O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Marco Antônio de Morais Alcântara Bruno Vendramini dos Santos 1 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Concreto auto-adensável (C.A.A): Não necessita ser vibrado para ser lançado e adensado. Necessita ser fluido, sem que haja a segregação, exsudação, ou bloqueios em armaduras. 2 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Viabilidade do concreto autoadensável: Uso de superplastificantes. Uso de finos para a formação de pasta. Redução na relação volume de agregado graúdo/volume de concreto. 3 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Importância da granulometria dos elementos que influenciam na reologia do concreto: Materiais granulares: inércia, atrito. Materiais finos: ação de superfície e de formação de pasta. 4 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Eficácia e influência dos materiais na reologia do concreto auto-adensável: Água: desfloculação (limitado, seu excesso induz à segregação) Superplastificante ( dispersão dos cimento, reduz a viscosidade do concreto, sujeito à um valor crítico) Finos (lubrificação por rolamento conforme o tipo de superfície, função da porcentagem, podendo facilitar ou refrear o escoamento) 5 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Importância dos finos utilizados: Formação de pasta. Redução dos choques inter-granulares. Aspectos relevantes: Finura (superfície específica, agente de formação de pasta) Tipo de superfície (atrito, condição de lubrificação) 6 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Tipos de finos utilizados no C.A.A: Fíler calcáreo. Metacaulim. Microsílica. Resíduos do agro-negócio calcinados. 7 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Cinzas de bagaço de cana (C.B.C)e Cinzas de casca de arroz Elevada finura Atividade pozolânica e reatividade em função do controle da temperatura na queima e do caráter amorfo ou cristalino. 8 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Experiência realizada Uso de cinzas de bagaço de cana do tipo cristalina procedente de usina sucroalcoleira do interior do estado de São Paulo, uso de cinzas de casca de arroz, e pó de pedra. Materiais: cimento Portland ARI, cinzas, agregado graúdo tipo seixo rolado, agregado miúdo tipo areia natural, superplastificante de ação estérica eletrostática, água. Peneirada em peneira de abertura de 2 mm 9 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Variáveis de estudo para a otimização de composições: Relação água/cimento Relação finos/cimento Relação superplastidicante/cimento Requisitos: oferecer condições de fluidez e de segregação dentro dos padrões estabelecidos. 10 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Parâmetros gerais das composições: Caso de cinzas de bagaço de cana Relação entre os constituintes Traço vol. agreg graúdo/ vol. Concreto a/c a/(c+fíler) sup/cim fíler/cim ag.miúdo/ag.graúdo vol. agreg total/ vol. concreto 1 1,06 0,78 0,013 0,35 0,9 0,551 0,289 2 0,84 0,62 0,01 0,35 0,9 0,589 0,310 3 1,06 0,71 0,013 0,5 0,9 0,540 0,284 4 1 0,71 0,01 0,4 0,9 0,542 0,285 5 1,07 0,74 0,012 0,45 0,9 0,535 0,281 11 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Parâmetros gerais das composições: Caso de pó de pedra e cinzas de asca de arroz Relações entre as proporções. Observações Co mposição pó Co mposição de pedra cinzas de casca de arroz Água/cimento 0,68 0,68 Água/ligantes 0,44 0,5 finos/cimento 0,54 0,35 Agregado miúdo/agregado 0,99 0,99 Superplastificante/ cimento. 0,007 0,007 Vo lu me de 61% 62(%) 44% 44,3% graúdo Valor ad missível 0,01 agregados/volume total Vo lu me de agregado miúdo/volume da pasta 12 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Ensaios realizados para o concreto fresco: Ensaio de espalhamento “slump-flow” Ensaio de segregação por peneiramento Ensaio da caixa em “L” Avaliação da massa específica aparente 13 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Ensaios para o concreto endurecido Resistência à compressão simples aos 7 e aos 28 dias Resistência à compressão diametral aos 7 e aos 28 dias 14 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Resultados: Ensaio de espalhamento “slumpflow” Resultados dos ensaios de validação para o concreto fresco, ensaio de espalhamento. Ensaio de espalhamento C Ensaio Exigências D1(cm) D2(cm) Média(cm) 1 75 73 74 2 68 65 66,5 3 61 60 60,5 4 62 61 61,5 5 65 64 64,5 D1,D2(cm) D1, D2(cm) >60 <70 D1-D2<5 15 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Ensaio de segregação e massa específica aparente Resultados dos ensaios de validação para o concreto fresco, ensaio de segregação e massa específica aparente Composição Valor de pi (%) Massa específica aparente 3 (g/cm ) 1 2 3 4 5 18 4,5 2 5,2 14,2 2,19 2,01 2,12 2,09 2,05 16 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Ensaio da caixa em “L” Resultados dos ensaios de validação para o concreto fresco, ensaio da caixa em “L” Ensaio da caixa em “L”* C H1(cm) H2(cm) H1/H2 T20(s) T40(s) 2 10 9 0,9 1 2 3 11 9 0,82 1 2 4 8,5 7,5 0,88 1 2 5 7,5 7,5 1 1 1,5 17 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Superplastificante/cimento: 0,007 Pó de pedra Diâmetros da superfície de espalhamento (cm) 60 Observação 1: Sem apresentar 62 Co mposição estável sob o ponto de vista da segregação = 2,65. franjas de exsudação. Observação 2: Valor médio de Massa específica aparente: 2,29 g/cm3 ALCANTA RA (2004)=2,36 g/cm3 Superplastificante/cimento: 0,007 Cinzas de casca de arroz Diâmetros da superfície de espalhamento (cm) 67 Observação 3: 68 Co mposição estável sob o ponto de vista da segregação. = 4,1% Observação 4: Massa específica aparente: 2,23 g/cm3 18 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Ensaios mecânicos: cinzas de bagaço de cana Co mposição Resistência à compressão simples ( MPa) Valor médio Desvio padrão 1 18,2 0,11 2 13,9 0,63 3 12,30 0,57 4 10,5 0,61 5 11,0 0,6 19 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Cinzas de casca de arroz e pó de pedra. Resultados mecânicos Resistência à compressão simples ( MPa) Pó de pedra Cinzas de casca de arroz Valor médio Desvio padrão Valor médio Desvio padrão 27,71 2,26 34,57 1,57 20 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Aspectos da influência da presença das cinzas e da segregação em corpos de prova (CBC). Composição 1 menos rica em finos de C.B.C Composição 3 mais rica em finos de C.B.C 21 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Conclusões Pelo que se depara desta avaliação conclui-se que as cinzas de bagaço de cana e de casca de arroz são adequadas para a utilização como finos em concreto auto-adensável. Aparentemente, em decorrência da sua finura muito elevada e conseqüente superfície específica, as composições com C.B.C requerem altos valores de água em composição, influenciando nos valores de resistência mecânica; em contra partida, se tem o efeito da segregação atenuado pela presença das cinzas, em parceria com os ajustes do esqueleto granular. 22 O uso de resíduos como finos na fabricação do concreto auto adensável Agradecimentos: IBRACON pela oportunidade de apresentação e de divulgação do trabalho Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) UNESP e Laboratório CESP de Ilha Solteira 23