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8/17/2019 Leonardo_Souza_Utilizacao de Residuos de EVA como Agregado Graudo em Concretos.pdf

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁCENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ESTRUTURAL E CONSTRUÇÃO CIVIL

LEONARDO SOUZA PAULA

UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE EVA COMO AGREGADO GRAÚDO EMCONCRETOS

FORTALEZA

2011


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Monografia submetida à Coordenação doCurso de Engenharia Civil da UniversidadeFederal do Ceará, como requisito parcial paraobtenção do grau de Engenheiro Civil, emdezembro de 2011.

Orientador: Antônio Eduardo Bezerra Cabral

FORTALEZA

2011


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Monografia submetida à coordenação do curso de Engenharia Civil, da Universidade Federaldo Ceará, como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Civil.

Aprovada em ____/____/____

BANCA EXAMINADORA

__________________________________________________Prof. Antônio Eduardo Bezerra Cabral – D.Sc. (Orientador)

Universidade Federal do Ceará - UFC

__________________________________________________Prof. Aldo de Almeida Oliveira – M.Sc. (Examinador)

Universidade Federal do Ceará

__________________________________________________Prof. Leonardo Melo Bezerra – D.Sc. (Examinador)

Universidade Federal do Ceará


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À pessoa de JESUS CRISTO, que

me deu a vida e amor a esta

profissão.


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AGRADECIMENTOS

A Deus, que por meio de sua graça permitiu que eu o conhecesse e fosse atingido

por tão grande amor. Esta conquista é Dele. Obrigado Senhor!

Aos meus pais, Fabia Maria de Souza e Marcos Câmara de Paula, por todo o amor

e apoio, sem eles eu não chegaria até aqui.

A cada um dos meus irmãos, Rodrigo, Bruna e Isadora, pelo incentivo, união e

cumplicidade. A minha cunhada Aline, pelo bom humor sempre, me ajudando a encarar a

vida com alegria.

Aos meus avós maternos, Manoel de Souza Barros (Vô Manel) e Josefa Romana

dos Santos (Vó Zefinha), pela integridade de valores e exemplo de luta pela vida.Aos meus avós paternos, Gilmar Lima Verde (Vô Gilmar) e Maria do Socorro

(Vó Socorro), que com seus ensinamentos me trouxeram até aqui.

A Toda minha família materna e paterna, por me proporcionar experiências únicas

de amor verdadeiro, companherismo e felicidade.

Aos meus amigos de infância do Condomínio Planalto Aldeota Sul, Gean, Ádrya,

Rodrigo, Caio, Diego, Marcos Filho, Lya, Lyvia, Nilton, Mauro, Paola, e todos que

acompanharam meu crescimento e ajudaram na formação da pessoa que sou hoje.Aos amigos e irmãos na fé em Cristo Jesus da minha querida Igreja Avivamento

Petencostal da Bíblia, José Ivan, Renata, Asenate, Yure, Junior Bandeira, Priscila Marques,

Clark, Misael Fabrício, David Oliveira, Bruno Roberto, Bruno Reges, Bruna Karine, Thais

Martins, Patrícia, Pr. Davi Maia, Pr. Samuel Maia, Pr. Paulo Góes, e a todos que fazem parte

dessa família maravilhosa, mostrando que é uma honra poder adorar e honrar o nome do

Senhor Jesus juntos.

A Sâmela, pessoa muito importante durante todo este percurso. Obrigado por terestado ao meu lado, pelas palavras e pelo apoio incondicional.

A todos os amigos que fazem parte do projeto “Felizidade”, pelos momentos de

solidaderiedade.

Aos meus amigos de fé e irmãos, Lincoln e Afonso Bruno, pela parceria, alegria e

descontração. Agradeço a Deus em tê-los como amigos.


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Aos amigos da faculdade, Anderson Magalhães, Thiago Pitombeira, Daniel

Sousa, Daniel Dias, Leandro Aragão, Paulo Dantas e Jean Amaral, por estarem juntos nesses

cinco anos de aprendizado.

Aos colegas de trabalho, Luis Felipe, Vicente Castro, Ana Jéssica, Aline, Karla

Karyne, Bruno Franklin, Victor Cunha, Mestre Freitas e Mestre Júlio pelas experiências e

amadurecimento profissional que tenho obtido através deles.

Aos engenheiros Rafael Sindeaux e João Paulo pelo ensino e capacitação ao longo

dessa caminhada na Construtora Castelo Branco.

Ao Professor Eduardo e toda equipe envolvida, pela orientação, comprometimento

e apoio durante toda esta pesquisa. Em especial aos alunos e companheiros Edmas, Lara

Diógenes e David Alisson, muito obrigado!E aos demais que, de alguma forma, contribuíram na elaboração desta

monografia.


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“Por ti tenho sido sustentado desde o ventre; tu és aquele que me tiraste do ventre da minha

mãe; o meu louvor será para ti constantemente.”

Sl 71.6”


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RESUMO

Diante do crescimento econômico mundial, as tecnologias de produção

têm sofrido mudanças para se adaptar as novas diretrizes do mercado. Como alvodesse cenário, a construção civil passa por transformações em busca de alternativas demateriais a favor da sustentabilidade do setor. O Concreto é um material que vempassando por muitos estudos e, entre eles, se destaca o desenvolvimento de concretosleves. Um tipo de especial de concreto que se caracteriza pelo uso de agregadosgraúdos leves, ou seja, agregados com massa específica menor que 880 kg/m3, deacordo com a NBR 12655 (ABNT, 2006). Como alternativa de agregado leve, aconstrução civil começou a utilizar resíduos de EVA, provenientes da indústriacalçadista, como substituição à brita. Para analisar as influencias que esses resíduostêm sobre as propriedades físicas e mecânicas do concreto, foi feito um estudo comconcretos com quatro tipos de misturas (Referência, 25% EVA, 50% EVA e 75%

EVA). Para os concretos compostos por EVA, a substituição foi realizada comcompensação de volume. Nos resultados, verificou-se que a utilização de EVA reduz amassa específica do concreto e a resistência mecânica do concreto. A trabalhabilidadedo concreto composto por EVA também diminui. Os resultados mostram também queo concreto por EVA não pode ser utilizado como concreto leve estrutural.

Palavras-chaves: concreto leve, EVA, propriedades físicas e mecânicas do

concreto.


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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 - Acúmulo de bolhas de ar ao redor do agregado leve decorrente da absorção de

água (EUROLIGHTCON citado por ROSSIGNOLO, 2009, p.39) ........................................... 7 Figura 2.2 - Resíduos da indústria calçadista proveniente do corte de chapas de EVA(ZATTERA et al., 2005)........................................................................................................... 10 Figura 2.3 – Exemplo de depósito de resíduos de EVA (MARCOPLAST) ............................ 11 Figura 2.4 - (a) Curvas termogravimétricas do EVA e das aparas do EVA, em atmosfera de are N2; (b) Curvas de DSC das aparas do EVA em N2 (BRINGEL et al., 2005) ....................... 12 Figura 3.1 - Curva de Composição granulométrica da Areia ................................................... 18 Figura 3.2 - Composição granulométrica dos Agregados Graúdos .......................................... 18 Figura 3.3- Adaptação utilizada para obter a massa específica do agregado de EVA ............. 21 Figura 3.4 - Agregado Graúdo de EVA separado por frações: (a) >12,5 mm; (b) > 9,5 mm; (c)> 6,3 mm; (d) > 4,8 mm; (e) < 4,8 mm .................................................................................... 22 Figura 3.5 - Massa Específica no Estado Fresco ...................................................................... 25 Figura 3.6 - Ensaio de Tração por Compressão Diametral....................................................... 26 Figura 3.7 - Equipamento utilizado no Ensaio de Módulo de Elasticidade ............................. 27 Figura 3.8 - Detalhe dos medidores acoplados ao CP .............................................................. 27 Figura 4.1 - Gráfico com Resultados do Ensaio à Compressão Axial ..................................... 31 Figura 4.2 - Gráfico de Resultados de Ensaio de Tração à Compressão Diametral ................. 32 Figura 4.3 - Ruptura dos CP's: (a) Concreto com EVA; (b) Concreto de Referência .............. 32 Figura 4.4 - Gráfico com Resultados do Módulo de Elasticidade ............................................ 33


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LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Comparativo entre BRITALEVE® e outros agregados com a mesma finalidade(ROLIM, 1999) ......................................................................................................................... 14 Tabela 2.2 - Principais características físicas dos agregados de EVA ..................................... 15 Tabela 2.3 - Diferenças entre métodos de mistura dos materiais em função da pré-molhagemdo agregado de EVA................................................................................................................. 16 Tabela 3.1- Propriedades Físicas e Mecânicas do Cimento CP - II Z 32RS ............................ 17 Tabela 3.2 - Caracterização do Agregado Miúdo ..................................................................... 17 Tabela 3.3 - Caracterização do Agregado Graúdo Natural ...................................................... 19 Tabela 3.4 - Caracterização do EVA ........................................................................................ 21 Tabela 3.5 - Traço em massa e consumo de cimento/m3 do concreto de referência ................ 23 Tabela 3.6 - Quantidade de Materiais em kg/m3 ...................................................................... 24 Tabela 4.1 - Valores de massa específica para o concreto no estado fresco ............................ 29 Tabela 4.2 - Resultados da determinação do índice de consistência através do abatimento dotronco de cone ........................................................................................................................... 30 Tabela 4.3 - Valores de massa específica e de resistência à compressão ................................. 34 Tabela 7. 1 - Resultado da granulometria da areia ................................................................... 40 Tabela 7. 2 - Resultado da granulometria dos agregados graúdos ........................................... 40


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SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................... ix LISTA DE TABELAS ............................................................................................................... x 1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 1 1.1 Objetivos .................................................................................................................. 3 1.1.1 Objetivo geral ........................................................................................................... 3 1.1.2 Objetivos específicos................................................................................................ 3 1.2 Metodologia ............................................................................................................. 3 1.3 Estrutura do trabalho ................................................................................................ 4 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 5 2.1 Concreto Leve .......................................................................................................... 5 2.1.1 Agregados Leves ...................................................................................................... 6

2.1.2 Propriedades dos Concretos Leves ........................................................................... 7 2.2 Geração de Resíduos e o EVA ................................................................................. 8 3 MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................. 17 3.1 Seleção e caracterização dos materiais ................................................................... 17 3.2 Dosagem experimental ........................................................................................... 23 3.3 Produção dos concretos .......................................................................................... 24 3.4 Propriedades dos concretos avaliadas .................................................................... 25 4 RESULTADOS ...................................................................................................... 29 4.1 Concreto no estado fresco ...................................................................................... 29 4.2 Concreto no estado endurecido .............................................................................. 30 4.3 Análise de Resultados e Discussões ....................................................................... 34 5 CONCLUSÕES ...................................................................................................... 35 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................... 37 APÊNDICES ............................................................................................................................ 39


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1 INTRODUÇÃO

A busca pelo desenvolvimento sempre foi finalidade de todas as economias do

mundo. O avanço tecnológico é o principal indício do crescimento econômico mundial. Em

busca disso, muitos países vêm investindo pesado em novas tecnologias de produção.

Com o aumento da produção e, consequentemente, dos resíduos sólidos

produzidos e também, devido à rigorosa fiscalização dos órgãos de controle ambiental, muitas

empresas precisaram buscar alternativas ecotécnicas e econômicas para resolver os problemas

de impacto ambiental (SOARES et al, 2007). Na busca para obter uma boa imagem diante da

economia e da sociedade, as empresas passaram a elaborar programas de qualidade que

envolvem a gestão ambiental.

A Construção Civil é um dos ramos da economia que vem sendo um dos grandes

alvos dessa mudança de mentalidade. Suas tecnologias são inovadas a cada dia para que

atendam as necessidades de mercado e da sociedade.

Representando o desenvolvimento do setor construtivo, percebe-se o aumento do

número de edificações nas cidades e, consequentemente, o consumo de materiais também é

elevado. Além de ser um dos grandes consumidores dos recursos naturais, o setor é também

responsável pela grande quantidade de deposição de resíduos sólidos.

Em reposta a situação acima citada, as empresas do ramo passaram a investir no

desenvolvimento sustentável, que segundo Santiago (2008), significa permitir que a geração

atual supra as suas necessidades sem comprometer a capacitação de gerações futuras. Para

incentivar este desenvolvimento existem as resoluções do Conama, entre elas a CONAMA nº

307 (CONAMA, 2002) que criam e regulam políticas de reuso e reciclagem de resíduos da

construção.

Para manter a sintonia entre recursos naturais e desenvolvimento econômico,houve um crescente número de pesquisadores preocupados em estudar o reaproveitamento

geral de resíduos.

Embora a gestão dos próprios resíduos seja de fundamental importância para a

construção civil, vale ressaltar que não é apenas esse setor que apresenta desperdícios de

resíduos. Com base nisso, empresas do setor podem utilizar os resíduos de outras indústrias a

fim de aproveitar da melhor forma possível a reutilização dos mesmos. Segundo Polari Filho


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et al. (2003), este ramo é o setor da economia com maior potencial para aproveitamento de

vários tipos de resíduos.

Entre as indústrias passíveis de ter seus resíduos consumidos pela construção

civil, apresenta-se a indústria calçadista que, segundo Soares et al. (2007), é um exemplo

dessas empresas preocupadas com a questão ambiental, impulsionada pela necessidade do

mercado. Este tipo de indústria viu, nos últimos anos, sua produção aumentar e,

consequentemente, a ocorrência de sobras não reutilizáveis tornarem-se ainda maiores, em

especial os resíduos de EVA (Etileno Acetato de Vinila).

O EVA possui baixa massa específica, tem boas características acústicas e

térmicas, é estável, inerte, não suscetível a fungos e pode ser aproveitado como agregado

sintético para elaboração de compósitos leves (POLARI FILHO et al, 2003).A definição de compósitos leves pode ser aplicada para concretos e se

caracterizam pela redução em sua massa específica. Essa redução resulta, basicamente, no

aumento de vazios na massa do concreto ou pelo acréscimo de ar no lugar do material sólido.

O concreto é um dos compostos mais utilizados pela construção civil. A coerência

entre suas propriedades permitiu que seu uso fosse disseminado em quase todo o mundo.

Entretanto, um ponto desfavorável do concreto é o seu peso específico elevado, esta

propriedade garante um elevado valor agregado destinado ao transporte do mesmo. Visandouma diminuição no valor de seu peso especifico a adição de agregado leve ao concreto

resultará em menores cargas e concretos mais leves.

As principais funções do uso do concreto leve são para melhorar a relação

resistência/peso na construção de edifícios altos, e melhorar o isolamento térmico e/ou

acústico de edificações, sem aumentar a espessura das camadas de concreto (SANTIAGO,

2008). Como consequência, tem-se a redução do peso próprio e das cargas de fundação sobre

o solo, resultando em construções mais leves e em solos não muito resistentes.Devido a isso, destaca-se a necessidade de estudos para analisar a viabilidade do

uso de agregado leve para concretos, visando à perda de massa específica.

Dependendo da finalidade do concreto leve, há valores limites de resistência que

regulam a utilização deste tipo de composto. Segundo Santiago (2008), através da substituição

crescente, de agregado graúdo (brita) por EVA, os valores de resistência tendem a cair.

Sabendo que a resistência tem esse comportamento, é interessante saber qual é a

quantidade necessária de EVA que permite ter propriedades aceitáveis para uso em concreto.


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1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo geral

O trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade técnica do uso de resíduos

de EVA na fabricação de concreto leve.

1.1.2 Objetivos específicos

Para a obtenção dos objetivos gerais, serão realizados estudos e procedimentos

mais específicos, necessários para desenvolvimento do trabalho. Dentre eles, destacam-se:

Analisar a influência da utilização do resíduo de EVA nas propriedades do

concreto no estado fresco;

Analisar a influência da utilização do resíduo de EVA nas propriedades

mecânicas do concreto no estado endurecido;

Apresentar possíveis vantagens e desvantagens do emprego do resíduo de EVA

no concreto.

1.2 Metodologia

A avaliação da viabilidade técnica do uso de resíduos de EVA em concreto será

feita através de estudos realizados em experimentos com corpos de prova.

Primeiramente, será feita uma revisão bibliográfica através da consulta de vários

materiais a fim de obter a fundamentação teórica da pesquisa.Em seguida, se dará início a parte de seleção e caracterização dos materiais. Os

materiais que farão parte do estudo são os utilizados em produção de concreto de referência

(água, cimento, areia e brita) mais o uso de resíduos de EVA. Os insumos do concreto de

referência foram fornecidos pelo Laboratório de Ensaios Mecânicos da Universidade Federal

do Ceará. No caso do EVA, a aquisição foi feita através de um fornecedor localizado no

Estado da Bahia. O estado do material é o resultado final do processo industrial de calçados.


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Após a seleção, será realizada a caracterização de cada material de acordo com as respectivas

normas de cada um.

Com cada material devidamente caracterizado, terá inicio a fase de dosagem dos

corpos de prova, seguida da moldagem e cura dos mesmos. Serão produzidos 9 corpos de

prova. Os ensaios do concreto no estado fresco serão realizados durante a produção dos

concretos. Os ensaios do concreto no estado endurecido serão realizados após a cura dos

corpos de prova. Todos os ensaios seguirão as normas da ABNT.

Por último será feita uma análise dos resultados obtidos para cada propriedade

e feita as conclusões sobre o comportamento obtido para cada composição do concreto

1.3 Estrutura do trabalho

Esta monografia encontra-se dividida em cinco capítulos principais e outros

tópicos relacionados.

O primeiro capítulo consta de uma introdução que procurar apresentar o tema

através de uma contextualização, mostrando também a problemática, a justificativa e a

motivação para a realização da pesquisa. Além disso, são apresentados neste capítulo os

objetivos gerais e específicos do trabalho a serem alcançados.

O segundo capítulo apresenta a revisão bibliográfica dos assuntos que orientam a

pesquisa. Neste capítulo constam conceitos e experiências de diversos autores sobre o tema.

O terceiro capítulo tem o objetivo de apresentar os materiais e os métodos de

realização da pesquisa. Neste capítulo é descrito todos os materiais utilizados e os métodos,

englobando caracterização dos materiais, dosagem dos corpos de prova e os respectivos

ensaios.

O quarto capítulo consta da apresentação dos resultados, onde são tambémdiscutidos os resultados obtidos nos ensaios e analisadas as propriedades mecânicas obtidas.

No quinto capítulo constam as considerações finais, as recomendações para

trabalhos posteriores, visando aperfeiçoar o conteúdo e possíveis dificuldades encontradas ao

longo do trabalho.


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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1

Concreto Leve

Desde a invenção do denominado de concreto de cimento Portland em 1824 por

Joseph Aspdin, este material se tornou o material de construção mais usado no mundo.

Segundo Rossignolo (2009) isso se deve, em parte, pela facilidade de produção de seus

componentes a partir de matérias-primas locais, bem como pela versatilidade de aplicação do

concreto.

Durante muitos anos a simplicidade da composição do concreto contendoagregado graúdo e miúdo, cimento e água permaneceu inalterada sem muitos avanços.

Segundo Rossignolo (2009), essa realidade mudou durante os últimos quarenta anos com o

desenvolvimento de tecnologias desse material, devido ao aprimoramento de técnicas e

equipamentos para o estudo do concreto. Como resultado desse aperfeiçoamento surgiu os

concretos leves.

Uma das grandes vantagens da utilização dos concretos leves é a diminuição da

carga total sobre uma estrutura que esta alternativa possibilita, ou seja, para uma mesmaespessura de concreto é possível melhorar a relação resistência/peso da estrutura. O resultado

dessa diminuição de peso se deve ao uso de agregados leves no concreto. Segundo Rossignolo

(2009), a ampla utilização do concreto leve é atribuída pela diminuição da massa específica

do concreto, provocando uma redução de esforços na estrutura das edificações, bem como

diminuição de gastos em transporte. Santiago (2008) cita que um estudo feito por Buttler e

Machado (2004) com lajes nervuradas compostas por pré-lajes e vigotas pré-moldadas de

concreto leve apresentaram redução de 15% no carregamento final da laje.

Embora o custo do concreto leve por m3 seja maior que o do concreto

convencional, a estrutura de concreto leve pode custar menos devido a redução do peso

próprio, que leva à redução da armadura e do custo das fundações e da construção

(EVANGELISTA et al, 1996).

A utilização de agregados leves também proporciona alteração em outras

propriedades do concreto, tais como, resistência mecânica, trabalhabilidade, durabilidade,

condutividade térmica, entre outras.


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A obtenção de concretos leves pode acontecer pela substituição parcial ou total

dos agregados convencionais por agregados leves. O concreto para ser considerado como

material leve deve apresentar massa específica abaixo de 2000 kg/m3. Essa baixa massa

especifica característica deste tipo de material se deve, principalmente, pela substituição de

parte dos materiais sólidos por ar.

Segundo Rossignolo (2009), a norma ACI 21 3R-03 especifica que o concreto

leve estrutural deve apresentar valores de massa específica entre 1120 kg/m3 e 1920 kg/m3 e

resistência a compressão acima de 17 MPa.

2.1.1 Agregados Leves

Rossignolo (2009) classifica os agregados leves da seguinte forma:

Quanto à origem, os agregados leves podem ser classificados em naturais ouartificiais.Os agregados leves naturais são obtidos por meio da extração direta em jazidas,seguida de classificação granulométrica. Esse tipo de agregado leve tem poucaaplicação em concretos estruturais em função da grande variabilidade de suaspropriedades e da localização e disponibilidade das jazidas. Como exemplos, temos

a pedra-pomes e o tufo vulcânico.Os Agregados leves artificiais são obtidos em processos industriais e, normalmente,são classificados com base na matéria-prima utilizada e no processo de fabricação,como a argila expandida e a escória sinterizada.

.

A NM 35 (ABNT, 1995) especifica que os agregados leves utilizados na produção

desse tipo de concreto devem apresentar massa específica menor que 1120 kg/m 3 para

agregados miúdos e, menor que 880 kg/m3 para agregados graúdos.

Segundo Rossignolo (2009) a textura e a forma das partículas dos agregados leves

têm influência sobre as propriedades importantes do concreto, como a resistência mecânica.Essa interferência na resistência acontece devido a quantidade de água necessária para atingir

a trabalhabilidade desejada. Para agregados com formato angular, essa influência é mais

evidente.

Outras características dos agregados leves, tais como, alta rugosidade e elevada

porosidade afetam diretamente na interação agregado-cimento. Segundo Rossignolo (2009), a

rugosidade permite uma melhor aderência à pasta de cimento. No caso da porosidade, seu


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valor elevado exige que o consumo de cimento seja maior, entre 30kg a 100kg de cimento por

metro cúbico de concreto, e, conseqüentemente, um valor de massa específica também maior.

Rossignolo (2009) recomenda a pré-saturação do agregado a fim de evitar o

prejuízo da trabalhabilidade do concreto no estado fresco e a formação de bolhas de ar em

volta do agregado, conforme Figura 2.1. Para o concreto no estado endurecido, a absorção de

água em altos valores acarreta em aumento da massa específica, da retração por secagem e da

redução da resistência ao fogo.

Figura 2.1 - Acúmulo de bolhas de ar ao redor do agregado leve decorrente da absorção de água

(EUROLIGHTCON citado por ROSSIGNOLO, 2009, p.39)

2.1.2 Propriedades dos Concretos Leves

Para o estado fresco, no que se refere à trabalhabilidade, Rossignolo (2009) relata

que, para uma mesma composição, os concretos leves possuem abatimentos menores que os

dos concretos convencionais. Isso significa que um concreto leve apresentando abatimento de

80 mm pode representar a trabalhabilidade de um concreto convencional com abatimento de

100 mm. Santiago (2008) afirma que o abatimento não deve passar dos 100 mm para que não

haja sedimentação da argamassa e heterogeneidade da mistura durante o adensamento.

Segundo Rossignolo (2009), a resistência à compressão, a massa específica e o

módulo de deformação são os parâmetros mais utilizados na caracterização dos concretos

leves estruturais e que estão diretamente ligadas com a dimensão do agregado leve.

Rossignolo (2009, p.57) afirma que Zhang e Gjϕrv (1991) obtiveram uma

resistência de 102 MPa, considerada um marco quanto a valores de compressão para


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concretos leves. De acordo com o mesmo autor, esse valor de resistência foi obtido com o

concreto leve de massa especifica igual a 1735 kg/m3 e consumo de cimento de 550 kg/m3.

Santiago (2008) relata que os concretos leves atingem grande parte da resistência

à compressão mais cedo que os concretos convencionais. Após os 28 dias, esses valores não

sofrem grandes alterações quando comparado aos convencionais. Santiago (2008) também

afirma que o motivo para esse comportamento observado em concretos leves é a melhor

aderência na interface agregado leve/matriz.

Os valores de resistência à tração dos concretos leves, tanto na compressão

diametral como na flexão, são inferiores aos observados nos concretos com massa específica

normal, para o mesmo nível de resistência à compressão (ROSSIGNOLO, 2009).

Para o caso de concretos leves, o módulo de deformação está ligado à quantidadede agregado leve utilizado. Segundo Rossignolo (2009), o valor de módulo de deformação dos

concretos leves varia entre 50% e 80% do valor dos concretos convencionais.

No caso da retração por secagem, para o mesmo nível de resistência a

compressão, os valores são maiores que os apresentados pelos concretos convencionais.

Newman e Choo (2003) classificam os concretos leves de acordo as suas

propriedades. Segundo os autores, o concreto leve pode ser:

a) Classe I – Estrutural, com resistência à compressão maior que 15 MPa e massaespecífica entre 1600 a 2000 kg/m³;

b) Classe II – Estrutural/Isolamento, com resistência à compressão maior que 3,5

MPa e massa específica menor que 1600 kg/m³;

c) Classe III – Isolamento, com resistência à compressão maior que 0,5 MPa e

massa específica muito menor que 1450 kg/m³.

Quando comparada a especificação feita pela norma ACI 21 3R-03 para concretos

leves estruturais, a classificação de Newman e Choo (2003) estipula um valor menor para aresistência à compressão. Para a massa específica, Newman e Choo (2003) engloba valores

mais elevados, ou seja, concretos mais densos.

2.2 Geração de Resíduos e o EVA

As economias do mundo sempre se basearem em inovações tecnológicas para se

manterem crescentes diante da concorrência. Em busca do crescimento, a produção industrial


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realizada pelo mundo provocou um grande consumo de recursos naturais, e a destinação dos

dejetos resultantes do processamento vem se tornando um grande problema mundial.

Segundo Christie et al. (1995) apud Rolim (1999) os efeitos ambientais que as

inovações tecnológic as podem originar são:

• A geração de subprodutos tóxicos;

• O impacto cumulativo dos novos produtos na demanda de energia e

matérias nos estágios de produção e consumo;

• O impacto cumulativo de novas tecnologias de produto e de processo na

capacidade de disposição de resíduos.

Rolim (1999) afirma que diante dessas consequências e das exigências

ambientais, a produção industrial desenvolveu a sustentabilidade dos seus ciclos de produção.

Ou seja, as tecnologias desenvolvidas passaram a ser orientadas para o equilíbrio com a

natureza. O conceito de progresso passou a envolver os conceitos de riqueza, benefício social

e equilíbrio ecológico.

Para que esse conceito fosse colocado em prática, foi preciso ocorrer uma pressão

de fatores externos. As partes, ditas como fundamentais, para essa mudança de visão de

desenvolvimento englobam a sociedade, os governos, as instituições financeiras, asinstituições com fins não lucrativos (ONG’s) e, principalmente, por parte dos novos conceitos

impostos pelas instituições responsáveis por certificados de qualidades, total e ambiental, bem

como da gestão ambiental.

A globalização dos negócios, a internacionalização dos padrões de qualidade

ambiental esperadas na ISO 14000, a conscientização crescente dos atuais consumidores e a

disseminação da educação ambiental nas escolas permitem antever que, no futuro os

consumidores exigirão a preservação do meio ambiente e a melhoria na qualidade de vidadeverão se intensificar (DONAIRE, 1995 apud ROLIM, 1999). Com a mudança do cenário

mundial, as empresas estão tendo que mudar seus métodos gerenciais para que possam ser

competitivas diante das demais.

Procurando serem bem sucedidas, as empresas procuram oportunidades. Donaire

et al. (1995) apud Rolim (1999) aponta como exemplos de oportunidades a reciclagem de

materiais, o reaproveitamento dos resíduos internamente ou a sua venda para outras empresas

através de Bolsas de Resíduos, o desenvolvimento de novos processos produtivos com a


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utilização da produção mais limpa, que trazem vantagens competitivas e até possibilitam a

venda de patentes, e o desenvolvimento de novos produtos para um mercado cada vez maior

de consumidores conscientizados com a questão ecológica.

Considerando as alternativas citadas acima, vale ressaltar a importância do

reaproveitamento de resíduos. Sendo eles aproveitados ou não pela própria empresa geradora,

destaca-se a influência do setor da construção civil que consegue aproveitar a maior parte dos

resíduos urbanos gerados. Cincotto (1998) apud Polari Filho et al (2003) afirma que esta

capacidade do setor pode ser atribuída à necessidade de redução do custo da construção, à

grande quantidade de matéria-prima e à diversidade de materiais empregados na produção.

Por outro lado, a indústria calçadista, após passar por um período de grande

dificuldade por ter falta de um gerenciamento mais adequado de seus resíduos, percebeu nosresíduos de EVA (Figura 2.2), resultantes do processo de fabricação de solados e palmilhas, a

oportunidade de reutilizá-los através de outras indústrias. Estes resíduos apresentam dois tipos

de classificação segundo a Ambiente Brasil (2006):

• Pós–industriais: os quais provem principalmente de refugos de processos

de produção e transformação, aparas, rebarbas, entre outros;

• Pós–consumo: São descartados pelos consumidores.

Figura 2.2 - Resíduos da indústria calçadista proveniente do corte de chapas de EVA (ZATTERA et al., 2005)

Os resíduos de EVA são considerados de natureza plástica, portanto sua

decomposição demora em torno de 450 anos de acordo com Ambiente Brasil (2006).

Caracterizados por sua baixa densidade, esses resíduos necessitam de depósitos cada vez


22/51

11

maiores para suportar a geração de seus grandes volumes, conforme representado na Figura

2.3.

Figura 2.3 – Exemplo de depósito de resíduos de EVA (MARCOPLAST)

A disposição desses resíduos quando feita a céu aberto pode ser nociva asociedade e ao meio ambiente no entorno do depósito, pois este tipo de disposição pode

causar risco de incêndios que podem ficar sem controle e geram gases tóxicos.

Segundo Santiago (2008), o aparecimento do EVA na indústria calçadista se deu

quando o couro, até então material mais usado para fabricação de calçados, teve seu preço

elevado devido a sua escassez. Combinado as suas várias formas e cores, o EVA ganhou o

mercado com seu preço competitivo.

O EVA é considerado um polímero. Dentre as definições de polímero, ele se

enquadra como sendo termofixo, os quais são os que não permitem, uma vez moldados, mais

a possibilidade de fusão, ou seja, não podem ser reprocessados. A indústria dos calçados

utiliza o EVA com teores de acetato de vinila variando de 18% a 28% em massa (ZATTERA

et al., 2005). A quantidade de acetato de vinila é responsável pela influência nas propriedades

do composto.


23/51

12

Na Figura 2.4 estão representados gráficos com os testes de termogravimetria e

calorimetria exploratória diferencial (DSC) em aparas de EVA realizado por Bringel et al.

(2005).

(a)

(b)

Figura 2.4 - (a) Curvas termogravimétricas do EVA e das aparas do EVA, em atmosfera de ar e N2; (b) Curvasde DSC das aparas do EVA em N2 (BRINGEL et al., 2005)

Pode-se observar na Figura 2.4a que as curvas de TGA indicam estabilidade

térmica até, aproximados, 250ºC. A primeira etapa de degradação ocorre na faixa de 250ºC e

410ºC e a segunda ocorre entre 410ºC e 510ºC. Segundo Zattera et al. (2005), as etapas

posteriores podem ser atribuídas a degradação da carga inorgânica presente no resíduo.


24/51

13

Na análise das curvas de DSC para o caso das aparas na Figura 2.4b, nota-se que

acontecem transformações exotérmicas inferiores a 50ºC. Embora possa se concluir que

polímero de EVA e as aparas de EVA têm propriedades semelhantes não se pode dizer que

elas são iguais. Segundo Marcilla et al. (2001) apud Bringel et al. (2005), a fusão do polímero

acontece aos 86ºC. O mesmo não ocorre com as aparas, pelo EVA ser um polímero termofixo,

ou seja, as aparas de EVA não se fundem e Santiago (2008) afirma que isso leva à sua

posterior degradação.

Devido à esta dificuldade, uma solução encontrada para o reaproveitamento de

EVA foi a sua utilização como agregado para concreto.

Os resíduos de EVA possuem baixa massa específica sendo conhecidos como um

agregado leve. Segundo Polari Filho et al. (2003) o uso em enchimentos de lajes, isolamentoacústico e térmico e blocos e/ou painéis para vedação fazem desse material ter um grande

potencial para uso em diversos componentes e sistemas na construção civil, sem função

estrutural.

Segundo Rolim (1999), a utilização de EVA com a finalidade acima citada

possibilita algumas vantagens, tais como:

• Isolação acústica, eliminando ruídos de impacto e absorvendo ruídos

aéreos;• Isolação térmica, obtendo maior conforto com menor consumo de

energia;

• Baixa densidade, reduzindo a necessidade de fundações, vigas e colunas,

eliminando o risco de rachaduras e facilitando o manuseio;

• Mistura homogênea com menor consumo de cimento e boa resistência a

compressão simples;

•

Menor custo total, pela diminuição da carga estrutural.

De acordo com Rolim (1999), o produto obtido pela empresa MAISON Indústria

e Comércio de Artefatos de Cimento LTDA resultante da reciclagem de resíduos de EVA, a

BRITALEVE® apresentou os dados apresentados na Tabela 2.1, quando comparados com

outros produtos de igual função:


25/51

14

Tabela 2.1 - Comparativo entre BRITALEVE® e outros agregados com a mesma finalidade (ROLIM, 1999)

Agregado Peso final Mistura Resistência Armazenagem Custofinal*

BRITALEVE® F E E

Vermiculita Expandida D B A

Argila Expandida F E A

Poliestireno

*

A adição deste tipo de agregado ao concreto fornece a este composto a

característica de leve. De acordo com a norma NBR 12655 (ABNT, 2006), para seremconsiderados leves os agregados devem apresentar massa unitária menor ou igual a 1800

kg/m3. O uso de agregados leves acarreta algumas mudanças de propriedades. Entre elas, tem-

se a diminuição da massa especifica do concreto bem como a diminuição de sua resistência.

Essas características são influenciadas pelas propriedades do agregado leve, como quantidade,

tamanho e distribuição dos poros. Vale ressaltar que a relação entre massa específica e

dimensão do agregado leve é inversamente proporcional, explicando a influência da

granulometria sobre as propriedades do concreto relatadas anteriormente.Santiago (2008) cita em seu trabalho um estudo realizado por Garlet (1998) onde

é analisada a influência de características do EVA sobre as propriedades do concreto, tanto

endurecido como fresco. Foram utilizados três tipos de EVA, a saber:

• EVA1 – Agregado moído com dimensão máxima característica de 12,5

mm;

• EVA2 – Semelhante ao EVA1, sendo submetido a um tratamento térmico

que consiste na permanência do agregado por trinta minutos em umrecipiente contendo água a 100ºC;

• EVA3 – Agregado moído com dimensão máxima característica de 6,3mm,

sem tratamento térmico.

As características dos agregados estão representadas na Tabela 2.2. Percebe-se

que o tratamento térmico a que foi obtido o EVA2 resultou em um aumento considerável de

sua massa unitária devido à eliminação do agente expansor, porém a absorção de água do

mesmo foi diminuída.


26/51

15

Tabela 2.2 - Principais características físicas dos agregados de EVA

(/

3

)

()

24

(%)

EA1 104,8 12,5 5,8 62,2

EA2 301,5 9,5 5,3 29,8

EA3 108,3 6,3 8,0 88,2

Observa-se na Tabela 2.2 que os valores obtidos para absorção do EVA sãoconsiderados altos. Em concretos compostos por agregados de EVA, essa característica pode

acarretar conseqüências na absorção da água de amassamento na preparação da mistura.

Polari Filho et al. (2003) imergiram estes agregados em água por 30 minutos, antes da

mistura, para fazer a pré-saturação. Garlet e Greven (1997) fizeram a pré-saturação imergindo

o agregado por 15 minutos em água. Entretanto, Braz de Melo et al. (2006) apud Santiago

(2008) eliminou a etapa de pré-saturação, pois esta pouco influi nos valores de resistência à

compressão obtidos para concretos com resíduos de EVA. A Tabela 2.3 apresenta as etapas

do processo de mistura dos materiais, considerando ou não, a etapa de pré-saturação.

Percebe-se na Tabela 2.3 que para a mistura sem pré-saturação do agregado de

EVA, o cimento foi adicionado junto com o agregado de EVA, depois se adicionou a água e

por último a areia. Santiago (2008) diz que esse método pode prejudicar a formação de

compostos resistentes, pois a adição de água ao EVA e cimento, previamente misturados,

acarretará em uma maior absorção da mistura água mais cimento, pelo agregado de EVA,

diminuindo a quantidade de cimento disponível na mistura.


27/51

16

Tabela 2.3 - Diferenças entre métodos de mistura dos materiais em função da pré-molhagem do agregado deEVA

1 F

;

I;

2

A EA , , 1/3

EA;

A EA ,

2 ;

3

C ,

, 2 ;

C , 2/3 ,

;

4A ,

2 ;

C , ;

;

5A

(2/3), 3 ;

A (1/3) 3

;

6A

, , .

I.

Fonte: BRAZ DE MELO et al., 2006

Garlet e Greven (1997) realizaram estudos com concretos leves através da

utilização de resíduos de EVA em substituição ao agregado natural. Os autores concluíram que

para os corpos-de-prova de concreto houve uma redução da resistência à compressão, aos 28 dias.

A redução da massa específica aconteceu à medida que o teor de agregado da indústria calçadistaera aumentado. O concreto com 60% de agregado reciclado e traço 1:3 (cimento: materiais secos)

obteve a resistência de 3,4 MPa, sendo a maior obtida. Observou-se também, com estes estudos,

uma diminuição da massa específica do concreto quando há aumento no teor de EVA.

Segundo os mesmos autores, verificou-se que todos concretos que tiverem

substituição de 50% de EVA apresentaram massa específica menor que 2000 kg/m3, sendo

considerados concretos leves. Santiago (2008) afirma que o comportamento mecânico do concreto

é influenciado pela massa específica, ou seja, quanto menor a massa específica do concreto menor

sua capacidade mecânica.


28/51

17

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1

Seleção e caracterização dos materiais

O cimento utilizado na pesquisa foi o cimento Poty CP-II Z 32RS. A

caracterização do cimento está representada na Tabela 3.1. Os resultados obtidos

correspondem aos limites especificados pela norma NBR 5733 (ABNT, 1991).

Tabela 3.1- Propriedades Físicas e Mecânicas do Cimento CP - II Z 32RS

F # 75 μ BB 3432 (AB, 1991)

1,70%

I B 65 (AB, 2003) 03:13

F B 65 (AB, 2003)04:11

E B 23 (AB, 2001)3,00 /3

Na pesquisa foi utilizada uma areia média de rio como agregado miúdo natural. A

estocagem do material era feito em baias cobertas por lonas de plástico para evitar

contaminação com outros materiais.

O Estudo de Caracterização do agregado miúdo foi realizado conforme

explicitado na Tabela 3.2, de acordo com suas respectivas normas.

Tabela 3.2 - Caracterização do Agregado Miúdo

D C

B 248 (AB 2003) 4,75

F B 248 (2003)2,86

E B 52 (AB, 2003)2,58 /3

B 45 (AB, 2003)1,47 /3


29/51

18

A curva granulométrica do agregado miúdo está apresentada no gráfico da Figura

3.1 abaixo.

Figura 3.1 - Curva de Composição granulométrica da Areia

Neste trabalho foram empregados o agregado graúdo natural e o agregado graúdo

reciclado de EVA. As curvas granulométricas dos agregados estão apresentadas na Figura 3.2.

A seguir estão representadas as outras características.

Figura 3.2 - Composição granulométrica dos Agregados Graúdos

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,010,1110

( % )

()

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110100

( % )

()

EA

B


30/51

19

O Agregado Graúdo utilizado foi uma brita de origem granítica que apresenta

dimensão máxima característica de 25,0 mm. As características dos agregados foram

determinadas pelos métodos descritos na Tabela 3.3.

Tabela 3.3 - Caracterização do Agregado Graúdo Natural

D CB 248 (AB 2003)

25,0

F B 248 (2003) 7,00

A B 30 (AB,2001) 0,35%

E B 53 (AB, 2003)2,64 /3

B 45 (AB, 2003)1,43 /3

O agregado de EVA utilizado neste trabalho foi um agregado artificial leve

proveniente de uma empresa da Bahia chamada de ECOLEVE. Este agregado é proveniente

da reciclagem do resíduo de EVA da indústria calçadista.

O estudo de caracterização do agregado de EVA foi feito conforme a NBR 7211

(ABNT, 2005a). Porém algumas adaptações foram realizadas para que os ensaios com osagregados se tornassem possível.

O ensaio de análise granulométrica seguiu as especificações da norma NBR NM

248 (ABNT, 2003). De acordo com Santiago (2008), altas temperaturas modificam as

características do material, então a secagem do material teve de ser feita a uma temperatura de

40ºC.

No caso da determinação da massa específica do agregado de EVA, algumas

particularidades do material tiveram que ser consideradas para a escolha do método adequado.A primeira consideração a ser feita foi a de que o EVA tende a flutuar quando submerso em

água. A segunda consideração é que a curva granulométrica do material apresentou 20% da

fração menor que 4,8 mm. Considerando este comportamento, foi realizado o ensaio através

de adaptações que envolvem as normas NBR NM 52 (ABNT, 2003) e NBR NM 53 (ABNT,

2003e) e um terceiro método proposto por Leite (2001).


31/51

20

O método seguiu os seguintes passos:

i. Separação de duas amostras de 30g cada (m1), pesadas após secagem

em estufa a 40ºC;

ii.

Envolver cada amostra com tela de Nylon para evitar que o material

flutue;

iii. Submergir cada amostra dentro de um recepiente compatível com

dimensão e capacidade compatíveis com o diâmetro máximo e tamanho da amostra;

iv. Preencher o recipiente com água até submergir os grãos e, em seguida,

tampar com uma placa de vidro e pesar o conjunto (m2);

v. Deixar o conjunto (m2) repousar por 24 horas, para eliminar bolhas de

ar;vi. Após as 24 horas, fazer a agitação do conjunto de forma manual, a fim

de eliminar possíveis bolhas de ar que estejam presentes no conjunto;

vii. Preencher o recipiente com água até atingir o mesmo nível utilizado no

passo (iii);

viii. Fazer a pesagem do conjunto (m3).

A massa específica é calculada segundo a expressão 3.1 (NEVILLE, 1997)

abaixo:

Onde:

γ = massa específica do agregado graúdo, em g/cm3 ou kg/dm3;

m1 = massa da amostra seca em estufa, em g;

m2 = massa do recipiente + água + nylon + placa de vidro, em g;

m3 = massa da amostra + recipiente + água + nylon + placa de vidro, em g;

De acordo com Neville (1997), sendo m1 a massa da amostra seca, m2 a massa do

recipiente cheio de água e m3 a massa do recipiente com a amostra imersa e completado com

água, o volume da água deslocada pelo sólido, igual ao volume do sólido, é m2 – (m3-m1).

A Figura 3.3 mostra o conjunto envolvido no ensaio. Percebe-se que o uso da Tela

de Nylon aglomera os grãos do agregado e evita que estes cheguem a superfície da água. O

(3.1)


32/51

21

formato do recipiente utilizado também auxilia na contenção da submersão do material. Os

resultados da caracterização do EVA seguem na Tabela 3.4.

Figura 3.3- Adaptação utilizada para obter a massa específica do agregado de EVA

Tabela 3.4 - Caracterização do EVA

D CB 248 (AB 2003)

12,5

F B 248 (2003) 6,13

A B 30 (AB, 2001) 34%

E A 365 /3

B 7251 (AB, 1982) 127,9 /3

Quando se faz a comparação das características do agregado natural, mostrados na

Tabela 3.3, e do agregado de EVA, mostrados na Tabela 3.4, percebe-se que o agregado de

EVA possui menor dimensão característica. A massa unitária foi menor no caso do agregado

reciclado de EVA, correspondendo a 9% da massa unitária do agregado graúdo natural. No

caso da absorção de água, o agregado de EVA apresenta um valor bem maior que a absorção

do agregado natural.


33/51

22

O módulo de finura do agregado de EVA é 12% menor que o módulo de finura do

agregado natural. Isto pode significar que o agregado de EVA necessita de uma quantidade

maior de água para molhar a superfície de seus grãos do que o agregado graúdo natural.

A Figura 3.4 apresenta as frações do agregado graúdo de EVA após a realização

do ensaio de granulometria.

(a) (b)

(c) (d)

(e)

Figura 3.4 - Agregado Graúdo de EVA separado por frações: (a) >12,5 mm; (b) > 9,5 mm; (c) > 6,3 mm; (d) >

4,8 mm; (e) < 4,8 mm


34/51

23

Observa-se na Tabela 5.4 que o agregado de EVA apresenta uma taxa de absorção

de água de 34 % (97 vezes maior que a do agregado graúdo natural). Com base no fato de que

esta alta absorção pode diminuir excessivamente a relação a/c, decidiu-se que durante a

execução dos concretos com agregado de EVA seria feita a compensação total da taxa de

absorção de água, através da pré-molhagem do material antes de adicioná-lo a mistura do

concreto.

3.2 Dosagem experimental

O procedimento experimental foi realizado no Laboratório de Materiais deConstrução da e no Laboratório da Divisão de Materiais do Núcleo de Tecnologia da

Universidade Federal do Ceará. Todos os ensaios foram realizados de acordo com as normas

brasileiras vigentes.

O concreto de referência foi dosado pelo método de dosagem da ABCP. Neste

método é fornecida uma aproximação da quantidade dos materiais e, em seguida, é feita uma

dosagem experimental. Este método segue o as etapas descritas abaixo:

i.

Determinar as características dos materiais (cimento, agregados e água);ii. Fixar a relação água/cimento;

iii. Determinar o consumo dos materiais;

iv. Apresentação do traço.

Para a determinação do teor ideal de argamassa foi utilizado o traço 1:5,5. Após

tentativas e observações, o valor ótimo encontrado, considerando a consistência do concreto,

foi de 51% e a relação água cimento para o traço mencionado foi igual a 0,56. A

trabalhabilidade atingida foi de 100 ± 20 mm, medida conforme descrito na norma NBR NM

67 (ABNT, 1988).

O Traço unitário em massa e o consumo de cimento utilizado para a produção do

concreto de referência estão apresentados na Tabela 3.5.

Tabela 3.5 - Traço em massa e consumo de cimento/m3 do concreto de referência

/ α (%)

/3

EFECIA 1:5,5 0,56 51 2,05 2,96 353,98


35/51

24

A partir do traço apresentado na Tabela 3.5, determinou-se os traços unitários dos

concretos compostos com agregado de EVA, considerando o teor de substituição do agregado.

Para não haver diferença no volume de material foi considerada a compensação dos

volumes de acordo com as massa específica do EVA, conforme exposto pela Equação 3.2.

Onde:

Mar = massa do agregado de EVA (kg);

Man = massa do agregado natural (kg);

γar = massa específica do agregado de EVA (kg/cm3);

γan = massa específica do agregado natural (kg/cm3).

Os consumos dos materiais utilizados para a execução dos concretos estudados esta

representada na Tabela 3.6.

Tabela 3.6 - Quantidade de Materiais em kg/m3

/

EFECIA 0,56 353,98 726,55 1048,69 200

25% EA 75% BIA 0,56 353,98 726,55 804,35 37,05 200

50% EA 50% BIA 0,56 353,98 726,55 536,23 74,11 200

75% EA 25% BIA 0,56 353,98 726,55 268,11 111,16 200

3.3 Produção dos concretos

Os concretos foram produzidos em betoneira de eixo inclinado com capacidade de

120 litros. A execução da mistura obedeceu à seguinte seqüência: 100% da brita, 50% da

água, 100% do cimento, 100% da areia; 50% da água. A mistura foi efetuada por,

aproximadamente, 6 minutos após a colocação do cimento, de modo a garantir a sua perfeita

homogeneização.

(3.2)


36/51

25

Após a mistura, corpos-de-prova (CP’s) de concreto foram moldados e curados de

acordo com a prescrição da NBR 5738 (ABNT, 2003). Utilizou-se o processo de adensamento

manual, através de um barra de aço de 16 mm de diâmetro e comprimento entre 60 cm a 80

cm, realizado em duas camadas para os CP’s cilíndricos. Após as 24 horas , foi realizada a

desmoldagem dos CP’s, e em seguida depositados em grandes recipientes contendo água e cal

para a cura até 28 dias.

Para cada traço de concreto foram moldados 9 corpos de prova, sendo 7 para uso em

ensaios e 2 para reserva.

Após a mistura dos concretos foi executado o ensaio de abatimento do tronco de

cone, o ensaio de determinação da massa específica do concreto no estado fresco e

posteriormente, foram moldados corpos-de-prova para realização dos ensaios do concreto noestado endurecido.

3.4 Propriedades dos concretos avaliadas

A massa específica dos concretos no estado fresco foi determinada de acordo com

a NBR 9833 (ABNT, 1987) – “Concreto fresco – Determinação da massa específica e do teor

de ar pelo método gravimétrico”.

Para medir esta propriedade, foi usado um recipiente cilíndrico com volume de 15

litros, conforme pode ser visualizado na Figura 3.4. Após preenchimento com concreto, o

recipiente foi pesado e a massa específica obtida, dividindo-se a massa de concreto pelo

volume do cilindro.

Figura 3.5 - Massa Específica no Estado Fresco


37/51

26

A trabalhabilidade foi avaliada através do método da medida do abatimento do

tronco de cone de acordo com a prescrição da NBR NM 67 (ABNT, 1998) para todos os

traços estudados. O abatimento requerido foi de 100±20 mm.

O agregado de EVA possue alta absorção de água, forma angular e textura mais

rugosa. Estas propriedades influenciam muito a trabalhabilidade dos concretos, pois podem

causar redução da água livre e maior travamento nas misturas de concreto no estado fresco.

Para minimizar este efeito, optou-se por fazer a compensação da absorção de água do

agregado, através da pré-molhagem por 15 minutos. Desse modo, evitou-se que as misturas

ficassem muito secas e que houvesse dificuldades com a moldagem e acabamento da

superfície dos concretos.

A resistência à compressão dos concretos foi determinada segundo asrecomendações da NBR 5739 (ABNT, 2007). O ensaio foi realizado, após 28 dias de cura, em

uma máquina servo-hidráulica microprocessada para ensaios (marca EMIC® e modelo DL –

100T). Para cada dosagem foram ensaiados 2 corpos-de-prova. Antes do ensaio, os corpos-de-

prova foram capeados com enxofre, para que as superfícies de aplicação de carga fossem

regularizadas.

Determinou-se a resistência à tração por compressão diametral segundo as

diretrizes gerais da NBR 7222 (ABNT, 1994). Para a execução deste ensaio foi necessárioutilizar um dispositivo acoplado a máquina servo-hidráulica microprocessada para ensaios

(mesma utilizada para o ensaio de compressão), onde o corpo-de-prova era encaixado,

conforme a Figura 3.5. Para cada traço foram ensaiados 2 exemplares cilíndricos, com 100

mm de diâmetro e 200 mm de altura.

Figura 3.6 - Ensaio de Tração por Compressão Diametral


38/51

27

O equipamento utilizado para o ensaio de módulo de elasticidade foi uma

máquina universal autoportante da linha DL (Digital Line), DL – 100T, conforme

configuração apresentada na Figura 3.7. As deformações dos corpos-de-prova foram medidas

através de medidores, colocados, diametralmente opostos, na parte central da amostra. A

Figura 3.8 mostra o corpo-de-prova preparado para ser ensaiado, com a disposição dos

medidores. As deformações foram obtidas pelo ensaio de compressão axial, realizado

conforme NBR 5739 (ABNT, 2007).

Figura 3.7 - Equipamento utilizado no Ensaio de Módulo de Elasticidade

Figura 3.8 - Detalhe dos medidores acoplados ao CP


39/51

28

O módulo de Elasticidade é foi calculado a partir da Equação 3.3.

−

−

Onde:

Eci = módulo de elasticidade;

σc2 = tensão de compressão correspondente a 30% da carga última;

σc1 = tensão de compressão correspondente a deformação axial, , de 0,000050;

εa2 = deformação axial igual a 0,000050;

εa1 = deformação axial produzida pela tensão .

Foram utilizados 3 exemplares cilíndricos, para cada traço, na determinação do

Módulo de Elasticidade.

(3.3)


40/51

29

4 RESULTADOS

4.1 Concreto no estado fresco

Os valores de massa específica apresentados na Tabela 4.1 foram determinados de

acordo com as especificações da norma NBR 9833 (ABNT, 1987).

Tabela 4.1 - Valores de massa específica para o concreto no estado fresco

(/3)

EFECIA 2,339

25% EA 75% BIA 2,070

50% EA 50% BIA 1,811

75% EA 25% BIA 1,525

Nota-se que existe uma tendência de diminuição do valor da massa específica à

medida que ocorre a substituição do agregado natural por agregado de EVA. A alta

porosidade, a textura esponjosa, a forma angular e o aumento da quantidade de agregado de

EVA contribui para a diminuição da massa específica do concreto.

Percebe-se uma redução de 23% do valor da massa específica do concreto

composto por 50% de EVA – 50% Brita. Para o caso do concreto composto por 75% EVA –

25% Brita, a diminuição de massa específica chega a ser 35%. Os valores menores de massa

específica para os concretos compostos por agregado de EVA são justificados pela densidade

do EVA, que quando comparada a massa específica do agregado natural apresenta valores

menores.

Os valores de abatimento do tronco de cone encontram-se apresentados na Tabela

4.2 para cada concreto produzido. Os resultados mostram uma variabilidade no ensaio de

determinação do índice de consistência dos concretos.


41/51

30

Tabela 4.2 - Resultados da determinação do índice de consistência através do abatimento do tronco de cone

() ()

100% AA 6,22 90

25% EA 75%BIA

25 80

50% EA 50%BIA

30,25 85

75% EA 25%BIA

25 10

O índice de consistência fixado inicialmente foi de 100 ± 20 mm. Em cada traço

produzido utilizou-se a adição de aditivo a fim de obter resultados mais próximos do

desejado. Para os concretos de referência, 25% - 75% Brita e 50% EVA – 50% Brita os

limites impostos foram obedecidos. Porém, para o concreto de 75% EVA – 25% Brita os

valores obtidos não obedeceram a faixa de trabalhabilidade prevista.

Inicialmente, a quantidade de aditivo a ser utilizado obedeceu a uma relação de

0,5% da quantidade de cimento a ser utilizado, ou seja, 36,7 g.

Segundo Santiago (2008), o aumento do teor de agregado reciclado tende a

diminuir o índice de consistência. Pode-se notar pelos os resultados da Tabela 4.2 que o

concreto composto por 50% EVA – 50% brita não obedeceu a essa tendência. Isso ocorreu

devido a uma maior quantidade de aditivo utilizado em comparação aos demais traços. Essa

quantidade de aditivo a mais representou um aumento significativo no índice de consistência

do material e resultou em um abatimento maior que o obtido no concreto composto por 25%

EVA – 75% Brita.

4.2

Concreto no estado endurecido

A resistência à compressão axial uma das propriedades mais usadas para estudo de

finalidade do concreto. Isto porque os resultados da resistência à compressão servem de parâmetro

para analisar todas as outras propriedades. Através da resistência à compressão pode se definir

características de uso do concreto leve, como estrutural ou de isolamento.

Vários fatores contribuem para reduzir a resistência dos concretos, que estão

intimamente ligados à porosidade de seus componentes. De uma forma geral, quanto mais poroso

é o agregado, menor tende a ser sua resistência.


42/51

31

A análise de resistência a compressão a que os concretos foram submetidos foi

realizado aos 28 dias de cura. Os resultados podem ser visualizados na Figura 4.1.

Figura 4.1 - Gráfico com Resultados do Ensaio à Compressão Axial

Verifica-se no gráfico da figura 4.1. que o concreto com apenas 25% EVAapresenta um decréscimo de 63% na resistência quando comparado ao concreto de referência.

Os concretos compostos por 50% EVA e 75% EVA apresentam valores 52% e 54% menores

que o concreto com 25% EVA, respectivamente. Pode-se concluir que o agregado de EVA é o

principal causador da diminuição de resistência.

A massa específica do concreto é diretamente proporcional a resistência à

compressão. A mistura 75%EVA – 25% Brita foi a que apresentou os menores valores de massa

específica e resistência à compressão.Os traços contendo 50% e 75% EVA tiveram massa específica menor que 2,0 kg/dm³,

o que significa dizer que podem ser considerados concretos leves, segundo especificações da NBR

9778 (ABNT, 2005b).

Observando a Figura 4.2, pode-se dizer que o tipo de agregado é o principal

responsável pelas alterações de resistência à tração por compressão diametral. Percebe-se também

que o teor de substituição exerce influência sobre o valor de resistência à tração.

Ambas as variáveis, tipo de agregado e teor de substituição, dizem respeito ao uso ou

não dos agregados graúdos reciclados de EVA, e seus efeitos estão apresentados nos gráficos da

35,0

14,0

7,0

3,0

37,0

13,0

6,0 3,0

36,0

13,5

6,5

3,0

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

EFECIA 25% EA 75%

BIA

50% EA 50%

BIA

75% EA 25%

BIA

(

)

C 1

C 2

C'


43/51

32

Figura 4.2. Quanto maior o teor de substituição dos agregados reciclados, ou quando se varia o

tipo de agregado empregado menor é o ft’D.

Figura 4.2 - Gráfico de Resultados de Ensaio de Tração à Compressão Diametral

A Figura 4.3 apresenta corpos-de-prova de concretos de Referência e EVA quando

submetidos à resistência à tração por compressão diametral. Observa-se que a ruptura do concreto

com agregado de EVA não promove a separação entre os grãos (Figura 4.3a), como ocorre no

concreto convencional (Figura 4.3b). Isso acontece porque os agregados de EVA são dúcteis, e os

agregados naturais são frágeis. Apesar da porosidade e da forma angular dos agregados reciclados

contribuírem para melhorar a aderência agregado/matriz, fato que deveria contribuir para o

aumento da resistência à tração, houve uma influência maior da resistência do tipo de grão

utilizado, reduzindo o ft’D.

(a) (b)

Figura 4.3 - Ruptura dos CP's: (a) Concreto com EVA; (b) Concreto de Referência

3,1

1,8

1,4

0,8

2,42,2

1,4

0,9

2,8

2,0

1,4

0,8

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

EFECIA 25% EA

75% BIA

50% EA

50% BIA

75% EA

25% BIA

( )

C 1

C 2

C'


44/51

33

Os valores obtidos para o Módulo de Elasticidade aos 28 dias estão apresentados na

Figura 4.4. Durante os ensaios ocorreram alguns problemas com o equipamento utilizado. Um

CP’s composto de 25% EVA – 75% Brita obteve problema na obtenção dos dados, ou seja, o

valor médio do módulo de elasticidade para o caso deste traço foi feita apenas com duas amostras.

Figura 4.4 - Gráfico com Resultados do Módulo de Elasticidade

Na Figura 4.4 observa-se que a variável tipo de agregado é o principal responsável

pelas alterações do módulo de elasticidade. Ou seja, a grande diminuição dos valores de módulo

se encontra na comparação do concreto de referência com o concreto composto por agregado de

EVA. E também o teor de substituição exerce a maior influência sobre o módulo de elasticidade,

conforme pode ser visto na Figura 4.4. As características dos agregados reciclados de EVA têm

influência significativa sobre o módulo de elasticidade. Tanto a variação do tipo de agregadoquanto o aumento do teor de substituição reduz o Eci do concreto. Segundo Garlet (1998) apud

Santiago (2008), os baixos valores de Eci são dados pelas propriedades elásticas do EVA, uma

vez que a sua deformação acentuada amplia o número de micro-fissuras internas do concreto.

Segundo Santiago (2008), apesar do agregado poroso melhorar a aderência

agregado/matriz, a fragilidade do agregado graúdo reciclado pode provocar a fragilidade do

sistema, reduzindo o Eci.

53,2

0,0

20,1

12,5

46,0

29,2

18,5

13,5

50,4

30,4

22,8

11,7

49,9

29,8

20,4

12,6

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

EFECIA 25% EA 75%

BIA

50% EA 50%

BIA

75% EA 25%

BIA

( )

C 1

C 2C3

C'


45/51

34

4.3 Análise de Resultados e Discussões

Segundo Newman e Choo (2003), os concretos leves podem ser classificados em

Estrutural, Estrutural/Isolamento e Isolamento, dependendo da sua massa específica e resistência.A Tabela 4.3 apresenta os resultados encontrados na pesquisa para estas propriedades.

Tabela 4.3 - Valores de massa específica e de resistência à compressão

(/3)

()

100%AA

2,339 36

25% EA 75%BIA

2,070 13,5

50% EA 50%BIA

1,811 6,5

75% EA 25%BIA

1,525 3

Comparando os valores obtidos com a classificação feita por Newman e Choo

(2003), os concretos compostos por agregados de EVA não podem ser utilizados como

concretos leves estruturais, pois todos apresentam resistência a compressão menor que 15

MPa. Considere-se também que o EVA é um material diferenciado, sendo mais poroso que osdemais materiais utilizados na fabricação de concretos leves estruturais, portanto, a utilização

do mesmo no âmbito estrutural se torna inviável.

De acordo com a classificação elaborada por Newman e Choo (2003), os

compostos que contêm EVA não podem ser utilizados para fim Estrutural/Isolamento e

apenas de Isolamento. Isso acontece ora devido a não conformidade com os requisitos de

massa especifica, no caso do material composto por 50% EVA – 50% Brita, ora devido a nãoconformidade com os valores de resistência, caso do concreto composto por 75% EVA – 25%

Brita.


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35

5 CONCLUSÕES

Espera-se que este trabalho tenha contribuído para mais uma etapa na busca por

uma construção sustentável, viabilizando a utilização dos resíduos de EVA em concretos,encontrando uma alternativa para minimizar o impacto ambiental causado por estes resíduos,

e ainda podendo significar redução de custos na execução de concretos leves. Com base no

tipo de agregado reciclado utilizado, no teor de substituição do agregado natural por reciclado,

e nos resultados encontrados nesta pesquisa podem-se obter as seguintes conclusões:

Os concretos com agregado reciclado de EVA, menos denso que agregado natural,

apresentaram valores menores de massa específica do concreto fresco. E quanto maior o teor

de substituição do agregado reciclado, menor foi a massa específica.Todos os traços estudados para os compostos com o EVA tiveram massa

específica aproximadamente igual ou menor que 2,0 kg/dm³, sendo considerados concretos

leves, segundo especificações da NBR 9778 (ABNT, 2005b).

Os agregados reciclados de EVA, sendo menos resistentes e menos rígidos,

contribuem para reduzir a resistência. Além disso, a sua alta absorção faz com que haja uma maior

absorção da pasta, reduzindo a quantidade de argamassa disponível para formar a matriz

resistente. Verificou-se que o concreto composto por EVA influencia negativamente a

resistência à tração por compressão diametral devido a sua menor resistência.

A relação entre o módulo de elasticidade e o teor de substituição do agregado de EVA

é inversamente proporcional, ou seja, quanto maior o teor de substituição do agregado graúdo

menor a valor do módulo de elasticidade.

Os valores combinados de massa específica e resistência a compressão não se

enquadraram a classificação dada por Newman e Choo (2003) para os concretos leves.

Considerando que o EVA já é utilizado para fins de Isolamento Acústico, conclui-se que aclassificação elaborada por Newman e Choo (2003) não serve de parâmetro quando se trata de

concretos leves compostos apenas agregados reciclados de EVA.

Para os valores obtidos de resistência à compressão, o concreto composto por

agregado de EVA, em qualquer dos teores fornecidos, pode ser utilizado para enchimentos de

lajes que venham a servir de suporte de pessoas e objetos, ou seja, para regularização de lajes

sem incrementar muita sobrecarga nas estruturas.


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36

No sentido de contribuir para aumentar o conhecimento sobre o assunto tratado são

feitas as seguintes sugestões para trabalhos futuros:

• Verificar a influência da substituição dos agregados naturais por agregados

de EVA sobre a durabilidade dos concretos com este tipo de agregado

reciclado;

• Analisar a viabilidade financeira para utilização do concreto composto por

agregado de EVA.


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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AMBIENTE BRASIL. Plásticos. Disponível em:http://ambientes.ambientebrasil.com.br/residuos/reciclagem/reciclagem_de_plastico.html.Acesso em: 31 maio 2011.

ABNT. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5733. Cimento Portland de altaresistência inicial. Rio de Janeiro, 1991.

______. NBR 5738. Concreto - procedimento para moldagem e cura de corpos-de-prova. Riode Janeiro, 2003a.

______. NBR 5739: Concreto – ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio deJaneiro, 2007.

______. NBR 7211: Agregados para concreto – Especificação. Rio de Janeiro, 2005a.

______. NBR 7222: Argamassa e concreto – Ensaio de resistência à tração por compressãodiametral. Rio de Janeiro, 1994a.

______. NBR 9833: Concreto fresco – Determinação da massa específica e do teor de ar pelométodo gravimétrico. Rio de Janeiro, 1987.

______.NBR 12655. Concreto de cimento Portland – Preparo, controle e recebimento –Procedimento. Rio de Janeiro, 2006.

______. NBR NM 248: Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio DeJaneiro, 2003b.

______. NBR NM 35. Agregados leves para concreto estrutural - Especificação. Rio deJaneiro, 1995.

______. NBR NM 45. Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de vazios– Especificação. Rio de Janeiro, 1995.

______. NBR NM 52: Agregado miúdo – determinação da massa específica e massa

Específica aparente. Rio de Janeiro, 2003d.______. NBR NM 53. Agregado graúdo – Determinação de massa específica, massaespecífica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, 2003e.

______. NBR NM 65: Cimento portland – Determinação do tempo de pega. Rio de Janeiro,2003f.

______. NBR NM 67. Concreto - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco decone. Rio de Janeiro, 1998

BRINGEL, R. M.; SOARES, S. A.; SOARES, J. B. Propriedades químicas e reológicas deasfalto modificado por copolímero EVA. In.: 3° Congresso Brasileiro de P&D em Petróleo


49/51

38

e Gás. Instituto Brasileiro de Petróleo e Gás - IBP – Salvador, 2005. 6 p. Disponível em:http://www.portalabpg.org.br/PDPetro/3/trabalhos/IBP0605_05.pdf. Acesso em: 02 Jun 2011.

EVANGELISTA, A. C.; SHEHATA, L. C. D.; ALMEIDA, I. R. Características mecânicas

de concretos leves de alta resistência com argila expandida, produzidos no Brasil. In.: 1ºCongresso Internacional em Concreto de Alto Desempenho, e Desempenho e Qualidade dasEstruturas de Concreto. Florianópolis, 1996. p. 178-189.

GARLET, Givanildo; GREVEN, Hélio Adão. Concreto leve usando resíduos de E.V.A. daindústria calçadista. Porto Alegre, RS. 1997. p. 93-98. In: ENCONTRO NACIONALSOBRE EDIFICAÇÕES E COMUNIDADES SUSTENTÁVEIS, 1º, Canela, 1997. Artigotécnico. 6p

MARCOSPLAST. Disponível em: http://www.hotfrog.com.br/Empresas/Marcoplast-Com%C3%A9rcio-de-Pl%C3%A1sticos-e-Pap%C3%A9is. Acesso: 30 abr 2011.

NEVILLE, A.M. Propriedades do Concreto. 2. ed. São Paulo: Pini, 1997

NEWMAN, J.; CHOO, B. S. Advanced Concrete Technology: Processes. Elsevier. 2003.

POLARI FILHO, R.S.; MELO, A. B. DE; BARBOSA, N. P. A reciclagem de resíduos daindústria de calçados (EVA) na execução de painéis de vedação na construção civil: avaliaçãode desempenho. In.: ENCONTRO TEMÁTICO MEIO AMBIENTE E EDUCAÇÃOAMBIENTAL, 2, 2003. João Pessoa. Anais. João Pessoa: Universidade Federal da Paraíba,2003.

ROLIM, A.M. A Reciclagem de resíduos de EVA da indústria calçadista. Rio Grande doSul: Universidade Federal do Rio Grande do Sul / Depto de Engenharia Química, 1999.

ROSSIGNOLO, J.A. Concreto Leve Estrutural: Produção, propriedades, microestrutura eaplicações. 1. Ed. São Paulo, SP, 2009. 144 p.

SANTIAGO, E.Q.R. Utilização de agregados de EVA e RCD para a obtenção deconcretos leves. 2008. Dissertação (Mestrado em Ciências em Engenharia Civil e Ambiental)– Departamento de Tecnologia. Universidade Estadual de Feira de Santana. Bahia.

SILVA, M.D.DA. Estudo comparativo entre a utilização dos concretos convencional eleve nos elementos horizontais das estruturas de edifícios. 2003. Dissertação (Mestrado emEngenharia Civil) – Departamento de Estruturas. Universidade Federal de Minas Gerais.Minas Gerais.

SOARES, E.A., LEAL, A.F., CARDOSO, J.A.F. Argamassas leves produzidas comresíduos de calçados e de cerâmicas. Campina Grande: Universidade Federal de CampinaGrande / Depto de Engenharia Civil, 2007.

ZATTERA, A.J. et al. Caracterização de resíduos de Copolímeros de Etileno-acetato devinila - EVA. Polímeros: Ciência e tecnologia. vol.15, n.1, p.73-78, 2005.


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APÊNDICES


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APÊNDICE 1 – RESULTADOS DA ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DOS

AGREGADOS UTILIZADOS

Tabela 7. 1 - Resultado da granulometria da areia

A GB 248 (AB, 2003)

()A

I (%) A (%)

4,75 2,35 2,35

2,36 5,57 7,91

1,18 14,92 22,84

0,6 38,82 61,66

0,3 30,42 92,070,15 6,80 98,88

0,075 0,96 99,83

< 0,075 0,17 100,00

Tabela 7. 2 - Resultado da granulometria dos agregados graúdos

A G

B 248 (AB, 2003)

()B EA

I (%) A (%) I (%) A (%)

19 7,78 7,78 0 0

12,5 64,94 72,72 1,99 1,99

9,5 19,58 92,30 18,33 20,32

6,3 7,24 99,54 60,16 80,48

4,75 0,24 99,77 12,35 92,83

< 4,75 0,23 100,00 7,17 100,00

leonardo_souza_utilizacao de residuos de eva como agregado graudo em concretos.pdf

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