CENTRO UNIVERSITÁRIO - CATÓLICA DE SANTA CATARINA
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FORMULÁRIO PARA INSCRIÇÃO DE PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA.
Coordenação/Colegiado ao(s) qual(is) será vinculado:
Curso (s) : Engenharia Civil de Joinville
Nome do projeto: Análise da Retenção de Água em Argamassas com Resíduo de
Fundição
Nome do(s) acadêmico(s) envolvido(s):
Nome do professor orientador: Helena Ravache Samy Pereira
Nome do professor co-orientador:
Nome do coordenador(a) do Curso: Helena Ravache Samy Pereira
Para a Fundação Educacional Regional Jaraguaense – FERJ, mantenedora do Centro
Universitário - Católica de Santa Catarina em Jaraguá do Sul e em Joinville, encaminhamos
anexo, Projeto de Iniciação Científica a ser submetido ao Edital 05/2012 - FERJ, e declaramos
nosso interesse e prioridade conferida ao desenvolvimento do projeto ora proposto, assim
como nosso comprometimento de que serão oferecidas as garantias necessárias para sua
adequada execução, incluindo o envolvimento de equipe, utilização criteriosa dos recursos
previstos e outras condições específicas definidas no formulário anexo.
Jaraguá do Sul, 18 de setembro de 2012
____________________________________________
Acadêmico(a)
_________________________________________________
Acadêmico(a)
____________________________________________
Professor orientador
_________________________________________________
Professor coorientador
____________________________________________
Coordenador do Curso
1
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2 – DESCRIÇÃO DO PROJETO
Título do Projeto:
Tipo de Projeto ( 12 meses )
Análise da Retenção de Água em Argamassas com
( ) Elaborado pelo professor orientador;
Resíduos de Fundição
(X ) Apresentado pela instituição;
Resumo do Projeto:
As argamassas não devem perder água quando estão em contato com superfícies que apresentam
sucção elevada ou por evaporação. A retenção de água interfere nas reações químicas dos
aglomerantes da argamassa que exigem uma quantidade adequada de água. A resistência
mecânica, a aderência e a durabilidade são propriedades que dependem da retenção de água da
argamassa. Para analisar a retenção de água em argamassas com a incorporação de resíduos de
fundição será adotado um modelo de dez misturas de três componentes, onde as argamassas
serão preparadas usando aglomerantes (20% a 30% em massa), areia (65% a 75% em massa) e
resíduo de fundição (5% a 15% em massa). As faixas de proporções para cada componente
foram definidas visando à utilização da argamassa em revestimento de parede e tetos e
assentamento de alvenaria. Os aglomerantes utilizados serão cimento e cal em proporções 2:1
em massa e a quantidade de água utilizada será a necessária para a obtenção de um índice de
consistência fixado em 230±10mm. Especificamente, o resíduo de fundição será o pó de
exaustão, material fino originado no processo de fabricação dos moldes de areia das peças
metálicas, que poderá ser incorporado em concretos, argamassas e cerâmicas pois os testes
toxicológicos com o resíduo demonstram que o mesmo não causará riscos ao meio ambiente ou a
saúde pública (KNOP, 2009; SANTOS, VALENTINA, SEMPTIKOVSKI e GALUPPO, 2010).
Palavra-Chave: argamassas, resíduos de fundição, retenção de água.
Problematizacão:
Retenção de água é uma propriedade que está associada à capacidade da argamassa fresca
manter a sua trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam perda de água de
amassamento, seja por evaporação seja pela absorção de água da base (CARASEK, 2007). Em
relação ao assentamento de blocos ou tijolos, a propriedade torna-se importante pois ao perder
água muito rapidamente, a argamassa ressecará, e não será possível o adequado ajuste dos blocos
da próxima fiada, prejudicando o seu nivelamento e o prumo da parede, o que pode levar a uma
distribuição não uniforme das cargas atuantes na parede pela área resistente dos blocos. Além
disso, a retenção de água influencia na aderência , uma vez que, se a argamassa perder água
muito rapidamente para o bloco abaixo da junta, poderá faltar água para garantir a adequada
ligação da argamassa com o bloco superior.
Dentro deste contexto é importante salientar que o estudo contribui para o conhecimento e
divulgação de propriedades técnicas de novos produtos com incorporação de resíduos gerados
na região já que o desenvolvimento sustentável requer uma redução do consumo de matériasprimas não renováveis.
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Justificativa:
A indústria metalúrgica é uma grande geradora de resíduos e consumidora de matériasprimas. Os principais resíduos sólidos gerados no processo de fundição são: areia de fundição,
escória de fundição, pó de exaustão, lama de tratamento da água de refrigeração e cavaco de
usinagem. O pó de exaustão é um material fino originado no processo de fabricação dos moldes
de areia das peças metálicas.
Neste ambiente é possível perceber que o desenvolvimento de tecnologias ambientalmente
eficazes e seguras para que o retorno destes resíduos a cadeia produtiva é extremamente
importante. A importância do aproveitamento de resíduos na construção civil, segundo Rocha e
John (2003), deve-se basicamente a possibilidade de desenvolvimento de materiais de baixo
custo a partir de resíduos industriais, disponíveis localmente, através da investigação de suas
potencialidades e ao uso de materiais e processos que causem mínimo impacto na cadeia
produtiva.
Experiências de sucesso no desenvolvimento de produtos com incorporação de resíduos para
construção civil estão sendo impulsionadas pela legislação ambiental e pela política que visa
reduzir a eliminação direta dos resíduos em aterros, sem prévia valorização ou tratamento
(ROCHA e JOHN, 2003).
As argamassas são materiais muito empregados na construção civil, sendo um dos seus
principais usos no assentamento de alvenarias e revestimento de paredes e tetos. As argamassas
de assentamento de alvenaria e de emboço e reboco (revestimento de tetos e paredes) possuem
convencionalmente em sua composição areia, cal, cimento Portland e muito freqüentemente
aditivos para melhorar algumas das propriedades. O estudo de propriedades técnicas de
argamassas com incorporação de resíduos traz benefícios a toda sociedade pois a substituição
parcial do agregado miúdo pelo resíduo pó de exaustão de fundição é conveniente
economicamente e ambientalmente.
Objetivo Geral:
Analisar a retenção de água em argamassas com resíduos de fundição possibilitando o
conhecimento técnico científico sobre propriedades de produtos com incorporação de resíduos
para a construção civil.
Objetivos Específicos:
•
•
•
•
Dosar e produzir as argamassas utilizando os materiais propostos.
Avaliar a consistência e plasticidade da argamassa através da mesa de consistência.
Avaliar a retenção de água da argamassa com resíduo de fundição.
Analisar a adequação da incorporação do resíduo pó de exaustão em argamassa de
assentamento e revestimento de paredes e tetos.
Metodologia:
O procedimento experimental pode ser resumido em quatro etapas (ver quadro 01) e deverá
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ser acompanhado de revisão bibliográfica.
Quadro 01 – Etapas da pesquisa
Etapa
1
2
3
4
Descrição
Dosagem e produção das argamassas
Caracterização da consistência das argamassas
Caracterização da retenção de água das argamassas
Produção de texto científico
Fonte: A autora, 2013
1. Dosagem e produção das argamassas
Para analisar a retenção de água em argamassas com a incorporação de resíduos de fundição
será adotado um modelo de dez misturas de três componentes, onde as argamassas serão
preparadas usando aglomerantes (20% a 30% em massa), areia (65% a 75% em massa) e resíduo
de fundição (5% a 15% em massa). As faixas de proporções para cada componente foram
definidas visando à utilização da argamassa em revestimento de parede e tetos e assentamento de
alvenaria. Os aglomerantes utilizados serão cimento e cal em proporções 2:1. O resíduo de
fundição será o pó de exaustão que poderá ser incorporado em argamassas pois os testes
toxicológicos com o resíduo demonstram que o mesmo não causará riscos ao meio ambiente ou a
saúde pública (KNOP, 2009; SANTOS, VALENTINA, SEMPTIKOVSKI e GALUPPO, 2010).
A tabela 01 mostra a composição em proporção de cada mistura.
Tabela 01 – Composição das argamassas em massa
Fonte: A autora, 2013
2. Caracterização da consistência das argamassas
Para avaliar a consistência e plasticidade das argamassas será utilizada a mesa de consistência
(Figura 01) segundo a norma técnica NBR 13276 (2005). A manivela da mesa deverá ser
acionada de modo que a mesa suba e caia trinta vezes em trinta segundos de maneira uniforme.
Imediatamente após a última queda será medido o espalhamento do molde tronco-cônico
original de argamassa.
A plasticidade é a propriedade pela qual a argamassa tende a manter-se deformada após a
retirada das tensões de deformação. A consistência é a maior ou menor facilidade da argamassa
deformar-se sob a ação de cargas. Estas propriedades estão relacionadas com a trabalhabilidade
da argamassa (BAUER, 2008).
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Figura 01 – Mesa de consistência com o molde tronco-cônico
Fonte: A autora, 2012
3. Caracterização da retenção de água das argamassas
A retenção de água será avaliada pelo método que segundo a NBR 13276 (2005), consiste na
medida da massa de água retida pela argamassa após a sucção realizada por meio de uma bomba
de vácuo a baixa pressão, em um funil de filtragem (Figura 02).
Figura 02 – Equipamento para ensaio de retenção de água em argamassa
Fonte: A autora, 2012
Retenção de água é uma propriedade que está relacionada à capacidade da argamassa fresca
manter sua trabalhabilidade quando sujeita a solicitações que provocam perda de água de
amassamento, seja por evaporação seja pela absorção de água da base. Esta propriedade além de
interferir no comportamento da argamassa no estado fresco, também afeta as propriedades da
argamassa endurecida (BAHIANENSE, MANHÃES, ALEXANDRE, XAVIER, MONTEIRO e
VIEIRA, 2008; PATURALl, MARCHAL, GOVIN, GROSSEAU, RUOT e DEVES, 2010).
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4. Produção de texto científico
Para finalizar a pesquisa será produzido um texto científico com objetivo de publicação em
congresso ou revista, onde será feita a descrição da etapa experimental e análise dos resultados
referentes a caracterização da argamassa no estado fresco e endurecido.
Fundamentação Teórica
1. Definição e Histórico de Argamassas
Argamassas são materiais de construção, com propriedades de aderência e endurecimento,
obtidos a partir da mistura homogênea de um ou mais aglomerantes, agregado miúdo (areia) e
água, podendo conter ainda aditivos e adições minerais (CARASEK, 2007).
Segundo EMO (2012), a indústria de argamassas surgiu no final do século 19, mas o uso
de argamassas remonta milhares de anos. Mais de 10.000 anos atrás foi descoberto o registro
mais antigo de emprego de argamassa de cal na Galiléia perto de Yiftah`el em Israel.
Argamassas pozolânicas, compostas de resinas naturais, resistentes à água e coloridas foram
usadas pelos astecas (EMO, 2012).
Este trabalho tem como foco de estudo as argamassas mistas de cimento e cal utilizadas
em assentamento de alvenaria e revestimento de paredes e tetos na construção civil. O cimento
confere à argamassa um aumento da resistência à compressão nas primeiras idades e a cal
melhora a trabalhabilidade da mistura e a retenção de água, diminuindo os efeitos de retração na
argamassa.
2. Trabalhabilidade em Argamassas
Os conceitos de trabalhabilidade e consistência surgem da necessidade de serem
explicadas as características desejáveis das argamassas durante suas etapas de mistura,
transporte, aplicação, consolidação e acabamento. Pode-se afirmar que a consistência está
relacionada a facilidade da argamassa deformar-se sob a ação de cargas, enquanto a
trabalhabilidade está relacionado a facilidade de manuseio. Sendo assim a consistência é uma
propriedade relacionada com a trabalhabilidade das argamassas. As argamassas de assentamento
devem ter consistência (abatimento) medido na mesa de consistência de 230±10mm (ASTM C270, 1987 apud MOHAMAD et al, 2007).
Além da consistência, a plasticidade, a retenção de água, a densidade e a adesão inicial são
propriedades relacionadas à trabalhabilidade das argamassa.
Reologia (rheo=fluir e logos=estudo) é a ciência que estuda o fluxo e a deformação dos
materiais quando submetidos a uma determinada tensão ou solicitação mecânica externa, sendo
usualmente empregada na análise do comportamento de fluidos homogêneos, como os líquidos,
as emulsões e as partículas (WATANABE; ISHIKAWA; WAKAMATSU, 1985 apud
ROMENO; CARDOSO; PILEGGI, 2011). Nas argamassas este conceito diz respeito diz
respeito à sua maior ou menor fluidez e está associado à capacidade de resistir ao escoamento.
Segundo Carasek (2007) as argamassas podem ser classificadas em relação à sua
consistência ou fluidez como seca, plástica ou fluida (Quadro 02).
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CONSISTÊNCIA
Quadro 02 – Consistência das argamassas
Argamassa
Seca
A pasta aglomerante somente preenche os
vazios entre os agregados, deixando-os ainda
em contato. Existe o atrito entre as partículas
que resulta em uma massa áspera.
Argamassa
Plástica
Uma fina camada de pasta aglomerante molha a
superfície dos agregados, dando uma boa
adesão entre eles com uma estrutura pseudosólida.
Argamassa
Fluida
As partículas de agregado estão imersas no
interior da pasta aglomerante, sem coesão
interna e com tendência de depositar-se por
gravidade (segregação). Os grãos de areia não
oferecem nenhuma resistência ao deslizamento,
e a argamassa é tão líquida que se espalha sobre
a base, sem permitira a execução adequada do
trabalho.
Fonte: Carasek, 2007
3. Retenção de Água em Argamassas
As argamassas não devem perder água quando estão em contato com superfícies que
apresentam sucção elevada ou por evaporação. A retenção de água é uma propriedade que
interfere no comportamento da argamassa tanto no estado fresco como no estado endurecido e
está ligada a capacidade da argamassa fresca manter sua trabalhabilidade quando sujeita a perda
de água.
A retenção de água interfere nas reações químicas dos aglomerantes da argamassa que exigem
uma quantidade adequada de água. A resistência mecânica, a aderência e a durabilidade são
propriedades que dependem da retenção de água da argamassa.
As argamassas de assentamento devem ter retenção de água maior ou igual a 75% (ASTM C270, 1987 apud MOHAMAD et al, 2007).
4. Aplicações de Argamassas na Construção Civil
Existem várias aplicações na construção civil para as argamassas. Podem ser utilizadas para a
construção de alvenarias, para o revestimento de paredes e tetos, para revestimentos de pisos,
para revestimentos cerâmicos e para a recuperação de estruturas. As argamassas mais
empregadas na construção civil são as argamassas de assentamento de alvenaria e de
revestimento de paredes e tetos. A argamassa de revestimento de paredes e tetos (Figura 03)
normalmente recebem acabamentos como pintura ou revestimentos cerâmicos. Este revestimento
de argamassa pode ser constituído de várias camadas como o chapisco, emboço e reboco.
Figura 03 – Aplicação de argamassa de revestimento (a)manual (b)projetada mecanicamente
(a)
(b)
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Fonte: Carasek (2007)
As principais funções de um revestimento de argamassa de parede são proteger a alvenaria e a
estrutura contra a ação do intemperismo, integrar o sistema de vedação dos edifícios e
regularizar a superfície dos elementos de vedação e servir como base para acabamentos
decorativo.
A argamassa de assentamento de alvenaria (Figura 04) é utilizada na elevação de parede e
muros de tijolos ou blocos. As principais funções de uma argamassa de assentamento são unir as
unidades de alvenaria de forma a constituir um elemento monolítico, distribuir as cargas atuantes
na parede, selar as juntas garantindo a estanqueidade e absorver as deformações naturais. Diante
das funções da argamassa de assentamento, as principais propriedades almejadas são
trabalhabilidade, retenção de água, aderência, resistência mecânica e capacidade de absorver
deformações (associada ao módulo de elasticidade da argamassa).
Figura 04 - Aplicação de argamassa de assentamento (a) por bisnaga (b)por desempenadeira
(a)
(b)
Fonte: Carasek (2007)
As principais funções de uma argamassa de assentamento são unir as unidades de alvenaria de
forma a constituir um elemento monolítico, distribuir as cargas atuantes na parede, selar as
juntas garantindo a estanqueidade e absorver as deformações naturais. Diante das funções da
argamassa de assentamento, as principais propriedades almejadas são trabalhabilidade, retenção
de água, aderência, resistência mecânica e capacidade de absorver deformações (associada ao
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módulo de elasticidade da argamassa).
3. CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO ETAPA OU FASE DO PROJETO
Objetivo Específico
Etapa/Fase (O que?) Especificação (Como?)
Dosar e produzir as Dosagem e produção
argamassas utilizando das argamassas
os materiais propostos.
Avaliar a consistência e Caracterização da
plasticidade
da consistência das
argamassa através da argamassas
mesa de consistência.
Avaliar a retenção de Caracterização da
água da argamassa com retenção de água das
resíduo de fundição.
argamassas
Analisar a adequação da Produção de texto
incorporação do resíduo científico
pó de exaustão em
argamassa
de
assentamento
e
revestimento de paredes
e tetos.
-Revisão bibliográfica.
-Produzir as misturas
com os materiais
constituintes disponíveis
-Revisão bibliográfica.
-Realizar a
determinação do índice
de consistência através
do ensaio proposto pela
norma técnica.
-Revisão bibliográfica.
- Realizar a
determinação da
retenção de água através
do ensaio proposto pela
norma técnica.
-Revisão bibliográfica.
-Analisar os resultados
da propriedade retenção
de água e a viabilidade
do uso do resíduo pó de
exaustão.
-Produzir texto
científico.
Início
Término
Semanas e meses Semanas e meses
01/04/2013
01/10/2013
01/04/2013
01/10/2013
01/04/2013
01/10/2013
01/10/2013
01/03/2014
4. REFERÊNCIAS
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 13276: Argamassa
para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Preparo da mistura e
determinação de índice de consistência. Rio de Janeiro, 2005.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 13277: Argamassa
para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da retenção de água.
Rio de Janeiro, 2005.
BAHIANENSE, A. V.; MANHÃES, R. T.; ALEXANDRE, J.; XAVIER, S. N.; MONTEIRO,
S. N. e VIEIRA, C. M. F. Utilização do Planejamento Experimental na Incorporação do
Resíduo da Indústria cerâmica em Argamassas para Obtenção da Capacidade de Retenção de
Água. In: 54º Cerâmica – Foz do Iguaçu – PR, 2008. Anais. Ref. 395-403.
BAUER, L. A. FALCÃO. Materiais de Construção. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M.. Concreto: Microestrutura, Propriedades e
Materiais. 3. ed. São Paulo: Arte Interativa, 2008.
KNOP, W. R. Estudo da Viabilização da Incorporação do Pó de Exaustão em Massa
Cerâmica. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - UDESC, Joinville,
2009.
CARASEK, H. Argamassas. In: ISAIA, Geraldo Cechella. Materiais de Construção Civil e
Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais. São Paulo: Arte Interativa, 2007. Cap. 26,
p. 863-904.
EMO – European Mortar Industry Organization. History.
http://www.euromortar.com/index2.php?page=3. Acesso em: 05 fev. 2012.
Disponível
em:
MOHAMAD, G.; SANTOS NETO, A.B.S.; PELISSER, F.; LOURENÇO, P.B.; ROMAN,
H.R. Caracterização mecânica das argamassas de assentamento para alvenaria estrutural –
previsão e modo de ruptura. Revista Matéria. v. 14, n.2, p. 824 – 844, 2009.
ROMENO, R. C. D. O.; CARDOSO, F. A.;PILEGGI, R. G. Propriedades do Concreto no
Estado Fresco. In: ISAIA, Geraldo Cechella. Concreto: Ciência e Tecnologia. São Paulo: Arte
Interativa, 2011. Cap. 13, p. 452-500.
SANTOS, C. C.; VALENTINA, L. V. O. D.; SEMPTIKOVSKI, S. C. e GALUPPO, W. C.
Uso de Pó de Exaustão de Fundição em Substituição Parcial a Areia Natural no Concreto
Convencional. In: 52º Congresso Brasileiro de Concreto, Porto de Galinhas– PE, 2010. Anais.
Ref. 0487, 2010.
ROCHA, J. C.; JOHN, V. M. Utilização de Resíduos na Construção Habitacional. Porto
Alegre: Coletânea Habitare, 2003. v.4.
10
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