Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP

Departamento de Engenharia de Construção Civil

ISSN 0103-9830

BT/PCC/513

Concreto de cimento portland com borracha depneus.

Silvia GiacobbeAntônio Domingues de Figueiredo

São Paulo - 2008

Escola Politécnica da Universidade de· São PauloDepartamento de Engenharia de Construção CivilBoletim Técnico - Série BT/PCC

Diretor: Praf. Dr. Ivan Gilberto Sandoval FalleirasVice-Diretor: Prof. Dr. José Roberto Cardoso

Chefe do Departamento: Prof. Dr. Orestes Marracini GonçalvesSuplente do Chefe do Departamento: Praf. Dr. Alex Kenya Abiko

Conselho EditorialProf. Dr. Alex AbikoPraf. Dr. Francisco Ferreira CardosoPraf. Dr. João da Rocha Lima Jr.Praf. Dr. Orestes Marraccini GonçalvesProf. Dr. Paulo HelenePraf. Dr. Cheng Liang Yee

Coordenador TécnicoProf. Dr. Alex Kenya Abiko

O Boletim Técnico é uma publicação da Escola Politécnica da USPI Departamento de Engenharia deConstrução Civil, fruto de pesquisas realizadas por docentes e pesquisadores desta Universidade.

Este texto faz parte da dissertação de mestrado do título "Concreto de cimento portland comborracha de pneus", que se encontra à disposição com os autor.es ou na biblioteca da EngenhariaCivil.

FICHA CATALOGRÁFICA

Giacobbe, Silvia.Concreto de cimento portland com borracha de pneus. - São Paulo

: EPUSP, 2008.17 p. - (Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP,

Departamento de Engenharia de Construção Civil, BT/PCC/513)

1. Concreto 2. Cimento portland 3. Pneu 4. Reciclagem I. Figueiredo,Antônio Domingues de. 11. Universidade de São Paulo. Escola Politécnica.Departamento de Engenharia de Construção Civil 111. Título IV. Série

ISSN 0103-9830

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Título: Concreto de cimento Portland com borracha de pneus

RESUMO

Atualmente a destinação final de pneus inservíveis tomou-se um dos grandesproblemas ambientais enfrentados pelo Poder Público. Esse tipo de resíduo éde decomposição muito lenta, baixa compressibilidade, o que resulta grandesvolumes, além de oferecer prejuízos a natureza e à saúde pública quando nãosão encaminhados a uma destinação final ambientalmente adequada esegura. Diante dessa constatação, pesquisas estão sendo intensificadasconsiderando-se a viabilidade técnica da incorporação de borracha de pneusem materiais de construção civil. Dentre as possíveis utilizações desse resíduodestaca-se a sua incorporação como agregado em concretos de cimentoPortland. No entanto, diversos trabalhos elaborados apenas restringem-se aavaliar o comportamento mecânico da borracha de pneus no compósito. Estetrabalho visa apresentar algumas pesquisas sobre o uso de pneus inservíveisno concreto de cimento Portland, de forma a auxiliar futuras pesquisas.

Palavras chave: Concreto de cimento Portland, pneu, agregados

ABSTRACT

Nowadays, the final destination of unworthy tire has come to be one of thebiggest environmental issues to govemment authorities. This kind of waste orresidue has very low decomposition rates, and poor compressibility, whichresults on huge amounts. It also has the potential to provoke damages tonature and public health, especially when it was not take to an adequate andenvironmentatly safe final destination. Upon this ascertaining, researches havebeen increasingly made to verify the technical feasibility of incorporating tire­rubber to construction materiais. One of the most feasible applications of thiswaste is to incorporate into Portland cement concrete as an aggregate. SutseveraI of these studies are Iimited to the evaluation of the mechanicalproperties when tire rubber is used in the compound. This paper presents anoverview of some of the research published regarding the use of scrap-tires inportland cement concrete that can be helpful for new studies.

Keywords: concrete, tire, aggregates

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1 INTRODUÇÃO

Entre os resíduos sólidos produzidos pela população, os pneus, consideradosresíduos especiais, começam a ocupar papel de destaque na discussão dosimpactos sanitários e ambientais. De acordo com pesquisa realizada peloInstituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo (IPT) para aAssociação Nacional da Indústria de Pneumáticos (ANIP) (ANIP, 2007),anualmente, no Brasil, 53,2% são considerados pneus inservíveis por nãoapresentarem mais condições de uso, sendo que apenas 26,5% sãodestinados de forma ambientalmente correta e regulamentada e 26,7% sãodestinados de forma não reconhecida por órgãos ambientais, apesar deecologicamente correta O restante é abandonado em cursos de água, terrenosbaldios, lixões e beiras de estradas, tornando-se um resíduo potencialmentedanoso à saúde pública e ao meio ambiente.

Esse tipo de resíduo apresenta processo de decomposição lento, baixacompressibilidade, resultando na ocupação de grandes espaços. Quandocompactados inteiros, os pneus tendem a voltar à sua forma original eretornam à superfície, causando uma movimentação no solo. A sua queimainconseqüente provoca a fumaça negra, altamente poluidora pela diversidadede compostos liberados na combustão, podendo provocar danos à saúde, ematerial oleoso, derivado de petróleo, que carreado para os corpos d'águasuperficiais ou para os aqüíferos subterrâneos, podem contaminar a água,tornando-a imprópria para o consumo, além de prejudicar espécies quehabitam o ambiente atingido (GHALY; CAHILL, 2005). Além disso, quandodescartados em pilhas tornam-se locais ideais como criadouros de insetos ede diversos vetores de transmissão de doenças (ratos, mosquitos).

Com o crescente problema de disposição de pneus inservíveis, o ConselhoNacional do Meio Ambiente (CONAMA) publicou as Resoluções de nO 258 e301, que estabelecem como responsabilidade das empresas fabricantesnacionais e das importadoras de pneumáticos, a coleta e a destinação finaladequada de todos os pneus inservíveis por ela produzidos ou importadoscomercializados em todo o território nacional e proíbem sua destinação finalinadequada, tais como a disposição em aterros sanitários, mar, rios, lagos ouriachos, terrenos baldios ou alagadiços e queimas a céu aberto.

Diante dessa conjuntura e das Resoluções do CONAMA, investimentos eatividades relacionadas à reciclagem de pneus vêm crescendo ao longo dosanos. Por exemplo, os recursos investidos para a reciclagem de pneusaumentaram de R$ 6 milhões em 2003 para R$ 30 milhões em 2006(CEMPRE, 2006 e CEMPRE, 2008).

Além disso, a ANIP implantou um programa de coleta de pneus inservíveis, emtodo território nacional, desenvolvido através de parcerias com distribuidores,revendedores e prefeituras, abrangendo 237 municípios brasileiros, e consistiuna implantação de centrais de recepção, denominados Ecopontos, querecebem os pneus inservíveis das revendas, dos borracheiros, dos sucateiros,dos laminadores e dos circuitos de coleta urbana (ANIP, 2007).

No entanto, todo este investimento ainda não é suficiente para solucionar de

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forma definitiva a geração de pneus inservlvels, por isso, no Brasil e emdiversos países, várias alternativas têm sido adotadas na destinação dessespneus, dentre elas, proteção de aterros, encostas, combustível, pirólise,drenagem, concreto asfáltico, reaproveitamento energético.Todavia, as alternativas para utilização de pneus inservíveis não devem seradotadas somente como um meio de destinação do material, mas sim deveenvolver um estudo aprofundado, no sentido de buscar a melhoria doprocesso executivo elou propriedades e a avaliação de suas conseqüênciasambientais, durabilidade e pós-uso.No campo da construção civil, a utilização de pneus inservíveis temdemonstrado ser uma alternativa tecnológica interessante, permitindo adequá­los como agregado na produção de concretos de cimento Portland. Algunsdesses estudos estão sendo desenvolvidos visando agregar melhorias desuas características, principalmente quanto ao seu comportamento frágil,otimizando-os para determinadas aplicações específicas.Sabe-se que o concreto é um material versátil, no entanto, com a evoluçãodos processos construtivos e de novas necessidades oriundas de projetosarrojados, constata-se que é preciso também modificar suas propriedades, taiscomo a resistência à tração, dureza, ductilidade e durabilidade (ALBANO etaI., 2005), aumentando, assim, as opções de aplicação deste material, alémdas formas utilizadas com o concreto convencional.A partir disto, este trabalho visa identificar algumas formas de destinação depneus inservíveis e apresentar pesquisas sobre o uso de pneus inservíveis noconcreto de cimento Portland, de forma a auxiliar futuras pesquisas.

2 Processos de reutilização, reciclagem e disposição de

pneus

A metodologia de utilização de pneus usados pode ser dividida em trêscategorias: reutilização, reciclagem e valorização energética (SILVA; 2004).

• Reutilização: os pneus são aproveitados inteiros.• Reciclagem: os pneus são transformados em um novo produto a partir

de métodos físicos elou químicos (por exemplo: tapetes, barreiras dechoque).

• Valorização energética: os pneus são utilizados na geração de energiacalorífica devido ao seu elevado poder calorífico (aproximadamente8170 kcallkg, superior ao do carvão).

O Quadro 2.1 apresenta os principais campos de destinação dos pneusinservíveis.

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Quadro 2.1: Exemplos de destinação dos pneus inservíveis

Tipo deReciclagem

Reutilização

Reutilização

Reciclagem

física

Aplicação

Recauchutagem

Recifes artificiais

Quebra-mares

Estabilização de

taludes, controle de

erosão e revegetação

Barreiras anti-choque

Combustível

Aterros

Concreto asfáltico

Tapetes

Objetivo

Reaproveitamento da estrutura do pneu gasto ereincorporação de nova borracha de piso, desdeque, o pneu não apresente cortes edeformações e que a banda de rodagem aindaapresente sulcos e saliências que permitem suaaderência ao solo (SILVA; 2004).

Habitats artificiais para os peixes e osinvertebrados marinhos (GU;2005).

Proteção de zonas costeiras, evitando os efeitosdas marés sobre estruturas. Pode ser usadocomo um conjunto flutuante preenchido comespuma para o amortecimento de ondas emmarinas e porto (SILVA, 2004 e GU; 2005).

Alternativa ao uso de concreto e rochas naturaisem canais de estabilização. Como controle desuperfície de erosão, empilhados solidamenteou dispostos formando uma esteira sobre aregião a ser protegida, os pneus diminuem oprocesso erosivo e possibilitam uma base parare-vegetação, pois ao acomodar terra no seuinterior, forma uma barreira ao processo delixiviação (SILVA, 2004 e GU; 2005).

Amortecer impactos.

Substituição do carvão como combustível parafomos de cimento devido ao seu alto podercalorífico (PIPILlKAKI et aI., 2005).

Substituir britas em cobertura alternativa,camada de fundação e de finalização do aterro,camada coletora de gás produzido no aterro,camada operacional de segurança e camada dedrenagem do Iixiviado (SILVA; 2004).

Melhorar a resistência à frenagem, reduzir afissuração por fadiga, resultando no aumento davida útil do pavimento (SIDDIQUE et aI., 2004).

Fabricação de tapetes. Pneu triturado.

continua

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Continuação Quadro 2.1

Tipo deAplicação ObjetivoReciclagem

ReciclagemBarreiras de choque

física Amortecimento de impacto.

Recuperar componentes, como o negro defumo, óleo, gás e aço. (SILVA; 2004), por meiode reações complexas, a altas temperaturas

Reciclagem(400 a 8000 C), para produzir correntes de

Pirólise vapores condensáveis e não condensáveis equímica resíduos sólidos. O calor fraciona a estrutura

molecular dos resíduos, liberando compostos decarbono na forma líquida, sólida e gasosa, quepoderão ser utilizadas como combustíveis(BARRUECO et aI. 2005).

Regeneração da borracha. As propriedades da

Oesvulcanizaçãoborracha vulcanizada não são iguais as daborracha crua, por isso, esse tipo de borracha é

Reciclagem normalmente usada na fabricação de artefatos

química (SILVA; 2004).

Hidrogenação Produção de óleos leves, gasolina, gases eóleos lubrificantes (SEGRE; 1999).

Gaseificação Produção de metano (SEGRE; 1999).

3 Utilização de resíduos de borracha em concretos de

cimento Portland

Quando se trata do critério de incorporação do resíduo de borracha de pneusem concretos, várias abordagens são encontradas. Alguns pesquisadoresoptaram por utilizar o resíduo na substituição do agregado miúdo, outros doagregado graúdo, do cimento ou ainda incorporado-o como adição ou fibras.Muitas formas de aplicação de resíduos de borracha em concretos de cimentoPortland são estudadas. Entre elas, destacam-se:

• peças de concreto para pavimentação:Sukontasukkul e Chaikeaw (2006) estudaram a substituição de 10 e de 20%,em massa, de agregados de três formas: somente do agregado miúdo,somente do agregado graúdo e de agregados miúdo e graúdo.Foi constatado que apesar de ter provocado redução nas propriedades

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mecânicas do concreto, forneceu resultados satisfatórios quanto a tenacidadeà compressão e tração na flexão, obtendo-se maior energia de fratura emelhor comportamento pós-pico. Foram também verificados melhoresresultados quanto a resistência contra derrapagem, em comparação aoconcreto de referência, porém, a resistência à abrasão foi prejudicada quantomaior a quantidade de borracha inserida.Nota-se, na pesquisa realizada que a mistura das borrachas (miúdo e graúdo)apresentou os melhores resultados, provavelmente devido à melhorgraduação que produziu melhor compactação e maior densidade.

• concreto para barreiras de rodovias:Topçu e Avcular (1997) estudaram a inserção de borracha de duas dimensõesdistintas: 1,7 e 2,2 mm substituindo o agregado miúdo e graúdo em 15, 30 e45%. Após ensaios de impacto, concluíram que os danos devido aos impactosforam reduzidos e que as barreiras de concreto com borracha, teor 15%,proporcionaram melhor comportamento que concretos armados convencionaisdevido a habilidade do novo concreto em absorver energia plástica.No Brasil foram construídas barreiras de rodovias com um concreto compostocom borracha triturada de pneus inservíveis elou outras borrachasvulcanizadas em substituição de parte do agregado graúdo, fibra de vidro eaditivos, denominado Concreto DI., patenteado pelo Instituto Via Viva (2008),organização brasileira não-governamental. Estas barreiras apresentam maiorcapacidade de absorver a energia de impacto de colisões de veículos,diminuindo os danos causados em acidentes de trânsito, conforme relatadopor Topçu e Avcular (1997), citado anteriormente.

• concreto de alta resistência:Martins e Akasaki (2005) e Barbosa et aI. (2006) justificam o emprego deborracha de pneus em concreto de alta resistência pela economia dosagregados naturais, já que a borracha substitui parte do agregado, e pelapossível melhoria na ductilidade deste concreto.Hernández-Olivares e Barluenga (2004), além de destacarem o benefícioambiental, avaliam que a inclusão de borracha reduz o risco do lascamento deconcreto de alta resistência quando submetido a altas temperaturas e reduzsua rigidez sem provocar grande perda de resistência.O concreto de alta resistência foi elaborado com a adição, em volume, defibras de borracha de pneus (teores: 3%, 5% e 8%) de comprimento variandode 0,85 a 2,15 cm, a partir de ensaios físicos e mecânicos e de desempenhoao fogo. Os corpos-de-prova, que foram ensaiados até que as superfíciesexpostas ao fogo atingissem 1000oC, não apresentaram lascamento comonormalmente acontece com o concreto de alta resistência convencionalquando submetidos a altas temperaturas. Este fato, segundo os autores, estáassociado a possibilidade dos vapores de água saírem pelos canais liberadospelas partículas poliméricas tão logo sejam queimadas, minimizando, assim, atensão devida a pressão de vapor.Além disso, os experimentos indicaram que a profundidade em que o concretosubmetido ao fogo mantém a temperatura acima de 500°C reduziu, indicando

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uma possibilidade de redução no cobrimento de armaduras em concretoarmado ou mantendo-se o mesmo cobrimento, uma maior segurança para aestrutura com relação ao fogo.Esta metodologia pode apresentar vantagens para a produção de concretosde alta resistência, com borracha, já que estas podem minimizar os efeitosnocivos de altas temperaturas neste tipo de material, porém, a quantidade dematerial inserido deve ser rigorosamente controlada para não comprometerdemasiadamente as propriedades mecânicas pretendidas. Isto implica,conseqüentemente, em aumento do consumo de cimento para obter aresistência desejada comparada a de um concreto de alta resistênciaconvencional, tornando a produção inviável devido ao alto custo.

• concretos compactado a rolo:Albuquerque et aI. (2004), visando a utilização em estradas e barragens,analisou a viabilidade da substituição parcial do volume de areia por borracha(teores: 5%, 10%, 15%,20% e 25%) em concretos compactados a rolo. Paracada teor, a areia foi substituída por borracha de dimensões 0,42 mm, 1,5 mme fibras de até 10 mm.Os autores observaram uma redução do grau de compactação com o aumentodo teor de borracha, atribuído a grande quantidade de ar retido em suasuperfície e a tendência das borrachas sobrenadarem durante a vibração doconcreto. As propriedades mecânicas sofreram uma redução quanto maior oteor de borracha e menor dimensão das partículas inseridas, conforme jádemonstrado em outros trabalhos. Os autores atribuem este fato à dificuldadede adensamento dos concretos com partículas mais finas, que possuem maiorfacilidade de deslocamento dentro da massa e também de segregação.

4 Propriedades do concreto com borracha no estado fresco

Kathib e Bayomy (1999) em seus estudos constataram que, para concretos noestado fresco, a substituição dos agregados por teor de borracha maior que80% (aproximadamente 40% do volume de agregados) resulta em umaconsistência pelo abatimento do tronco de cone próxima a zero, tornando oconcreto não trabalhável por mistura manual, mas podendo ser compactadocom o auxílio de um vibrador mecânico. Nirschil e Akasaki (2001) apudMarques et aI. (2004), concluíram que o teor máximo de fibra de borracha paranão comprometer a trabalhabilidade do concreto é de 20% do seu volume.Fedroff et aI. apud SIDDIQUE e Naik (2004) constataram a redução detrabalhabilidade e um aumento no teor de ar aprisionado e conseqüentediminuição do valor da massa unitária.Essa redução de trabalhabilidade pode ser atribuída pela diminuição da massaespecífica do concreto devido à borracha incorporada. Como o ensaio deabatimento do tronco de cone depende da gravidade para obtenção doresultado, quanto menor a massa específica do concreto, menor o abatimentopelo tronco de cone. Ressalta-se que este ensaio resulta em medidas pontuais

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e nem sempre há uma perfeita correspondência com as condições deaplicação como ocorre, por exemplo, com os concretos bombeados. Algunsdestes concretos, mesmo apresentando medidas de consistência satisfatóriaspodem apresentar comportamento dilatante, e conseqüente entupimento debombas, que pode ocorrer pela elevada rugosidade superficial e formatoassimétrico dos componentes do concreto. Portanto, é conveniente aavaliação da trabalhabilidade através de outros ensaios reológicos quesimulem mais adequadamente os esforços gerados no processo debombeamento.

5 Propriedades do concreto com borracha no estado

endurecido

Todos os trabalhos consultados indicaram uma perda das propriedadesmecânicas do concreto, principalmente a resistência à compressão,independentemente da metodologia aplicada ao se incorporar borracha, sejacomo adição ou como substituição de agregados.Kathib e Bayomy (1999) estudaram três tipos de concreto desenvolvidos nosquais os agregados foram substituídos por borracha, de forma distinta:somente agregado miúdo, somente agregado graúdo e agregado miúdo egraúdo. Os autores constataram uma sistemática redução da resistência àcompressão e tração na flexão com o aumento do teor de borrachaincorporado, todavia verificaram um aumento da flexibilidade e da habilidadedo concreto em se deformar elasticamente.Toutanji (1996) por sua vez constatou que a redução da resistência àcompressão é duas vezes maior que a resistência à tração na flexão nosconcretos com borracha incorporada como parte do agregado graúdo.Topçu ao avaliar o comportamento de concretos produzidos com borracha nasubstituição de parte do agregado miúdo e graúdo para aplicações embarreiras New Jersey (elementos de concreto utilizados em rodovias paraabsorver energia de impacto de veículos) verificou que a massa aparente doconcreto diminuiu com o aumento do teor de borracha (2,30 kg/dm3

,

2,22 kg/dm3, 2,14 kg/dm3

, 2,01 kg/dm3 respectivamente). Também constatoumaior perda de resistência à compressão nos concretos que utilizaram aborracha de pneus como agregado graúdo, e que os corpos-de-prova comborracha não apresentaram ruptura frágil quando submetidos à compressão,provavelmente devido à natureza elástica da borracha. No caso das barreirasNew Jersey, Topçu (1995) concluiu, por meio do ensaio de tração porcompressão diametral, que o concreto apresentou alta capacidade deabsorção de energia plástica, conforme o esperado, tornando-se um campo deaplicação importante dos resíduos de borracha.Hernandez-Olivares et aI. (2002) avaliaram o comportamento estático edinâmico de concretos produzidos com borracha de pneus e com fibras depolipropileno incorporadas. No estudo a borracha foi inserida como adição(3,5% e 5% do volume) e não em substituição dos agregados como estudado

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pelos demais autores, mantendo, assim, o traço dos outros componentes doconcreto. O desempenho do concreto foi medido por meio de ensaiosestáticos - resistência à compressão, tensão indireta e tração na flexão - eensaios dinâmicos - teste de compressão dinâmica. A partir das variações dosmódulos, obtidas experimentalmente com carregamento estático e dinâmico,os autores verificaram que os módulos aumentaram com a idade e diminuíramcom o aumento do teor de fibras. Segundo Hernandez-Olivares et aI. (2002), aadição de borracha causa defeitos na estrutura do compósito, que provoca adiminuição da resistência e da rigidez. Além disso, os autores verificaram queas fibras de borracha auxiliaram contra a abertura de fissuras e aumento datenacidade do concreto, medida pelo ensaio de tração na flexão (3 pontos).Este comportamento, segundo os autores, é explicado pela diferença demódulo de elasticidade dos componentes, 30 GPa para a matriz do concreto e3 GPa para a borracha. No entanto, esta afirmação não é procedente, umavez que fibras de baixo módulo, por exemplo borracha, apresentam umatensão resistente muito baixa para níveis de deformação iguais à do concretoe consequentemente baixa capacidade de reforço pós-fissuração(FIGUEIREDO, A.D.; 2005).

Frankowski (1996) apud Raghavan, Huynh e Ferraris (1998) destacou queconcretos elaborados com fibras de borracha apresentaram melhora naresistência à fissuração e atenuação de sons comparados ao concretoconvencional.

Como os vários estudos comprovaram que a resistência do concreto comborracha diminui quanto maior o teor de borracha incorporado, alguns autorespropuseram curvas para definir um fator de redução de resistência econseqüentemente auxiliar na previsão de resistência de concretos comborracha.

Dentre os estudos, destaca-se o de Kathib e Bayomy (1999) que propuseramum modelo para determinação de um fator de redução de resistência àcompressão (R2 = 0,93) elou tração na flexão (R2 = 0,81) (Figura 5.1), obtidopela equação abaixo:

SRF == a+b ·(l-R)m

Onde:

SRF =fator de redução de resistência;a =(1-b);

a, bem =parâmetros da função;R =teor de borracha, fator volumétrico pelo total de volume de agregados.

1.2 28 dias (

••

GRUPO A

GRUPOB

GRUPO C

REGRESSAO

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Figura 5.1: Relação entre fator de redução de resistência àcompressão aos 28 dias e teor de borracha por volume total deagregados (KATHIB; BAYOMY, 1999)

Esta metodologia de previsão de resistência à compressão de concretos comborracha considera que os concretos possuem os mesmos componentes e omesmo teor volumétrico que um concreto referência.Em outro trabalho, Ghaly e Cahill (2005) avaliaram o efeito da adição deborracha moída, dimensão variando de 1 a 2 mm, em substituição, em volume,de parte do agregado miúdo na resistência à compressão. Neste estudo,foram correlacionados os parâmetros de resistência, relação água/cimento(0,47,0,54 e 0,61) e porcentagem de borracha adicionada (5%, 10% e 15% dovolume total da mistura) dos concretos produzidos. A partir dos resultados deresistência à compressão, calcularam um fator de redução de resistência paracada traço, que pode ser obtido pela equação a seguir.

R == (Sut .a/. ru (S) / C

u nr

Onde:

(Su t =Resistência à compressão do concreto com borracha.

(Su ),,,. = Resistência à compressão do concreto de referência.

%=relação água/cimento.r =teor de borracha.

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Com os fatores de redução de resistência calculados, os autores elaboraramum gráfico (Figura 5.2) que correlaciona os fatores de redução da resistência àcompressão aos 28 dias, relação água/cimento e teor de borracha. A partir dospontos plotados, ajustaram uma curva média que representa o fator deredução de resistência para concretos com relação água cimento entre 0,47 e0,61 e teor de borracha entre 5% e 10%.

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Figura 5.2: Relação entre fator de redução de resistência àcompressão aos 28 dias e teor de borracha (GHALY; CAHILL, 2005)

A curva fator de redução de resistência e teor de borracha apresentou umacorrelação muito baixa (R2=0,35), o que inviabilizaria a utilização desteparâmetro para estimar a resistência de concretos com borracha. A falhaprincipal deste modelo é considerar o teor de borracha adicionado como únicofator que interfere na resistência à compressão do concreto. No entanto, osautores não consideraram, ao elaborar uma curva média, o outro fator quealtera significativamente sua propriedade ao estabelecer uma correlaçãoconfiável nesta situação, que é a relação água/cimento.Em relação à durabilidade, poucos estudos foram realizados com o intuito deavaliar a durabilidade de concretos com borracha. Trata-se de um requisitofundamental, uma vez que permite avaliar o desempenho do material ao longodo tempo sob ação de agentes agressivos e de diferentes processosdegenerativos, e estabelecer estimativas de sua vida útil, compatível com autilização prevista.

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6 Concreto com borracha - interface borracha·matriz

Segre e Joekes (2000) afirmam que a queda do desempenho de algumaspropriedades de concretos com adições de borracha, em relação a concretosconvencionais, ocorre devido à deficiência de aderência entre a borracha e amatriz e que esta pode ser minimizada com o tratamento superficial dasborrachas.Para tanto, os autores avaliaram o comportamento de pastas de cimento comadições de borracha, de dimensões inferiores a 500 IJm, previamente tratadascom uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) durante 20 minutos. Apóscomparação com pastas de cimento com adições de borracha não tratadas,verificaram houve o aprimoramento da resistência à flexão e da energia defratura, no entanto, a resistência à compressão não apresentou alteraçõessignificativas em relação a pasta. Este fato indica que a redução de resistêncianão está relacionada à falta de aderência da borracha à matriz, mas sim pelapossibilidade da borracha estar se comportando como um vazio dentro domaterial.Li et aI. (2004) também avaliou que o tratamento das borrachas de25,4x25,4x5 mm com a solução de hidróxido de sódio (NaOH) não altera ocomportamento mecânico do material e indica que a suposta melhora descritaem outros trabalhos pode ser reflexo da provável utilização da borracha empó, que por apresentar maior área específica, favorece a ocorrência de maiorquantidade de reações químicas no contato entre a borracha e a solução detratamento, melhorando a aderência borracha-matriz.Albano et at. (2005) além de avaliarem os efeitos da incorporação de borrachano concreto compararam, também, a influência do pré-tratamento dasborrachas com solução de hidróxido de sódio (NaOH) ou com um a silano A­174 nas propriedades citadas anteriormente. O tratamento das partículas nãoprovocou alterações significativas na consistência e na massa específica doscompósitos, quando comparados aos concretos produzidos com borrachasnão tratadas.A Figura 6.1 mostra que o pré-tratamento não apresentou qualquer influênciano comportamento da resistência à compressão e tração por compressãodiametral dos concretos com borracha.

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Figura 6.1: Comparação entre as propriedades mecânicas de concretos produzidoscom borracha de 0,59 mm e 0,29 mm com e sem tratamento (ALBANO et ai., 2005)

Rostami et aI. (1993) apud Lima et aI. (2004 submeteu borrachas atratamentos com água e verificou que apenas lavando as borrachas com água,a resistência à compressão melhoraria 16%, ou seja, as borrachas de pneusapresentam grande quantidade de impurezas e contaminações superficiaisprovenientes da trituração do material.Outra forma de tentar melhorar a aderência da borracha ao concreto foiestudada por Li et aI. (2004). Eles avaliaram o efeito execução de umaancoragem física através de furos de 4 a 5 mm de diâmetro na borracha, demodo que a pasta de cimento pudesse penetrar nos orifícios formando umacoluna no seu interior. No entanto, este procedimento não resultou bonsresultados, provavelmente devido ao pequeno diâmetro dos furos queimpediram a entrada da pasta no seu interior ou por ter sido obstruída pelapresença de resíduos da própria borracha nos orifícios.

7 CONSIDERAÇÕES FINAIS

O tratamento prévio das borrachas (solução de hidróxido de sódio - NaOH),pouco interferiu nos resultados mecânicos nos estudos analisados. Asreduções da resistência mecânica, provavelmente, estão relacionadas com ocomportamento da borracha na matriz que pode atuar como um vazio.Ressalta-se que este tipo de tratamento pode eventualmente melhorar atenacidade do compósito, todavia não resultará algum ganho quanto aresistência mecânica.Quanto ao concreto no estado fresco, é notória a perda de massa específica,visto que a borracha possui massa especifica inferior ao do agregado miúdosubstituído e redução da consistência, devido a diminuição da ação dagravidade sobre o concreto.Quanto à resistência à compressão, é observada a redução em relação aoconcreto de referência, sendo que a maior influência ocorreu nos concretoscom maiores teores de inserção de borracha, independentemente da

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metodologia adotada. O mesmo comportamento foi verificado na resistência àtração na flexão, no entanto, com menor impacto do que o observado para aresistência à compressão.

Com relação à tenacidade verificou-se que nos concretos com borracha ésuperior a do concreto de referência,

Outras pesquisas são necessárias para permitir a utilização de resíduos deborracha no concreto de cimento Portland:

• Comportamento do concreto quando submetido ao fogo, eliminação degases ou líquido tóxicos.

• Nenhum trabalho parametriza a influência da adição de borracha naspropriedades do concreto, e com isso propõe uma metodologia quepermite correlacionar o provável desempenho de concretos paradiferentes teores de borracha, possibilitando ampliar os campos deaplicação deste compósito.

• Poucos trabalhos avaliam o emprego de fibras alongadas que possammelhorar a tenacidade do concreto.

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