

a


BG



40

50

60

70

80

90

100

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Pe

rce

nta

gem

da

resi

stê

nci

a à

com

pre

ssão

Percentagem da massa volúmica

BF

BF*

BFG

BG


129

Figura 4.41 – Percentagem de resistência à tracção para o BR em função da redução relativa da massa volúmica

Figura 4.42 – Percentagem do módulo de elasticidade para o BR em função da redução relativa da massa volúmica

Figura 4.43 – Percentagem da profundidade de desgaste por abrasão para o BR em função da redução relativa da massa volúmica

40

50

60

70

80

90

100

91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Pe

rce

nta

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da

resi

stê

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a à

trac

ção


BF

BF*

BFG

BG

40

50

60

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91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Pe

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BF

BF*

BFG

BG

30

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70

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91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Pe

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da

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ade

de

de

sgas

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po

r ab

rasã

o


BF

BF*

BFG

BG


130

De seguida, procede-se ao ajustamento dos dados das Figuras 4.40, 4.41, 4.42 e 4.43 por uma função linear

(Equação 4.9).

Equação 4.9

Onde:



- propriedade mecânica do betão com granulado de borracha (ver Quadro 4.53);

- propriedade mecânica do betão de referência (ver Quadro 4.53); e

- coeficiente que depende do tipo de granulado.

O Quadro 4.53 mostra os valores do parâmetro de ajustamento (Kl) da Equação 4.9 que conduzem aos melhores

coeficientes de correlação (R2).

Quadro 4.53 – Parâmetros e dados estatísticos da Equação 4.9 para os resultados da resistência à compressão e à tracção e módulo de elasticidade

Figura 4.40 Figura 4.41 Figura 4.42 Figura 4.43

6,7645 6,1977 4,8521 8,3296

R2 0,9677 0,7231 0,7557 0,3859

Os resultados do Quadro 4.53 indicam que a perda da massa volúmica do betão no estado fresco explica de forma

adequada a redução da resistência à compressão. Já no que se refere à resistência à tracção e módulo de

elasticidade, a correlação mantém significado embora com menor expressividade. Para a resistência à tracção faz-

se novamente alusão à sensibilidade do ensaio a eventuais imperfeições na matriz cimentícia e para o módulo de

elasticidade, defende-se que o fenómeno das microfissuras precoces contribua para a dispersão de resultados.

Relativamente à profundidade de desgaste por abrasão, os resultados mostram que a massa volúmica não é uma

boa variável explicativa.


131

5. CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

5.1. Considerações finais A legislação sucessivamente mais apertada tem reflexo na crescente consciencialização das populações para os

problemas do desenvolvimento sustentável. Assim, têm-se gerado pressões nas mais diversas indústrias para que

haja, por um lado, compensações pela utilização de processos de fabrico poluentes e por outro, responsabilização

pelo tratamento dos produtos em fim de vida. Neste enquadramento, surge a temática desta dissertação que

pretende atribuir destino a um resíduo pouco interessante do ponto de vista económico: os pneus usados.

A dimensão da indústria da construção, pelo volume de recursos envolvidos e pela variabilidade de aplicações

disponíveis, possui grande potencial de absorção de resíduos. Deste modo, caso os pneus usados encontrem

utilidade neste sector, atenuam-se simultaneamente os problemas ambientais associados a um consumo

excessivo de recursos naturais e às existências deste resíduo. É verdade que já existem aplicações bem sucedidas

na indústria da construção, como são exemplo os pavimentos rodoviários e desportivos, pisos para recintos

infantis, barreiras de impacto de rodovias e quebra-mares. Contudo, pretende-se alargar ainda mais o campo de

aplicação para, neste caso, betões estruturais.

No entanto, para que a utilização de pneus usados sob a forma de granulado de borracha tenha aplicação

frequente em betões estruturais, é fundamental compreender as suas propriedades do ponto de vista mecânico e

de durabilidade. Posteriormente, o conhecimento generalizado destas características permitirá tecer conclusões

acerca da sua adequabilidade a aplicações correntes e perceber quais as limitações e imposições associadas.

Posto isto, no sentido de contribuir para a consolidação do conhecimento das propriedades destes betões,

desenvolveu-se o presente estudo que objectiva perceber a influência do volume de borracha incorporado e a

interferência da dimensão e do processo de transformação, das partículas, no seu desempenho mecânico.

5.2. Conclusões gerais A consulta da bibliografia disponível mostrou que já existe um conhecimento significativo desta matéria. Todavia,

a existência de várias observações não consensuais e o facto de a experiência em Portugal, neste assunto, ser

praticamente inexistente, motivou o desenvolvimento da presente dissertação. Esta ambiciona concertar a falta

de unanimidade dos investigadores e posicionar melhor o país no que se refere ao conhecimento de betões com

borracha.

No que respeita à consistência, refira-se que o aumento do volume de borracha incorporado afecta

negativamente a trabalhabilidade do betão. Para além disso, diversos investigadores defendem que este

comportamento é tanto mais acentuado quanto maior a dimensão das partículas de borracha. O presente estudo

não permite esta conclusão porque adopta valores variáveis para a relação A/C com a finalidade de manter a

mesma classe de consistência para todos os espécimes. Contudo, para as misturas com granulados de borracha

de maior dimensão (BG), recorreu-se a maiores valores daquele quociente para evitar a tendência referida.

Embora a borracha afecte negativamente a trabalhabilidade dos betões que a incorporam, este trabalho prova

que a alteração da relação A/C é um procedimento eficaz para contrariar a questão. Por fim, sublinhe-se que os

investigadores classificam estes betões como de trabalhabilidade aceitável, em termos de manuseamento,

colocação e acabamento, uma vez que este comportamento encontra explicação na menor massa volúmica

destas composições.

CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

132

No que diz respeito à massa volúmica do betão no estado fresco, existe uma diminuição óbvia do seu valor com o

aumento da percentagem de substituição. Adicionalmente, as propriedades hidrófobas da borracha fazem com

que, devido a maiores rácios superfície / volume, os agregados finos exibam maiores teores de ar introduzidos

nestes casos e, consequentemente, menores massas volúmicas.

Na resistência à compressão, existe um decréscimo acentuado com a incorporação crescente de granulado de

borracha. Porém, caso se opte por substituir apenas os grossos (BG), obtêm-se resultados favoráveis. Por outro

lado, recorrendo somente a granulados finos (BF), a resistência ressente-se bastante e, caso se opte por substituir

simultaneamente os finos e grossos (BFG), os resultados são intermédios. Esta tendência é explicada pela

variabilidade da compacidade das misturas, motivada pelos diferentes teores de ar introduzidos. Contudo,

existem investigadores que sustentam precisamente o oposto e, portanto, uma vez que se julga que as diferenças

se devem à variabilidade da geometria dos granulados grossos utilizados, é necessário determinar uma dimensão

óptima. Esta é definida de forma a não condicionar a resistência nem por teores de ar elevados (granulados mais

finos) nem por grandes descontinuidades na matriz cimentícia (granulados mais grossos). No que toca à evolução

desta propriedade, conclui-se que, para betões mais jovens, a perda de resistência à compressão para o BR é mais

acentuada.

Todos os resultados sugerem um forte decréscimo da sua tensão de rotura à tracção com o aumento da

percentagem de substituição. Para a influência da dimensão do granulado nesta propriedade, na bibliografia

consultada não foi observada qualquer relação e, neste trabalho, detectou-se uma tendência idêntica à verificada

na compressão, isto é, com melhores desempenhos para as misturas BG face às BF. Para os espécimes BFG, os

resultados não foram inteiramente conclusivos mas defende-se que também terão um comportamento similar,

ou seja, com resultados intermédios.

O módulo de elasticidade sofre uma redução tanto mais significativa quanto maior a taxa de substituição. A esta

relação, por razões relacionadas com a compacidade das misturas, acrescenta-se o facto de a dimensão do

granulado contribuir para a variabilidade de resultados de forma análoga à que se verificou para a resistência à

compressão e tracção. Mais uma vez, defende-se que existirá uma dimensão de granulado a partir da qual o

desempenho inverte a sua tendência favorável à utilização de partículas de borracha de maiores dimensões.

A resistência à abrasão de betões com granulado de borracha demonstra um desempenho favorável. Mais

precisamente, até percentagens de substituição próximas de 15% do total de agregados (em volume), uma maior

incorporação de borracha induz melhores resultados. Para além disto, também nesta propriedade, a utilização de

granulados grossos tem melhores resultados em consequência da maior compacidade dos seus provetes e do

facto de maiores partículas de borracha evitarem, mais eficazmente, a acção do conjunto abrasivo (disco e pó) na

matriz cimentícia. No entanto, apesar das leituras, coloca-se em causa a sua representatividade para acções

abrasivas indiferentes a saliências na superfície, como sejam, a acção de fluidos.

No que respeita à análise comparativa dos métodos de transformação da borracha (trituração mecânica ou

processo criogénico), embora na resistência à compressão exista uma ligeira diferença, não se regista um

benefício significativo que justifique preferência.

De um ponto de vista global, para evitar reduções acentuadas das propriedades mecânicas de betões estruturais,

a utilização de granulados de borracha está limitada a percentagens da ordem de 5% do total de agregados (em

volume), o que aparenta determinar o interesse desta solução. Contudo, para minorar esta questão, refira-se que

pode optar-se por granulados mais grossos que conduzem inegavelmente a desempenhos favoráveis, com o

benefício de serem mais interessantes do ponto de vista económico. Caso se pretenda obter melhores


133

características físicas para betões com borracha, por comparação com os convencionais, poderá recorrer-se à

utilização simultânea de baixas quantidades de fibras de polipropileno que, de acordo com LI (2004), reduzem o

efeito negativo da borracha na resistência do betão e mantêm o seu efeito favorável de dissipação de energia,

através de uma rotura dúctil.

O modo de incorporação da borracha no betão adoptado não encontra qualquer paralelismo na bibliografia

disponível. Esta questão é a provável causa para as conclusões inovadoras no que respeita à influência da

dimensão do granulado de borracha no desempenho do betão. Relativamente à resistência à abrasão, apenas

CAIRNS (2004) dispõe de resultados. No entanto, dados os problemas enunciados pelo investigador, coloca-se

grandes reservas às suas conclusões. Assim, considera-se que o presente estudo introduz, pela primeira vez, a

análise desta propriedade.

5.3. Propostas de desenvolvimento futuro A realização da presente dissertação permitiu aprofundar o conhecimento das propriedades mecânicas de betões

com granulado de borracha e esclarecer algumas questões menos unânimes na bibliografia, designadamente, a

influência da dimensão do granulado no desempenho mecânico. Deste modo, espera-se ter contribuído para

encurtar a diferença temporal entre a investigação deste assunto e sua utilização concreta em soluções correntes.

Porém, subsistem questões que impõem avaliação. Só o prosseguimento de estudos, através de análises técnicas

e económicas mais profundas, poderá estabelecer completamente as condições de aplicabilidade deste tipo de

soluções e conduzir à sua introdução no sector da construção como alternativa viável.

Neste sentido, julga-se oportuno desenvolver, futuramente, os seguintes temas:

avaliar a influência da incorporação de granulado de borracha na resistência ao fogo do betão;

relacionar as diferentes propriedades mecânicas de betões com granulado de borracha;

perceber se a tendência favorável ao uso de granulados de borracha de maiores dimensões se mantém

para granulometrias superiores à deste estudo;

aprofundar a interferência da forma das partículas de borracha no desempenho mecânico do betão,

nomeadamente sob a forma de fibras;

averiguar o amortecimento de betões com borracha face a acções dinâmicas;

caracterizar estes betões do ponto de vista da fadiga, resistência ao impacto e acções gelo-degelo;

relacionar a perda de resistência com o ganho de tenacidade;

descrever o comportamento mecânico de betões com borracha e com fibras de polipropileno;

analisar os betões com granulado de borracha do ponto de vista dos estados limite de serviço e estados

limite últimos de elementos estruturais (lajes, vigas, pilares);

averiguar se a resistência à abrasão mantém a sua tendência favorável para percentagens de substituição

superiores a 15%;

avaliar a resistência à abrasão a acções indiferentes a saliências na superfície, como sejam a acção de

fluidos; e

estudar o comportamento acústico e térmico de betões com granulado de borracha.

CONCLUSÕES E DESENVOLVIMENTOS FUTUROS

134


135

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NP EN 1097-3 (2003) - Ensaios para a determinação das propriedades mecânicas e físicas dos agregados: Método

para a determinação da massa volúmica e dos vazios. IPQ, Lisboa, 2003.

NP EN 1097-6 (2003) - Ensaios das propriedades mecânicas e físicas dos agregados: Determinação da massa

volúmica e da absorção de água, IPQ, Lisboa, 2003.


139

NP EN 12350-1 (2002) - Ensaios do betão fresco: Amostragem. IPQ, Lisboa, 2002.

NP EN 12350-2 (2002) - Ensaios do betão fresco: Ensaio de abaixamento. IPQ, Lisboa, 2002.

NP EN 12350-6 (2002) - Ensaios do betão fresco: Massa volúmica. IPQ, Lisboa, 2002.

NP EN 12390-3 (2003) - Ensaios do betão endurecido: Resistência à compressão dos provetes de ensaio. IPQ,

Lisboa, 2003.

NP EN 12390-6 (2003) - Ensaios do betão endurecido. Parte 6: Resistência à tracção por compressão de provetes.

IPQ, Lisboa, 2004.

BIBLIOGRAFIA

140

ANEXO A

COMPOSIÇÃO DOS ESPÉCIMES

ANEXO B

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA E MASSA VOLÚMICA DOS AGREGADOS NATURAIS

AREIA FINA /// AREIA GROSSA /// BAGO DE ARROZ /// BRITA 1 /// BRITA 2

AGREDADOS E DADOS FORNECIDOS PELA UNIBETÃO

ANEXO C

CARACTERÍSTICAS GERAIS DO GRANULADO TRITURADO

0.00-0.80 /// 0.80-2.50 /// 2.50-4.00 /// 4.00-7.00 /// 7.00-9.50

GRANULADOS E DADOS FORNECIDOS PELA BIOSAFE

ANEXO D

CARACTERÍSTICAS GERAIS DO GRANULADO CRIOGÉNICO

DC-3080 /// DC-1430 /// DC-1014

GRANULADOS E DADOS FORNECIDOS PELA RECIPNEU

ANEXO E

MASSA VOLÚMICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA

ANEXO F

MASSA VOLÚMICA APARENTE

ANEXO G

DESGASTE DE LOS ANGELES

ANEXO H

ÍNDICE DE FORMA

ANEXO I

ABAIXAMENTO E MASSA VOLÚMICA DO BETÃO NO ESTADO FRESCO

ANEXO J

RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

ANEXO K

RESISTÊNCIA À TRACÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

ANEXO L

MÓDULO DE ELASTICIDADE

ANEXO M

RESISTÊNCIA À ABRASÃO

ANEXO A – COMPOSIÇÃO DOS ESPÉCIMES

A.1

Identificação BR

Processo de transformação do granulado -

Percentagem de agregados substituídos -

Percentagem de agregados finos substituídos -

Percentagem de agregados grossos substituídos -

A/C 0,43

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,147

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,021

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,000

0,25 0,5 0,048 0,000

0,5 1 0,055 0,000

1 2 0,064 0,000

2 4 0,073 0,000

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte

Raiz quinta da dimensão dos agregados

Curva de Faury / Curva granulométrica dos agregados


A.2

Identificação B05F

Processo de transformação do granulado Trituração

Percentagem de agregados substituídos 5,00

Percentagem de agregados finos substituídos 12,25

Percentagem de agregados grossos substituídos 0,00

A/C 0,43

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,147

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,019

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,003

0,25 0,5 0,042 0,006

0,5 1 0,049 0,007

1 2 0,056 0,008

2 4 0,064 0,009

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte


Curva de Faury Curva granulométrica dos agregados Curva granulométrica da borracha


A.3

Identificação B05F*

Processo de transformação do granulado Criogénico




A/C 0,43

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,147

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,019

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,003

0,25 0,5 0,042 0,006

0,5 1 0,049 0,007

1 2 0,056 0,008

2 4 0,064 0,009

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.4






A/C 0,45

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,140

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,021

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,007

0,25 0,5 0,037 0,012

0,5 1 0,042 0,013

1 2 0,048 0,015

2 4 0,056 0,018

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.5






A/C 0,45

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,140

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,021

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,007

0,25 0,5 0,037 0,012

0,5 1 0,042 0,013

1 2 0,048 0,015

2 4 0,056 0,018

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.6






A/C 0,47

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,135

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,022

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,012

0,25 0,5 0,031 0,017

0,5 1 0,036 0,020

1 2 0,041 0,023

2 4 0,047 0,026

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.7






A/C 0,47

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,135

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,022

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,012

0,25 0,5 0,031 0,017

0,5 1 0,036 0,020

1 2 0,041 0,023

2 4 0,047 0,026

4 5,6 0,039 0,000

5,6 8 0,045 0,000

8 11,2 0,045 0,000

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.8

Identificação B05FG





A/C 0,43

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,147

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,020

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,001

0,25 0,5 0,045 0,003

0,5 1 0,052 0,003

1 2 0,060 0,004

2 4 0,069 0,004

4 5,6 0,034 0,005

5,6 8 0,039 0,006

8 11,2 0,040 0,006

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.9






A/C 0,45

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,140

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,024

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,003

0,25 0,5 0,042 0,006

0,5 1 0,049 0,007

1 2 0,056 0,008

2 4 0,064 0,009

4 5,6 0,029 0,010

5,6 8 0,034 0,011

8 11,2 0,034 0,011

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.10






A/C 0,47

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,135

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,028

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,006

0,25 0,5 0,040 0,009

0,5 1 0,046 0,010

1 2 0,052 0,011

2 4 0,060 0,013

4 5,6 0,024 0,015

5,6 8 0,028 0,017

8 11,2 0,028 0,017

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.11

Identificação B05G





A/C 0,44

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,144

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,025

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,000

0,25 0,5 0,048 0,000

0,5 1 0,055 0,000

1 2 0,064 0,000

2 4 0,073 0,000

4 5,6 0,030 0,010

5,6 8 0,034 0,011

8 11,2 0,034 0,011

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.12






A/C 0,46

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,137

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,031

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,000

0,25 0,5 0,048 0,000

0,5 1 0,055 0,000

1 2 0,064 0,000

2 4 0,073 0,000

4 5,6 0,020 0,020

5,6 8 0,022 0,023

8 11,2 0,022 0,023

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.13






A/C 0,48

Composição [m3/m

3]

Cimento 0,132

Pen

eiro

s

0,125 0,25

Agr

egad

os

0,037

Gra

nu

lad

o d

e b

orr

ach

a

0,000

0,25 0,5 0,048 0,000

0,5 1 0,055 0,000

1 2 0,064 0,000

2 4 0,073 0,000

4 5,6 0,009 0,030

5,6 8 0,011 0,034

8 11,2 0,011 0,034

11,2 16 0,092 0,000

16 22,4 0,114 0,000

22,4 25,4 0,045 0,000

Água 0,196

Vazios 0,015

1,000

[mm] 0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 5,6 8 11,2 16 22,4 25,4

[mm1/5] 0,58 0,66 0,76 0,87 1,00 1,15 1,32 1,41 1,52 1,62 1,74 1,86 1,91

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,00

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte




A.14

Quadro resumo das composições (kg/m3)

Espécime BR B05F/B05F* B10F/B10F* B15F/B15F* B05FG

Cimento 455,8 455,8 435,5 417,0 455,8

Água 196,0 196,0 196,0 196,0 196,0

Fracções granulométricas

Agregados minerais

Granulado de borracha

Agregados minerais


Agregados minerais


Agregados minerais


Agregados minerais


0,125 0,25 53,2 0,0 46,7 2,7 52,8 7,0 54,3 12,6 50,0 1,4

0,25 0,5 121,1 0,0 106,2 6,2 91,8 12,2 77,8 18,0 113,6 3,1

0,5 1 139,1 0,0 122,0 7,1 105,5 14,0 89,3 20,7 130,5 3,5

1 2 152,2 0,0 133,5 8,1 115,4 16,0 97,8 23,8 142,9 4,1

2 4 174,8 0,0 153,4 9,3 132,6 18,4 112,3 27,3 164,1 4,7

4 5,6 94,0 0,0 94,0 0,0 94,0 0,0 94,0 0,0 82,3 5,1

5,6 8 112,1 0,0 112,1 0,0 112,1 0,0 112,1 0,0 98,2 5,8

8 11,2 113,3 0,0 113,3 0,0 113,3 0,0 113,3 0,0 99,3 5,8

11,2 16 230,1 0,0 230,1 0,0 230,1 0,0 230,1 0,0 230,1 0,0

16 22,4 286,4 0,0 286,4 0,0 286,4 0,0 286,4 0,0 286,4 0,0

22,4 25,4 112,0 0,0 112,0 0,0 112,0 0,0 112,0 0,0 112,0 0,0

Espécime B10FG B15FG B05G B10G B15G

Cimento 435,5 417,0 445,4 426,1 408,3

Água 196,0 196,0 196,0 196,0 196,0

Fracções granulométricas

Agregados minerais


Agregados minerais


Agregados minerais


Agregados minerais


Agregados minerais


0,125 0,25 61,2 3,5 69,5 6,3 61,6 0,0 77,3 0,0 91,6 0,0

0,25 0,5 106,4 6,1 99,4 9,0 121,1 0,0 121,1 0,0 121,1 0,0

0,5 1 122,3 7,0 114,2 10,3 139,1 0,0 139,1 0,0 139,1 0,0

1 2 133,8 8,0 125,0 11,9 152,2 0,0 152,2 0,0 152,2 0,0

2 4 153,7 9,2 143,6 13,6 174,8 0,0 174,8 0,0 174,8 0,0

4 5,6 70,4 10,3 58,3 15,6 70,5 10,2 46,6 20,7 22,3 31,3

5,6 8 84,0 11,7 69,5 17,7 84,1 11,6 55,6 23,5 26,6 35,5

8 11,2 84,9 11,8 70,3 17,9 85,1 11,8 56,2 23,7 26,9 35,9

11,2 16 230,1 0,0 230,1 0,0 230,1 0,0 230,1 0,0 230,1 0,0

16 22,4 286,4 0,0 286,4 0,0 286,4 0,0 286,4 0,0 286,4 0,0

22,4 25,4 112,0 0,0 112,0 0,0 112,0 0,0 112,0 0,0 112,0 0,0

ANEXO B – CURVAS GRANULOMÉTRICAS DOS AGREGADOS NATURAIS

B.1

Areia fina

ANEXO B – CURVA GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS NATURAIS

B.2

Areia grossa


B.3

Bago de arroz

ANEXO B – CURVA GRANULOMÉTRICA DOS AGREGADOS NATURAIS

B.4

Brita 1


B.5

Brita 2

ANEXO C – CARACTERÍSTICAS GERAIS DO GRANULADO TRITURADO

C.1

Características gerais do granulado de borracha triturado

Aspectos qualitativos químicos e físicos

Aspectos qualitativos físicos Aspectos qualitativos químicos

Alta elasticidade devido ao método de reciclagem Isento de amianto

Área de superfície específica superior ao granulado produzido pelo método criogéncio

Metais pesados e óxido de zinco cumprem a norma DIN V 18035/7

Formato anguloso do grão promovendo maior capacidade de drenagem

Não tóxico

Resistência à abrasão

Elementos constituintes

Composição em percentagens variáveis em função da proveniência dos pneus:

NR – Natural Rubber

SBR – Styrene-Butadiene Rubber

IR – Isoprene Rubber

IIR – Butyl Isobutilene Isoprene Rubber

IIRmodified – Cloroisobutilebe-Isoprene Rubber

BR – PoLyButadiene Rubber

NBR – Acrilonitril-Butadiene Rubber

Especificações técnicas dos produtos

Descrição dos produtos

Granulados pertencentes ao grupo de pós refinados de acordo com as especificações europeias CWA 14243 –

2002

Código de produto: FB 00-08

Densidade a granel: 0,6-0,7

Dimensão nominal das partículas: 0,0 a 0,8 mm (635 a 20 Mesh)

Dureza: 50-60 Shore A

Máxima contaminação típica: Fibra <0,1% do peso total; aço <3 p.p.m.

Ponto de ignição: NA

Ponto de combustão: NA


C.2

Código de produto: GB 08-25


Dimensão nominal das partículas: 0,8 a 2,5 mm (20 e 8 Mesh)



Ponto de ignição: 218 ºC – ASTM D92-90

Ponto de combustão: 236 ºC – ASTM D92-90



Dimensão nominal das partículas: 2,5 a 4,0 mm (8 e 5 Mesh)







Dimensão nominal das partículas: 4,0 a 7,0 mm (5 e 0,256’’ Mesh)






C.3



Dimensão nominal das partículas: 7,0 a 9,5 mm (0,256’’ e 3/8’’ Mesh)





NOTA: as análises granulométricas estão de acordo com a norma EN 933-1.

ANEXO D – CARACTERÍSTICAS GERAIS DO GRANULADO CRIOGÉNICO

D.1

Características gerais do granulado de borracha criogénico

Identificação do produto e características químicas e físicas

Nome do produto: granulado/pó de borracha criogénico Odor: ligeiro cheiro a borracha desvulcanizada

Aparência: granulado/pó negro Solubilidade em água: insolúvel

Nome químico e sinónimos: borracha natural e sintética (NR+SBR) Família química: polimérica

Peso específico: 0,95 a 1,15 Ponto de fusão: NA

Pressão a vapor: NA Densidade a vapor: NA

Taxa de evaporação: NA Ponto de ebulição: NA

Elementos constituintes

Material (CAS) % Material (CAS) %

Borracha vulcanizada (SBR) (9003-31-0) 45-50 Enxofre (07704-34-9) 1-5

Negro de fumo (01333-86-4) 25-30 Ácido esteárico (00057-11-4) 1-5

“Process oil” (64742-04-7) 10-15 Misturas perigosas de outros líquidos, sólidos ou gases 0

Óxido de zinco (01314-13-2) 1-5

Dados referentes ao perigo de fogo e explosão

Ponto de inflamação: temperatura de ignição da nuvem de pó: 320 ºC aproximadamente

Limite mais baixo de explosão: 0,025 g/l 3

Limite mais elevado de explosão: NA

Meios de extinção: água, espuma, pó seco (não usar água com alta pressão)

Procedimentos especiais de combate ao fogo: podem-se formar gases nocivos sob condições de fogo, usar um

aparelho autónomo de respiração aprovado pela NIOSH 4

Perigos de fogo e explosão não usuais: o pó pode ser explosivo quando misturado com ar em proporções críticas,

na presença de fonte de ignição. O perigo é similar ao de muitos sólidos orgânicos

Dados referentes à reactividade

Estável: sim

Perigo de polimerização: não ocorrerá

Incompatibilidade (materiais a evitar): evitar agentes fortemente oxidantes

Perigo de decomposição ou produtos derivados: a decomposição térmica pode produzir monóxido de carbono,

dióxido de carbono, fumo/pó de óxido de zinco, dióxido de enxofre, hidrocarbonetos líquidos e gasosos

Condições a evitar: condições que possam causar incêndios. Não armazenar material quente em tremonhas

devido à possibilidade de ocorrer combustão instantânea

3 Estimativas baseadas em dados para pó de borracha dura de crude e borracha sintética de 200 mesh; informação contida

no “NFPA Fire Protection Handbook” 4 National Institute for occupational Safety and Health


D.2

Especificações técnicas dos produtos

Descrição dos produtos

Borracha vulcanizada em granulado, obtida a partir de pneus inteiros, por um processo criogénico.

É feita a remoção do metal e fibra existente nos pneus. A constituição do produto é (no mínimo) 99,6% de

borracha.

O processo criogénico de redução das partículas é feito a temperaturas muito baixas, cerva de -90 ºC, com azoto

líquido, sem fricção (impacto instantâneo) e por esse motivo a degradação molecular, térmica, oxidativa ou

fenómeno de desvulcanização não ocorrem nas cadeias do polímero, preservando estas excelentes propriedades

elásticas iniciais da borracha dos pneus.

O produto é não tóxico e é praticamente inodoro. O produto cumpre os requisitos da norma DIN V 18035-7,

relativa à emissão de lexiviados de metais pesados e outros poluentes orgânicos.

Código do produto: DC-3080

Descrição química: Borracha de pneu vulcanizada (mínimo de 99,7%)

Densidade a granel: 0,43 ± 0,03 kg/dm3

Forma física: Partículas tipo cubóide

Dimensão nominal das partículas: 0,18-0,6 mm

Máxima contaminação típica: (de acordo com a Norma ASTM D 5603-01)

Fibra < 0,1 %; aço < 0,3 % (±0,01)

Teor de humidade (à saída da linha de produção): (de acordo com a Norma ASTM D 1864-89)

% de humidade < 2 %





Dimensão nominal das partículas: 0,6-1,4 mm


Fibra < 0,1 %; aço < 0,2 % (±0,01)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte

Abertura nominal da rede (mm)


D.3





Dimensão nominal das partículas: 1-2 mm


Fibra < 0,1 %; aço < 0,2 % (±0,01)

NOTA: Não se dispõe de qualquer informação referente ao granulado de dimensão nominal 1,5-4,7.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 1 10

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,1 1 10

Pe

rce

nta

gem

do

mat

eri

al p

assa

nte



D.4

Processo de transformação criogénico

ANEXO E – MASSA VOLÚMICA E ABSORÇÃO DE ÁGUA

E.1



M0 (g) 464,9 454,5 361,0 266,5 438,5 444,8 1225,4 361,2

M1 (g) 1977,8 1787,5 1534,9 2470,3 3353,8 4681,2 1164,5 1226,7

M2 (g) 4801,9 4616,6 7078,3 5540,2 7784,5 9178,2 10859,1 6199,3

M3 (g) 3578,7 3567,9 6227,5 4022,7 5785,5 6279,5 10762,1 6166,4

M4 (g) 1972,0 1773,3 1516,3 2439,0 3310,1 4636,4 1146,2 1205,2



(kg/m3) 2634 2447 2278 2647 2525 2668 1092 1028

(kg/m3) 2613 2400 2216 2560 2443 2601 1074 1010

(kg/m3) 2621 2419 2244 2593 2475 2626 1091 1028

(%) 0,29 0,80 1,23 1,28 1,32 0,97 1,60 1,78

- massa volúmica do material impermeável das partículas (kg/dm3);

- massa volúmica das partículas secas em estufa (kg/dm3);

- massa volúmica das partículas saturadas com superfície seca (kg/dm3);

- massa volúmica da água à temperatura da água registada na pesagem M2 (kg/dm3);

- absorção de água após imersão em água durante 24 h (%);

- massa do agregado saturado com superfície seca;

- massa do picnómetro contendo o provete de agregado saturado e água (g);

- massa do picnómetro contendo apenas água (g); e

- massa do provete seco em estufa (g).

ANEXO F – MASSA VOLÚMICA APARENTE

F.1

Agregados minerais

Areia fina Areia grossa Bago de arroz Brita 1 Brita 2

(dm3) 3,00 10,00 10,00 10,00 10,00

(g) 1866 8610 8610 8610 8610

(g) 4183 4234 4269 15335 15475 15490 14685 14800 14670 14200 14500 14410 14360 14095 14190

(g) 4229 15433 14718 14370 14215

(kg/dm3) 1,410 1,543 1,472 1,437 1,422

Granulado criogénico

0.18-0.60 0.60-1.40 1.00-2.00 1.50-4.70

(dm3) 3,00 3,00 3,00 10,00

(g) 1866 1866 1866 8532

(g) 1320 1299 1304 1379 1422 1421 1441 1405 1406 4486 4508 4507

(g) 1308 1408 1417 4500

(kg/dm3) 0,436 0,469 0,472 0,450

Granulado triturado

0.00-0.80 0.80-2.50 2.50-4.00 4.00-7.00 7.00-9.50

(dm3) 3,00 3,00 3,00 10,00 10,00

(g) 1856 1856 1856 8533 8532

(g) 1086 1072 1068 1210 1197 1194 1375 1361 1359 4970 4921 4977 4946 5022 4943

(g) 1076 1200 1365 4956 4970

(kg/dm3) 0,359 0,400 0,455 0,496 0,497

- volume do recipiente de ensaio (dm3);

- massa do recipiente de ensaio (g);

- massa do recipiente e do provete de ensaio (g);

- média da massa do recipiente e dos provetes de ensaio (g);

- massa volúmica aparente do agregado ou granulado (kg/dm3).

ANEXO G – DESGASTE DE LOS ANGELES

G.1

Composição granulométrica

n Massas

parciais (g) Massa M1 (g)

Massa M2 (g)

Δ LA (%)

Bago de arroz D 4.76 / 2.38 5000 ± 10 6 5000,3 5000,3 3859,0 22,8%

Brita 1 C 9.51 / 6.35 2500 ± 10

8 2500,2

5000,7 3572,1 28,6% 6.35 / 4.76 2500 ± 10 2500,5

Brita 2 B 19.0 / 12.7 2500 ± 10

11 2500,5

5000,7 3465,1 30,7% 12.7 / 9.51 2500 ± 10 2500,2


C 9.51 / 6.35 2500 ± 10

8 2500,0

5000,0 5000,0 0,0% 6.35 / 4.76 2500 ± 10 2500,0

n – número de esferas de aço que constituem a carga abrasiva;

M1 – massa do provete de ensaio (g);

M2 – massa do material retido no peneiro 1.68 mm (n.º 12) (g);

Δ LA – perda por desgaste na máquina de Los Angeles (%).

ANEXO H – ÍNDICE DE FORMA

H.1

Bago de arroz

Malha M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,5 0,0 0,0 -

22,4 0,0 0,0 -

16 0,0 0,0 -

11,2 0,0 0,0 -

8 0,6 0,5 -

5,6 28,2 24,9 6,5

4 84,4 74,6 13,2

M0 (g) 113,2 Si 17,5

Brita 1

Malha M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,5 0,0 0,0 -

22,4 0,0 0,0 -

16 0,0 0,0 -

11,2 89,4 11,8 14,5

8 319,4 42,1 62,3

5,6 307,5 40,6 54

4 41,8 5,5 -

M0 (g) 758,1 Si 18,3

Brita 2

Malha M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,5 0,0 0,0 -

22,4 603,2 15,1 46,2

16 1.692,1 42,3 126,1

11,2 1.589,6 39,7 371,5

8 100,9 2,5 -

5,6 9,2 0,2 -

4 4,6 0,1 -

M0 (g) 3.999,6 Si 14,0

Granulado de borracha 4.00-7.00

Malha M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,5 0,0 0,0 -

22,4 0,0 0,0 -

16 0,0 0,0 -

11,2 0,0 0,0 -

8 0,0 0,0 -

5,6 18,8 17,2 1,65

4 90,5 82,8 15,2

M0 (g) 109,3 Si 15,4

Granulado de borracha 7.00-9.50

Malha M1i Vi M2i

(mm) (g) (%) (g)

31,5

0,0 -

22,4

0,0 -

16

0,0 -

11,2

0,0 -

8 37,9 8,7 -

5,6 381,8 87,8 28,7

4 15,3 3,5 -

M0 (g) 435,0 Si 7,5

M0 – massa do provete de ensaio (g);

M1i – massa das partículas do provete para cada uma

das fracções granulométricas (g);

M2i – massa das partículas do provete para cada uma

das fracções granulométricas de forma não-cúbica

(g);

Vi – percentagem da massa M1i relativamente à

massa M0 do provete de ensaio (%).

ANEXO I – ABAIXAMENTO E MASSA VOLÚMICA DO BETÃO NO ESTADO FRESCO

I.1

2.ª fase experimental


0 5 10 15

A/C h (mm) D (kg/m

3) A/C h (mm) D (kg/m



3)

BF

0,43 93 2417

0,44 88 2369 - - - 0,48 87 2202

BF* - - - - - - - - -

BFG - - - 0,45 80 2303 - - -

BG 0,44 87 2359 - - - 0,49 88 2241

3.ª fase experimental


0 5 10 15

A/C h (mm) D (kg/m




3)

BF

0,43 74 2392

0,43 66 2328 0,45 82 2271 0,47 66 2199

BF* 0,43 71 2327 0,45 88 2293 0,47 90 2207

BFG 0,43 70 2341 0,45 89 2284 0,47 84 2210

BG 0,44 74 2351 0,46 92 2295 0,48 85 2219

A/C – relação água / cimento;

h – abaixamento da amostra de betão (mm);

D – massa volúmica do betão no estado fresco (kg/m3).

ANEXO J – RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO

J.1

2.ª fase experimental – 28 dias

1 2 3 4

BR 8326,2 8335,0 8332,3 8338,1 8332,9 (g)

1150,0 1202,0 1078,0 1108,0 1134,5 (kN)

51,111 53,422 47,911 49,244 50,422 (MPa)

1 2 3 4

B05F 8053,0 8094,1 8010,6 8053,9 8052,9 (g)

996,9 971,6 974,2 987,6 982,6 (kN)

44,307 43,182 43,298 43,893 43,670 (MPa)

1 2 3 4

B05G 8121,6 8045,5 8063,1 7991,7 8055,5 (g)

1031,0 980,5 1053,0 1046,0 1027,6 (kN)

45,822 43,578 46,800 46,489 45,672 (MPa)

1 2 3 4

B10FG 7806,4 7893,7 7721,7 7811,7 7808,4 (g)

837,3 864,4 831,2 862,7 848,9 (kN)

37,213 38,418 36,942 38,342 37,729 (MPa)

1 2 3 4

B15F 7537,6 7581,8 7633,0 7584,0 7584,1 (g)

608,0 603,2 620,6 610,3 610,5 (kN)

27,022 26,809 27,582 27,124 27,134 (MPa)

1 2 3 4

B15G 7690,3 7659,9 7721,2 7801,6 7718,3 (g)

637,5 628,2 698,4 688,6 663,2 (kN)

28,333 27,920 31,040 30,604 29,474 (MPa)


1 2 3

BR 8060,7 8095,2 8124,3 8093,4 (g)

1087,0 1107,0 1048,0 1080,7 (kN)

48,311 49,200 46,578 48,030 (MPa)

1 2 3

B05F 7928,7 7835,3 7808,7 7857,6 (g)

870,8 835,1 802,5 836,1 (kN)

38,702 37,116 35,667 37,161 (MPa)

1 2 3

B05F* 7898,0 7868,0 7883,5 7883,2 (g)

806,1 866,5 887,5 853,4 (kN)

35,827 38,511 39,444 37,927 (MPa)

1 2 3

B05FG 7931,3 7912,4 7895,0 7912,9 (g)

862,1 894,3 879,2 878,5 (kN)

38,316 39,747 39,076 39,046 (MPa)

1 2 3

B05G 7966,5 7980,5 7996,5 7981,2 (g)

902,1 905,2 874,5 893,9 (kN)

40,093 40,231 38,867 39,730 (MPa)

1 2 3

B10F 7738,4 7695,6 7652,6 7695,5 (g)

647,6 670,3 700,8 672,9 (kN)

28,782 29,791 31,147 29,907 (MPa)

1 2 3

B10F* 7773,2 7698,2 7750,2 7740,5 (g)

698,8 732,0 731,9 720,9 (kN)

31,058 32,533 32,529 32,040 (MPa)

1 2 3

B10FG 7628,8 7705,7 7743,0 7692,5 (g)

728,2 711,8 690,9 710,3 (kN)

32,364 31,636 30,707 31,569 (MPa)

1 2 3

B10G 7797,8 7744,6 7735,1 7759,2 (g)

699,2 713,2 713,3 708,6 (kN)

31,076 31,698 31,702 31,492 (MPa)

1 2 3

B15F 7460,1 7344,8 7491,1 7432,0 (g)

519,4 487,0 519,9 508,8 (kN)

23,084 21,644 23,107 22,612 (MPa)


J.2

1 2 3

B15F* 7446,7 7468,0 7458,1 7457,6 (g)

500,6 493,6 492,4 495,5 (kN)

22,249 21,938 21,884 22,024 (MPa)

1 2 3

B15FG 7450,3 7474,7 7433,5 7452,8 (g)

565,6 538,2 539,8 547,9 (kN)

25,138 23,920 23,991 24,350 (MPa)

1 2 3

B15G 7490,7 7464,4 7572,2 7509,1 (g)

554,9 548,6 552,3 551,9 (kN)

24,662 24,382 24,547 24,530 (MPa)


1 2 3 4 5

BR 8070,7 8147,8 8175,3 8106,2 8039,3 8107,9 (g)

1282,0 1273,0 1232,0 1251,0 1204,0 1248,4 (kN)

56,978 56,578 54,756 55,600 53,511 55,484 (MPa)

1 2 3 4 5

B05F 7904,3 7815,2 7904,4 7910,3 7883,9 7883,6 (g)

1013,0 954,1 980,6 1028,0 1027,0 1000,5 (kN)

45,022 42,404 43,582 45,689 45,644 44,468 (MPa)

1 2 3 4 5

B05F* 7945,4 7978,8 7953,0 7947,3 7938,9 7952,7 (g)

1039,0 1028,0 955,3 1011,0 1012,0 1009,1 (kN)

46,178 45,689 42,458 44,933 44,978 44,847 (MPa)

1 2 3 4 5

B05FG 7940,8 7853,5 7991,4 7914,3 7914,6 7922,9 (g)

1075,0 1014,0 1042,0 1098,0 1037,0 1053,2 (kN)

47,778 45,067 46,311 48,800 46,089 46,809 (MPa)

1 2 3 4 5

B05G 7928,8 8016,0 8024,1 7947,9 7979,7 7979,3 (g)

1058,0 1079,0 1041,0 1079,0 1060,0 1063,4 (kN)

47,022 47,956 46,267 47,956 47,111 47,262 (MPa)

1 2 3 4 5

B10F 7673,3 7727,0 7682,4 7707,0 7703,8 7698,7 (g)

810,4 808,8 793,8 829,1 802,9 809,0 (kN)

36,018 35,947 35,280 36,849 35,684 35,956 (MPa)

1 2 3 4 5

B10F* 7726,2 7643,1 7717,2 7660,5 7694,1 7688,2 (g)

801,3 858,7 853,2 823,5 830,3 833,4 (kN)

35,613 38,164 37,920 36,600 36,902 37,040 (MPa)


J.3

1 2 3 4 5

B10FG 7667,7 7702,3 7730,1 7661,1 7708,8 7694,0 (g)

858,6 873,1 853,4 778,0 839,8 840,6 (kN)

38,160 38,804 37,929 34,578 37,324 37,359 (MPa)

1 2 3 4 5

B10G 7763,0 7808,4 7702,6 7783,0 7765,9 7764,6 (g)

856,1 881,5 870,1 804,1 842,6 850,9 (kN)

38,049 39,178 38,671 35,738 37,449 37,817 (MPa)

1 2 3 4 5

B15F 7488,1 7439,9 7471,3 7408,8 7403,7 7442,4 (g)

608,7 596,5 604,6 586,6 608,7 601,0 (kN)

27,053 26,511 26,871 26,071 27,053 26,712 (MPa)

1 2 3 4 5

B15F* 7435,5 7485,5 7377,0 7499,4 7523,9 7464,3 (g)

624,0 622,5 580,0 608,8 589,3 604,9 (kN)

27,733 27,667 25,778 27,058 26,191 26,885 (MPa)

1 2 3 4 5

B15FG 7547,2 7510,1 7527,7 7536,6 7517,1 7527,7 (g)

686,9 651,7 684,8 680,9 640,8 669,0 (kN)

30,529 28,964 30,436 30,262 28,480 29,734 (MPa)

1 2 3 4 5

B15G 7631,8 7628,3 7712,7 7678,0 7587,4 7647,6 (g)

660,9 631,1 660,2 625,6 633,2 642,2 (kN)

29,373 28,049 29,342 27,804 28,142 28,542 (MPa)


1 2 3

BR 8116,9 8089,6 8099,3 8101,9 (g)

1340,0 1265,0 1282,0 1295,7 (kN)

59,556 56,222 56,978 57,585 (MPa)

1 2 3

B05F 7863,1 7930,1 7964,2 7919,1 (g)

1010,0 1044,0 1047,0 1033,7 (kN)

44,889 46,400 46,533 45,941 (MPa)

1 2 3

B05F* 7967,8 7923,5 7924,1 7938,5 (g)

1064,0 1046,0 1098,0 1069,3 (kN)

47,289 46,489 48,800 47,526 (MPa)

1 2 3

B05FG 7850,9 7949,6 7931,5 7910,7 (g)

1109,0 1071,0 1105,0 1095,0 (kN)

49,289 47,600 49,111 48,667 (MPa)


J.4

1 2 3

B05G 8038,9 7959,1 8014,5 8004,2 (g)

1166,0 1099,0 1145,0 1136,7 (kN)

51,822 48,844 50,889 50,519 (MPa)

1 2 3

B10F 7709,6 7630,2 7760,0 7699,9 (g)

859,0 870,7 849,9 859,9 (kN)

38,178 38,698 37,773 38,216 (MPa)

1 2 3

B10F* 7707,3 7763,6 7734,3 7735,1 (g)

910,3 875,5 908,1 898,0 (kN)

40,458 38,911 40,360 39,910 (MPa)

1 2 3

B10FG 7732,8 7669,5 7668,8 7690,4 (g)

845,7 872,5 890,1 869,4 (kN)

37,587 38,778 39,560 38,641 (MPa)

1 2 3

B10G 7805,7 7742,1 7795,0 7780,9 (g)

860,1 929,7 874,4 888,1 (kN)

38,227 41,320 38,862 39,470 (MPa)

1 2 3

B15F 7534,6 7475,8 7434,3 7481,6 (g)

626,3 634,7 620,1 627,0 (kN)

27,836 28,209 27,560 27,868 (MPa)

1 2 3

B15F* 7505,3 7499,7 7525,1 7510,0 (g)

652,4 624,1 644,6 640,4 (kN)

28,996 27,738 28,649 28,461 (MPa)

1 2 3

B15FG 7466,8 7541,5 7450,1 7486,1 (g)

683,3 670,3 700,1 684,6 (kN)

30,369 29,791 31,116 30,425 (MPa)

1 2 3

B15G 7595,0 7589,6 7638,1 7607,6 (g)

683,6 645,7 678,5 669,3 (kN)

30,382 28,698 30,156 29,745 (MPa)

ANEXO K – RESISTÊNCIA À TRACÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

K.1


1 2 3

BR 30,1 29,9 29,8 29,9 (cm)

276,7 228,7 220,8 242,1 (kN)

3,901 3,246 3,145 3,431 MPa

1 2 3

B05F 30,1 29,9 29,9 30,0 (cm)

233,0 164,9 158,3 185,4 (kN)

3,285 2,341 2,247 2,624 (MPa)

1 2 3

B05F* 29,9 29,9 30,0 29,9 (cm)

197,1 188,5 172,6 186,1 (kN)

2,798 2,676 2,442 2,638 (MPa)

1 2 3

B05FG 29,9 29,8 30,0 29,9 (cm)

153,6 157,4 188,8 166,6 (kN)

2,180 2,242 2,671 2,364 (MPa)

1 2 3

B05G 29,9 30,0 30,1 30,0 (cm)

175,4 216,7 243,3 211,8 (kN)

2,490 3,066 3,431 2,995 (MPa)

1 2 3

B10F 29,9 29,9 30,0 29,9 (cm)

158,4 161,9 130,0 150,1 (kN)

2,248 2,298 1,839 2,129 (MPa)

1 2 3

B10F* 29,9 29,9 30,0 29,9 (cm)

180,0 169,8 179,9 176,6 (kN)

2,555 2,410 2,545 2,503 (MPa)

1 2 3

B10FG 30,0 29,8 29,9 29,9 (cm)

166,3 180,5 174,0 173,6 (kN)

2,353 2,571 2,470 2,464 (MPa)

1 2 3

B10G 29,8 29,9 30,1 29,9 (cm)

181,2 152,2 194,9 176,1 (kN)

2,581 2,160 2,748 2,496 (MPa)

1 2 3

B15F 30,1 29,8 29,9 29,9 (cm)

121,2 135,5 140,7 132,5 (kN)

1,709 1,930 1,997 1,879 (MPa)

1 2 3

B15F* 30,0 29,8 29,8 29,9 (cm)

116,3 111,5 146,9 124,9 (kN)

1,645 1,588 2,092 1,775 (MPa)

1 2 3

B15FG 30,1 29,9 29,9 30,0 (cm)

126,1 123,8 142,2 130,7 (kN)

1,778 1,757 2,018 1,851 (MPa)

1 2 3

B15G 30,1 29,8 29,8 29,9 (cm)

157,1 164,7 159,7 160,5 (kN)

2,215 2,346 2,274 2,278 (MPa)

ANEXO L – MÓDULO DE ELASTICIDADE

L.1


BR

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 13,86

EC (GPa) 40,3

Extensómetro 1 Extensómetro 2

fc0 (MPa) fcm/3 (MPa) fc0 (MPa) fcm/3 (MPa) Δ Extensómetros Extensão média Δ entre ciclos

Extensões Extensões

Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 24,3 351,6 25,2 343,4 2,78 322,8

2 32,5 353,4 26,1 343,3 1,15 319,1 Fim 40,3

3 34,3 355,2 27,9 346,1 0,84 319,6 Fim 40,3

EC (GPa) 41,0




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 26,2 352,4 25,2 356,1 1,4 328,6

2 39,7 349,8 39,7 356,1 2,0 313,3 15,3 41,1

3 29,8 342,5 37,9 354,6 1,3 314,7 Fim 40,9


L.2

B05F

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 11,56

EC (GPa) 34,0




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 32,5 359,7 28,8 329,0 8,3 313,7

2 40,6 364,2 30,6 329,0 7,8 311,0 Fim 34,0

3 40,6 365,1 31,5 328,1 8,6 310,6 Fim 34,0

4

5

6

7

EC (GPa) 34,5




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 38,8 347,0 40,6 348,8 0,0 308,2

2 44,2 352,5 46,9 353,4 0,6 307,4 Fim 34,4

3 46,9 351,5 48,7 353,4 0,0 304,7 Fim 34,7

4

5

6

7


L.3

B05F*

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 11,64

EC (GPa) 33,1




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 27,0 346,1 30,6 352,5 0,9 320,5

2 34,3 356,0 37,0 359,7 0,3 322,2 Fim 33,0

3 37,0 354,3 39,7 362,4 1,7 320,0 Fim 33,3

4

5

6

7

EC (GPa) 34,6




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 25,2 346,1 28,8 340,7 2,8 316,4

2 36,1 347,0 36,1 338,9 2,6 306,9 Fim 34,7

3 37,9 349,7 37,9 340,7 2,9 307,3 Fim 34,6

4

5

6

7


L.4

B05FG

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 12,27

EC (GPa) 32,3




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 24,3 384,9 30,6 384,0 2,0 357,0

2 34,4 385,8 37,9 384,9 1,3 349,2 Fim 32,3

3 36,1 387,6 41,5 387,6 1,5 348,8 Fim 32,3

4

5

6

7

EC (GPa) 35,7




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 26,1 359,7 26,1 337,1 6,8 322,3

2 35,2 365,1 34,3 338,0 7,9 316,8 Fim 35,6

3 39,7 367,8 37,9 338,9 8,3 314,6 Fim 35,8

4

5

6

7


L.5

B05G

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 12,42

EC (GPa) 33,0




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 26,1 387,6 30,6 367,8 6,7 349,4

2 36,1 388,5 35,2 375,0 3,6 346,1 Fim 33,0

3 37,9 392,1 37,0 375,0 4,6 346,1 Fim 33,0

4 38,8 392,1 37,9 374,1 4,8 344,8 Fim 33,1

5

6

7

EC (GPa) 34,8




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 27,9 358,8 26,1 366,9 3,0 335,9

2 36,1 358,8 35,2 368,7 3,3 328,1 Fim 34,8

3 37,9 360,6 36,1 369,6 3,3 328,1 Fim 34,8

4 39,7 362,4 37,9 371,4 3,3 328,1 Fim 34,8

5

6

7


L.6

B10F

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 9,75

EC (GPa) 27,4




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 30,6 356,1 37,0 360,6 0,6 324,6

2 39,7 357,0 44,2 365,1 1,1 319,1 Fim 27,4

3 42,4 358,8 47,8 368,7 1,4 318,7 Fim 27,5

4

5

6

7

EC (GPa) 30,6




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 29,7 319,1 34,3 324,5 0,3 289,8

2 37,0 317,3 41,5 330,8 3,2 284,8 Fim 30,7

3 38,8 318,2 34,2 332,6 6,8 288,9 Fim 30,3

4 38,8 319,1 45,1 333,5 2,9 284,4 Fim 30,8

5

6

7


L.7

B10F*

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 10,01

EC (GPa) 30,1




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 33,4 332,6 29,7 336,2 2,4 302,9

2 42,4 337,1 33,4 338,0 3,4 299,7 Fim 30,0

3 45,1 338,0 36,1 338,0 3,1 297,4 Fim 30,3

4

5

6

7

EC (GPa) 30,0




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 35,2 352,5 34,3 338,0 4,3 310,5

2 46,9 355,2 46,0 334,4 6,5 298,4 12,2 30,2

3 48,7 359,7 47,8 338,9 6,4 301,1 Fim 29,9

4

5

6

7


L.8

B10FG

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 10,08

EC (GPa) 29,6




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 46,9 363,3 30,6 329,9 5,4 307,9

2 49,6 365,1 31,5 330,8 5,1 307,4 Fim 29,5

3 50,5 365,1 31,5 330,8 4,9 307,0 Fim 29,6

4

5

6

7

EC (GPa) 32,2




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 29,7 320,9 31,5 312,8 3,4 286,3

2 39,7 323,6 34,3 312,8 1,9 281,2 Fim 32,3

3 40,6 326,3 34,3 314,6 1,9 283,0 Fim 32,1

4

5

6

7


L.9

B10G

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 10,17

EC (GPa) 33,1




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 30,6 328,1 27,9 302,0 7,9 285,8

2 37,9 328,1 37,0 303,8 8,1 278,5 Fim 33,0

3 37,0 326,3 37,9 303,8 8,1 277,6 Fim 33,1

4 37,9 328,1 38,8 305,6 8,1 278,5 Fim 33,0

5

6

7

EC (GPa) 30,4




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 36,0 329,0 27,0 340,7 7,1 303,4

2 35,2 329,9 32,5 342,5 5,2 302,4 Fim 30,4

3 37,9 333,5 35,2 345,2 4,9 302,8 Fim 30,4

4 39,7 333,5 37,0 346,1 5,2 301,5 Fim 30,5

5

6

7


L.10

B15F

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 7,24

EC (GPa) 27,9




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 37,0 274,0 32,5 248,8 8,73 226,7

2 46,0 275,8 34,3 249,7 6,27 222,6 Fim 28,0

3 46,0 277,6 35,2 253,3 5,83 224,9 Fim 27,7

1 32,5 250,6 41,5 276,7 7,84 226,7

2 37,9 253,3 44,2 277,6 8,36 224,4 Fim 27,8

3 39,7 254,2 45,1 278,5 8,81 224,0 Fim 27,8

EC (GPa) 22,3




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 44,2 342,5 44,4 337,1 1,88 295,5

2 68,5 347,0 56,8 341,6 2,26 281,7 13,9 22,1

3 72,1 349,7 59,5 343,4 2,27 280,8 Fim 22,2

1 44,2 332,6 41,5 326,4 1,21 286,7

2 56,8 333,5 43,3 328,9 3,22 281,2 Fim 22,2

3 58,6 332,6 45,1 326,3 2,63 277,6 Fim 22,5


L.11

B15F*

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 7,30

EC (GPa) 23,4




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 31,5 318,2 46,9 301,1 11,34 270,5

2 42,4 321,8 52,3 306,5 9,02 266,8 Fim 23,4

3 46,9 329,0 55,9 311,0 9,57 268,6 Fim 23,2

1 34,2 304,7 40,6 315,5 1,63 272,7

2 43,3 304,7 47,8 314,6 2,07 264,1 Fim 23,6

3 41,5 305,6 48,7 316,4 1,36 265,9 Fim 23,5

EC (GPa) 25,9




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 36,1 283,9 34,3 274,9 2,91 244,2

2 39,7 286,6 42,4 278,5 4,37 241,5 Fim 25,8

3 41,5 287,5 45,1 280,3 4,39 240,6 Fim 25,9


L.12

B15FG

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 8,25

EC (GPa) 28,1




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 33,4 304,7 36,1 291,2 6,0 263,2

2 46,0 308,3 39,7 292,1 3,8 257,4 Fim 28,2

3 43,3 309,2 41,5 292,1 5,8 258,3 Fim 28,1

4

5

6

7

EC (GPa) 26,7




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 35,2 319,1 40,6 329,9 1,9 286,6

2 51,4 320,0 61,3 335,3 2,0 271,3 15,3 26,7

3 53,2 322,7 64,0 339,8 2,3 272,7 Fim 26,6

4

5

6

7


L.13

B15G

fc0 (MPa) 1,00

fcm/3 (MPa) 7,85

EC (GPa) 30,9




Ciclos % 10-6

% 10-6

% 10-6

% 10-6

% % 10-6

% 10-6

1 33,4 263,2 30,7 244,3 7,05 221,7

2 38,8 263,2 31,6 243,4 5,61 218,1 Fim 31,4

3 39,7 265,0 32,5 245,2 5,59 219,0 Fim 31,3

1 27,9 257,8 37,0 267,7 0,35 230,3

29,7

2 37,0 257,8 42,4 262,3 0,41 220,4 Fim 31,1

3 36,1 257,8 41,5 262,3 0,41 221,3 Fim 30,9

ANEXO M – RESISTÊNCIA À ABRASÃO

M.1

3.ª fase experimental – após 91 dias

BR

PROVETE 1 PROVETE 2 PROVETE 3

PONTOS L0 (mm) Lf (mm) ΔL (mm) ΔL % L0 (mm) Lf (mm) ΔL (mm) ΔL % L0 (mm) Lf (mm) ΔL (mm) ΔL %

P1 50,9 48,8 2,1 4,1 51,8 49,0 2,8 5,4 51,0 49,0 2,0 3,9

P2 51,5 49,1 2,4 4,7 51,9 49,1 2,8 5,4 50,6 48,9 1,7 3,4

P3 51,3 49,1 2,2 4,3 52,0 49,0 3,0 5,8 50,0 48,8 1,2 2,4

P4 51,6 49,1 2,5 4,8 52,3 49,0 3,3 6,3 50,8 48,9 1,9 3,7

P5 51,8 48,7 3,1 6,0 51,9 49,0 2,9 5,6 51,6 49,0 2,6 5,0

P6 51,5 48,7 2,8 5,4 52,3 49,0 3,3 6,3 51,7 48,7 3,0 5,8

P7 51,4 48,7 2,7 5,3 52,2 49,0 3,2 6,1 51,7 48,6 3,1 6,0

P8 51,1 48,8 2,3 4,5 51,8 49,0 2,8 5,4 51,2 48,7 2,5 4,9

P9 51,3 49,0 2,3 4,5 52,3 49,1 3,2 6,1 51,0 48,9 2,1 4,1

Média 51,4 48,9 2,5 4,8 52,1 49,0 3,0 5,8 51,1 48,8 2,2 4,4

B05F



P1 50,1 48,8 1,3 2,6 50,5 49,3 1,2 2,4 51,1 49,4 1,7 3,3

P2 50,8 49,1 1,7 3,3 51,0 49,2 1,8 3,5 51,2 49,4 1,8 3,5

P3 50,9 49,2 1,7 3,3 51,2 49,2 2,0 3,9 51,3 49,3 2,0 3,9

P4 51,1 49,0 2,1 4,1 51,8 49,3 2,5 4,8 51,4 48,9 2,5 4,9

P5 50,8 48,9 1,9 3,7 52,2 49,4 2,8 5,4 51,6 48,8 2,8 5,4

P6 50,5 48,8 1,7 3,4 51,4 49,4 2,0 3,9 51,5 49,0 2,5 4,9

P7 51,1 48,6 2,5 4,9 51,1 49,4 1,7 3,3 51,4 49,1 2,3 4,5

P8 50,6 48,7 1,9 3,8 50,9 49,4 1,5 2,9 51,1 49,3 1,8 3,5

P9 50,7 48,9 1,8 3,6 51,1 49,3 1,8 3,5 51,3 49,1 2,2 4,3

Média 50,7 48,9 1,8 3,6 51,2 49,3 1,9 3,8 51,3 49,1 2,2 4,2

B05F*



P1 49,8 49,2 0,6 1,2 50,0 48,8 1,2 2,4 51,2 48,8 2,4 4,7

P2 50,3 49,2 1,1 2,2 50,2 48,7 1,5 3,0 51,4 49,2 2,2 4,3

P3 50,6 49,1 1,5 3,0 50,4 48,7 1,7 3,4 51,4 49,4 2,0 3,9

P4 51,1 49,0 2,1 4,1 50,7 48,5 2,2 4,3 51,2 49,5 1,7 3,3

P5 51,7 49,0 2,7 5,2 51,0 48,3 2,7 5,3 51,1 49,5 1,6 3,1

P6 50,8 49,1 1,7 3,3 50,6 48,4 2,2 4,3 50,6 49,3 1,3 2,6

P7 50,6 49,1 1,5 3,0 50,4 48,6 1,8 3,6 50,5 48,9 1,6 3,2

P8 50,1 49,2 0,9 1,8 50,1 48,8 1,3 2,6 50,7 48,9 1,8 3,6

P9 50,6 49,1 1,5 3,0 50,4 48,7 1,7 3,4 51,0 49,1 1,9 3,7

Média 50,6 49,1 1,5 3,0 50,4 48,6 1,8 3,6 51,0 49,2 1,8 3,6


M.2

B05FG



P1 52,0 51,2 0,8 1,5 51,2 50,1 1,1 2,1 49,8 48,4 1,4 2,8

P2 52,2 50,9 1,3 2,5 51,7 50,0 1,7 3,3 49,9 48,3 1,6 3,2

P3 52,3 50,6 1,7 3,3 51,8 49,9 1,9 3,7 50,2 48,3 1,9 3,8

P4 52,8 50,7 2,1 4,0 51,8 49,9 1,9 3,7 50,5 48,1 2,4 4,8

P5 53,0 50,7 2,3 4,3 51,1 49,8 1,3 2,5 51,0 48,0 3,0 5,9

P6 52,7 50,9 1,8 3,4 51,9 49,9 2,0 3,9 50,5 48,2 2,3 4,6

P7 52,5 51,2 1,3 2,5 51,7 50,0 1,7 3,3 49,9 48,3 1,6 3,2

P8 52,5 51,3 1,2 2,3 51,7 50,1 1,6 3,1 49,7 48,6 1,1 2,2

P9 52,4 50,8 1,6 3,1 51,8 49,9 1,9 3,7 50,2 48,3 1,9 3,8

Média 52,5 50,9 1,6 3,0 51,6 50,0 1,7 3,2 50,2 48,3 1,9 3,8

B05G



P1 50,2 49,0 1,2 2,4 49,3 48,2 1,1 2,2 50,1 49,4 0,7 1,4

P2 50,3 49,1 1,2 2,4 49,4 48,1 1,3 2,6 50,3 49,4 0,9 1,8

P3 50,8 48,8 2,0 3,9 49,8 47,9 1,9 3,8 50,3 49,3 1,0 2,0

P4 50,9 48,7 2,2 4,3 50,1 47,7 2,4 4,8 50,7 49,1 1,6 3,2

P5 50,9 48,4 2,5 4,9 50,3 47,4 2,9 5,8 51,8 48,9 2,9 5,6

P6 50,5 48,5 2,0 4,0 49,9 47,6 2,3 4,6 50,8 49,0 1,8 3,5

P7 50,3 48,4 1,9 3,8 49,2 47,6 1,6 3,3 50,8 49,3 1,5 3,0

P8 50,2 48,7 1,5 3,0 49,2 47,9 1,3 2,6 50,3 49,4 0,9 1,8

P9 50,5 48,8 1,7 3,4 49,5 47,8 1,7 3,4 50,7 49,4 1,3 2,6

Média 50,5 48,7 1,8 3,6 49,6 47,8 1,8 3,7 50,6 49,2 1,4 2,8

B10F



P1 50,0 49,2 0,8 1,6 51,4 50,2 1,2 2,3 51,4 49,9 1,5 2,9

P2 50,4 49,2 1,2 2,4 51,5 50,4 1,1 2,1 52,0 50,0 2,0 3,8

P3 50,6 49,1 1,5 3,0 51,6 50,5 1,1 2,1 52,1 50,1 2,0 3,8

P4 50,6 48,9 1,7 3,4 52,4 50,5 1,9 3,6 52,1 50,1 2,0 3,8

P5 50,6 48,6 2,0 4,0 52,8 50,4 2,4 4,5 52,0 50,0 2,0 3,8

P6 50,6 48,8 1,8 3,6 51,8 50,4 1,4 2,7 51,4 50,1 1,3 2,5

P7 50,3 49,0 1,3 2,6 51,7 50,4 1,3 2,5 51,2 50,1 1,1 2,1

P8 50,3 49,2 1,1 2,2 51,4 50,3 1,1 2,1 51,4 50,2 1,2 2,3

P9 50,5 49,2 1,3 2,6 51,7 50,5 1,2 2,3 51,5 50,2 1,3 2,5

Média 50,4 49,0 1,4 2,8 51,8 50,4 1,4 2,7 51,7 50,1 1,6 3,1


M.3

B10F*



P1 51,2 49,5 1,7 3,3 49,3 48,3 1,0 2,0 51,8 50,8 1,0 1,9

P2 51,4 49,5 1,9 3,7 49,7 48,3 1,4 2,8 52,1 50,7 1,4 2,7

P3 51,7 49,4 2,3 4,4 49,7 48,1 1,6 3,2 52,2 50,6 1,6 3,1

P4 52,2 49,4 2,8 5,4 50,1 47,9 2,2 4,4 52,6 50,2 2,4 4,6

P5 52,7 49,4 3,3 6,3 50,6 47,8 2,8 5,5 52,8 50,0 2,8 5,3

P6 52,0 49,5 2,5 4,8 50,2 47,9 2,3 4,6 52,5 50,1 2,4 4,6

P7 51,5 49,6 1,9 3,7 50,1 48,1 2,0 4,0 52,2 50,3 1,9 3,6

P8 51,4 49,6 1,8 3,5 49,8 48,4 1,4 2,8 52,1 50,5 1,6 3,1

P9 51,7 49,5 2,2 4,3 50,0 48,1 1,9 3,8 52,2 50,3 1,9 3,6

Média 51,8 49,5 2,3 4,4 49,9 48,1 1,8 3,7 52,3 50,4 1,9 3,6

B10FG



P1 50,8 50,2 0,6 1,2 51,3 50,8 0,5 1,0 49,8 48,8 1,0 2,0

P2 51,0 50,1 0,9 1,8 51,7 50,9 0,8 1,5 50,1 49,0 1,1 2,2

P3 51,4 49,7 1,7 3,3 52,1 50,6 1,5 2,9 50,5 48,9 1,6 3,2

P4 52,2 49,8 2,4 4,6 52,2 50,4 1,8 3,4 50,8 48,8 2,0 3,9

P5 52,6 49,9 2,7 5,1 52,1 50,2 1,9 3,6 - - - -

P6 51,0 50,3 0,7 1,4 51,0 50,3 0,7 1,4 51,0 48,8 2,2 4,3

P7 51,0 50,5 0,5 1,0 51,0 50,4 0,6 1,2 50,5 48,7 1,8 3,6

P8 51,0 50,4 0,6 1,2 51,1 50,6 0,5 1,0 50,1 48,8 1,3 2,6

P9 51,2 50,2 1,0 2,0 51,5 50,5 1,0 1,9 50,3 48,9 1,4 2,8

Média 51,4 50,1 1,2 2,4 51,6 50,5 1,0 2,0 50,4 48,8 1,6 3,1

B10G



P1 50,6 49,4 1,2 2,4 51,1 50,8 0,3 0,6 51,1 50,0 1,1 2,2

P2 50,7 49,3 1,4 2,8 51,5 50,8 0,7 1,4 51,3 50,4 0,9 1,8

P3 50,5 49,3 1,2 2,4 51,5 50,7 0,8 1,6 51,3 50,7 0,6 1,2

P4 50,8 49,2 1,6 3,1 51,5 50,7 0,8 1,6 51,0 50,7 0,3 0,6

P5 50,7 49,1 1,6 3,2 51,4 50,6 0,8 1,6 51,0 50,5 0,5 1,0

P6 50,5 49,1 1,4 2,8 51,5 50,5 1,0 1,9 50,5 50,2 0,3 0,6

P7 50,5 49,2 1,3 2,6 51,2 50,5 0,7 1,4 50,5 50,0 0,5 1,0

P8 50,5 49,3 1,2 2,4 51,4 50,7 0,7 1,4 51,2 50,0 1,2 2,3

P9 50,7 49,2 1,5 3,0 51,5 50,8 0,7 1,4 51,1 50,3 0,8 1,6

Média 50,6 49,2 1,4 2,7 51,4 50,7 0,7 1,4 51,0 50,3 0,7 1,4


M.4

B15F



P1 50,5 49,9 0,6 1,2 50,8 50,4 0,4 0,8 50,1 49,1 1,0 2,0

P2 51,6 50,2 1,4 2,7 51,2 50,5 0,7 1,4 50,0 49,1 0,9 1,8

P3 52,1 50,2 1,9 3,6 51,6 50,3 1,3 2,5 50,4 49,3 1,1 2,2

P4 51,6 50,2 1,4 2,7 52,2 50,4 1,8 3,4 50,1 49,0 1,1 2,2

P5 52,1 50,1 2,0 3,8 52,2 50,5 1,7 3,3 50,1 49,0 1,1 2,2

P6 51,2 50,2 1,0 2,0 51,5 50,4 1,1 2,1 50,3 49,0 1,3 2,6

P7 51,1 50,1 1,0 2,0 51,0 50,3 0,7 1,4 50,4 49,0 1,4 2,8

P8 50,7 50,1 0,6 1,2 50,8 50,4 0,4 0,8 50,4 49,1 1,3 2,6

P9 50,9 50,2 0,7 1,4 51,4 50,5 0,9 1,8 50,1 49,1 1,0 2,0

Média 51,3 50,1 1,2 2,3 51,4 50,4 1,0 1,9 50,2 49,1 1,1 2,3

B15F*



P1 50,9 49,6 1,3 2,6 50,0 49,6 0,4 0,8 50,8 49,8 1,0 2,0

P2 50,8 49,5 1,3 2,6 50,4 49,9 0,5 1,0 51,0 49,9 1,1 2,2

P3 50,6 49,4 1,2 2,4 50,8 49,8 1,0 2,0 51,1 49,9 1,2 2,3

P4 50,6 49,3 1,3 2,6 50,9 49,9 1,0 2,0 51,3 49,8 1,5 2,9

P5 50,4 49,4 1,0 2,0 50,9 49,8 1,1 2,2 51,1 49,7 1,4 2,7

P6 50,5 49,4 1,1 2,2 50,7 49,9 0,8 1,6 50,7 49,7 1,0 2,0

P7 50,4 49,2 1,2 2,4 50,3 49,8 0,5 1,0 50,6 49,7 0,9 1,8

P8 50,6 49,3 1,3 2,6 50,2 49,7 0,5 1,0 50,6 49,7 0,9 1,8

P9 50,7 49,4 1,3 2,6 50,5 50,0 0,5 1,0 50,8 49,8 1,0 2,0

Média 50,6 49,4 1,2 2,4 50,5 49,8 0,7 1,4 50,9 49,8 1,1 2,2

B15FG



P1 51,8 50,0 1,8 3,5 49,7 48,3 1,4 2,8 51,1 50,1 1,0 2,0

P2 51,7 50,0 1,7 3,3 49,4 48,4 1,0 2,0 51,2 50,4 0,8 1,6

P3 51,7 49,9 1,8 3,5 48,0 47,9 0,1 0,2 51,6 50,3 1,3 2,5

P4 51,7 49,7 2,0 3,9 48,3 47,7 0,6 1,2 - - - -

P5 51,7 49,5 2,2 4,3 49,1 47,3 1,8 3,7 52,2 50,2 2,0 3,8

P6 51,1 49,5 1,6 3,1 49,6 47,4 2,2 4,4 51,8 50,0 1,8 3,5

P7 51,0 49,5 1,5 2,9 50,0 47,4 2,6 5,2 51,5 50,0 1,5 2,9

P8 51,4 49,8 1,6 3,1 49,9 47,8 2,1 4,2 51,1 50,2 0,9 1,8

P9 51,3 49,6 1,7 3,3 49,6 47,7 1,9 3,8 51,5 50,2 1,3 2,5

Média 51,5 49,7 1,8 3,4 49,3 47,8 1,5 3,1 51,5 50,2 1,3 2,6


M.5

B15G



P1 50,4 50,4 0,0 0,0 50,3 49,8 0,5 1,0 50,8 50,0 0,8 1,6

P2 51,9 50,7 1,2 2,3 50,3 49,7 0,6 1,2 50,6 50,1 0,5 1,0

P3 52,1 50,7 1,4 2,7 50,4 49,7 0,7 1,4 50,7 50,3 0,4 0,8

P4 51,3 50,3 1,0 1,9 50,3 49,5 0,8 1,6 50,8 48,7 2,1 4,1

P5 51,0 50,0 1,0 2,0 50,9 49,7 1,2 2,4 50,8 49,8 1,0 2,0

P6 50,4 50,0 0,4 0,8 50,5 49,6 0,9 1,8 51,0 49,7 1,3 2,5

P7 50,4 50,0 0,4 0,8 50,3 49,7 0,6 1,2 51,7 49,5 2,2 4,3

P8 50,9 50,3 0,6 1,2 50,6 50,0 0,6 1,2 50,9 49,9 1,0 2,0

P9 51,2 50,3 0,9 1,8 50,7 50,0 0,7 1,4 51,0 50,1 0,9 1,8

Média 51,1 50,3 0,8 1,5 50,5 49,7 0,7 1,5 50,9 49,8 1,1 2,2

desempenho mecÂnico de betÕes estruturais com … · para o ensaio à abrasão por desgaste,...

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