Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:50:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323302.pdf: 22412525 bytes, checksum: 0f6ddae2d869244e08556b22fa69019f (MD5) Previous issue date: 2013

Resumo: A reação álcali-agregado é uma reação química que ocorre entre os íons alcalinos liberados durante a hidratação do cimento e determinados minerais reativos pertencentes ao agregado. Esta reação provoca a expansão heterogênea do concreto, reduz importantes propriedades do concreto, como as resistências à compressão e à tração e módulo de elasticidade, culminando com a redução da vida útil da estrutura. A modelagem matemática da reação álcali-agregado em uma estrutura sujeita à expansão pode predizer, com grau de precisão apreciável, a movimentação estrutural decorrente da reação, possibilitando programar manutenções, reduzindo o número de paralisações temporárias para correções estruturais e ainda aumentando o grau de segurança das estruturas. Nesta metodologia é apresentada uma modelagem numérica da expansão devido à reação álcali-agregado, utilizando um modelo paramétrico, levando-se em consideração o decaimento do módulo de elasticidade do concreto, aplicado ao programa comercial de elementos finitos ANSYS©, através da rotina programável pelo usuário USERSW. Os resultados obtidos foram validados através de modelos simples com respostas conhecidas.

Dentre os insumos utilizados na construção civil, o concreto é um dos mais empregados. O concreto pode ser confeccionado para fins estruturais (pontes, edifícios e demais estruturas de concreto armado ou pré-moldado) ou para fins não estruturais (calçadas, pavimentos, postes, dormentes, blocos para calçamentos, entre outros). Na confecção de concretos são utilizados o cimento (o Cimento Portland é o mais empregado), a água e os agregados, estes últimos divididos em graúdo e miúdo. Com a utilização de diversas matérias-primas a geração de resíduos é inevitável, tanto na construção civil, quanto em outros setores, tais como, as indústrias produtoras de materiais cerâmicos. Dentre os tipos de resíduos provenientes de tais indústrias, têm aqueles provenientes da produção de louças sanitárias (denominado nesta pesquisa como scrap cerâmico). De acordo com o exposto, o objetivo desta pesquisa foi estudar a adição de scrap cerâmico em substituição ao agregado graúdo em diferentes formulações de concreto. Para isso foi selecionado o resíduo de uma indústria instalada no sul do estado de Minas Gerais, e preparados concretos para determinação de propriedades físicas (slump teste, segregação e porosidade) e mecânica (resistência à compressão). Foram fabricadas cinco formulações, uma de referência (CR) e quatro com scrap cerâmico em substituição ao agregado graúdo (brita 1) nas proporções de 25% (CSC-I), 50% (CSC-II), 75% (CSC-III) e 100% (CSC-IV). No estado fresco, duas formulações não apresentaram segregação (CSC-III e CSC-IV) e duas um pequeno escorrimento de água (CSC-I e CSC-II), porém, sem comprometer a trabalhabilidade do concreto, sendo classificado, de acordo com a consistência para utilização em elementos estruturais esbeltos ou com alta densidade de armaduras. Em relação à resistência à compressão, os valores médios apresentados foram muito bons, inclusive a formulação com 100% de scrap cerâmico (fcm = 47,78 MPa). As formulações de concreto com resíduos foram classificadas como C35 e C40, de acordo com os valores de fck, sendo possível serem utilizados em estruturas. Um aspecto importante observado nos modos de ruptura dos corpos de prova; foi a pequena aderência entre o scrap cerâmico e a argamassa, devido ao esmalte no contorno do resíduo. Quanto à porosidade dos concretos, aqueles com 25%, 75% e 100% de scrap cerâmico na sua composição, apresentaram valores médios inferiores ao concreto de referência. / Among the inputs used in civil construction, concrete is one of the most used. Concrete can be made for structural purposes (bridges, buildings and other structures of reinforced or precast concrete) or for non-structural purposes (sidewalks, pavements, posts, dormant, blocks for shoes, among others). In concrete manufacture, cement (Portland cement is the most used), water and aggregates (classified into coarse and fine). With the use of several raw materials the generation of waste is inevitable, both in construction and in other sectors, such as the industries producing ceramic materials. Among the types of residues coming from such industries, there are those from the production of sanitary ware (called in this research as ceramic scrap). The aim of this research was to study the addition of ceramic scrap in substitution to the coarse aggregate in different concrete formulations. For this purpose, scrap ceramic was selected in an industrial plant in the southern state of Minas Gerais, and different mixes of concrete were prepared to determine physical properties (slump test, adhesiveness and porosity) and mechanical property (compressive strength). Five formulations, one reference (CR) and four with ceramic scrap were prepared in proportions of 25% (CSC-I), 50% (CSC-II), 75% (CSC-III) and 100% (CSC-IV) in substitution of the coarse aggregate. In the fresh state, two formulations did not show adhesiveness (CSC-III and CSC-IV) and two a small water runoff (CSC-I and CSC-II), However, without compromising the workability of the concrete, being classified, according to the consistency class for use in slender structural elements or with high density of reinforcements. Regarding the compressive strength, the average values ​​presented for all formulations were very good, including the formulation with 100% of ceramic scrap (fcm = 47.78 MPa). Concrete formulations with scrap ceramic are classified as C35 and C40, according to the values ​​of fck, being possible to be used in structures. An important aspect observed in the rupture modes of the specimens was the small adhesion between the ceramic scrap and the mortar due to the enamel in the contour of the residue. As for the porosity of the concretes, those with 25%, 75% and 100% of ceramic scrap in their composition presented lower values ​​than the reference concrete.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-18T05:02:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 228113.pdf: 1117105 bytes, checksum: 3e80d80eb16e6207dee5b8eb907c1b28 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:41:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:19:07Z : No. of bitstreams: 1 171301.pdf: 42076055 bytes, checksum: 1e5bad3d7fdda64a4d7de38ef9dddfb3 (MD5) / Esse trabalho apresenta de forma sucinta uma visão geral dos concretos de alta resistência e detém-se de forma pormenorizada no estudo da influência dos agregados graúdos na resistência à compressão dos concretos de alta resistência. Com o intuito de conhecer o comportamento dos agregados da grande Florianópolis faz-se um estudo, onde analisa-se a influência da dimensão máxima característica, da mineralogia e da forma dos agregados na resistência à compressão e no consumo de material cimentante. Para isso usa-se quatro diferentes agregados graúdos, três granitos e um diabásio, em três diferentes intervalos granulométricos, de 9,5 a 12,7 mm, de 12,7 a 19,0 mm e de 19,0 nun a 25,0 mm, nas relações água/materiais cimentantes de 0,28, 0,33 e 0,40 e nas idades de 3, 7 e 28 dias.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:51:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276667.pdf: 5295553 bytes, checksum: 8fc4a3c81800fdf4a85a645699c82bfb (MD5) / Embora a utilização de materiais secundários, ou subprodutos, venha ganhando espaço no desenvolvimento de materiais cimentícios de alto desempenho, o emprego de resíduo de construção e demolição (RCD), na forma de agregado reciclado (AGR), em concreto auto-adensável (CAA) ainda é um tema pouco explorado. A retração por secagem no CAA, o qual possui um alto teor de pasta de cimento, tem se tornado um obstáculo para a indústria, princi-palmente no caso de peças com alta relação área superficial/volume. Neste trabalho, analisou-se a influência da substituição de areia natural por agregado reciclado miúdo sobre as propriedades no estado fresco e no estado endurecido de concreto auto-adensável, entre elas a retração por secagem de placas de concreto, e o efeito de empenamento dos cantos causado pela retração diferencial. Foram fetuadas misturas com teores de substituição de 0%, 25%, 50%, 75% e 100% de agregado miúdo natural por agregado reci-clado. Analisou-se também, a incorporação de fíler calcário e fíler de AGR, como adição mineral como controle das propriedades do concreto no estado fresco (exsudação e segregação). Manteve-se constante o teor de argamassa, a relação á-gua/cimento, o teor de fíler e a relação água/materiais secos. Foi realiza-da a equivalência das granulometrias, diminuindo o efeito da diferença destas sobre o concreto, assim como foi medida a absorção dos agrega-dos, prevendo a água complementar demandada por estes. O ensaio de retração foi executado em ambiente climatizado sob temperatura e umi-dade relativa com variações fixadas em curto intervalo. Os resultados demonstram que o fíler de AGR possui maior ca-pacidade de manter a estabilidade das misturas do que o fíler calcário. O aumento do teor de AGR não apresentou linearidade com os resultados de massa específica e resistência à compressão. O efeito de empenamen-to de placas foi reduzido quando utilizado o fíler de AGR. / Although the use of secondary materials, or sub-products, will gain space in the development of high-performance cementitious materials, the use of construction and demolition waste (CDW) in the form of recycled aggregate (RA), specifically self-compacting concrete is a relatively unexplored subject. The drying shrinkage on these materials, which have high content of cement paste has become an obstacle for the industry, particularly in the case of parts with high relation surface area/volume. This paper analyzed the influence of recycled aggregate on the fresh and hardened properties of self-compacting concrete, including drying shrinkage of concrete slabs and the effect of curling on the corners caused by differential shrinkage. Mixtures were made with replacement levels of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% of natural sand by recycled aggregates. Also analyzed the addition of limestone filler and recycled aggregate filler as a mineral addiction for control the fresh properties concrete. Have been kept constant, the mortar content, the relationship water/cement, the filler content and the water/dry material. It was carried out the particle size distribution equivalence, reducing the effect of these differences on the concrete, as well as the absorption of the aggregates, providing additional water demand for these. The shrinkage test was performed in a controlled ambient. The results show that the fillers of recycled aggregates have a greater capacity to maintain the stability of mixtures than limestone filler. The enhanced content recycled aggregate did not show linearity with results of density and compressive strength. The effect of curling was reduced when used filler of recycled aggregate.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300164.pdf: 10611380 bytes, checksum: e0be977c611fbf6d178ff4f4c61313cc (MD5) / Os agregados miúdos de britagem, por razões econômicas e ambientais, têm sido cada vez mais utilizados na produção de concretos de cimento Portland, em substituição dos agregados miúdos naturais. Com isso, surge a necessidade do desenvolvimento de estudos sobre a viabilidade do emprego de areia de britagem na produção de concretos. A crescente demanda de areia de britagem tem incentivado os produtores de agregados a melhorar seu produto, com o objetivo de obter, por exemplo, uma areia com grãos menos lamelares e com um menor teor de material pulverulento. Com o objetivo de melhor entender a influência das características dos agregados miúdos nas propriedades do concreto, este trabalho analisou agregados miúdos de britagem de quatro diferentes origens mineralógicas: basalto, gnaisse, granito e calcário. Dezesseis tipos de areias de britagem foram compostas através dos agregados obtidos, para posterior utilização nos estudos em argamassa, sendo quatro das quais selecionadas para os estudos em concreto. Foram analisadas diversas composições de areias de britagem com uma areia natural, através de um programa experimental executado em argamassas, composto com o objetivo de avaliar os efeitos das areias de britagem nas propriedades das misturas no estado fresco e endurecido. Estas análises forneceram resultados úteis, pertinentes aos prováveis efeitos das areias de britagem nas propriedades dos concretos. O principal objetivo do programa experimental foi analisar a influência da granulometria, incluindo a fração abaixo de 75µm, da forma dos grãos e do teor de material pulverulento. Para tal, as principais propriedades avaliadas em concretos e argamassas foram consistência, ar incorporado e resistência à compressão. Visando atingir os objetivos do trabalho, outros testes realizados foram Granulometria a Laser, análise de forma, e o teste do Azul de Metileno. Analisando os resultados, foi possível observar grande melhoria na trabalhabilidade dos concretos e argamassas quando utilizados os agregados miúdos de britagem com grãos mais arredondados e, principalmente, quando eliminada parte do material pulverulento. Além disto, observou-se que o material pulverulento, desde que controlado, pode trazer benefícios na trabalhabilidade dos concretos, sem prejudicar sua resistência. / The reduced availability of natural sands and the need to better utilise sand-sized material generated in the aggregate crushing process, for both economical and environmental reasons, has combined to increase the use of manufactured sand in cement Portland concrete, as an alternative to natural sand. As a result, it has encouraged producers to include processes in the quarries that attempt to improve particle shape in fine aggregates and control the level of microfines in the final product. In order to increase the knowledge of the influence of the fine aggregate characteristics on the concrete properties, this research tested four sources of manufactured sand including basalt, granite, limestone and gneiss. Sixteen different types of manufactured sand were composed from the fine aggregates obtained, and were used for the mortar study, four of which were selected to be used again in concrete. Several blends of the manufactured sands with natural sand were evaluated by using a structured series of mortar trials designed to examine the effects of the manufactured sand on the plastic and hardened properties of the mortar. These trials provided useful information on the probable effects of the manufactured sand on the properties of the concrete. The main purpose of the experimental program is to analyze the influences of the grain size distribution, including the fraction below 75ìm, the shape of manufactured sand the content of microfines. Hence, the main properties of mortar and concrete evaluated were consistency, air content and compressive strength. To achieve the objectives another tests carried out were Laser Particle Size Distribution, Shape analysis and the Methylene Blue Test. It was concluded that optimized aggregate blends, in addition to a better shape and a controlled amount of microfines, can improve the workability of concrete, decreasing the cement and water content. Furthermore, it was found that a certain amount of microfines can be used to improve the workability of concrete without negatively affecting hardened concrete.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:30:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296880.pdf: 3806932 bytes, checksum: 50aba62ca3225d9c243f3bde1678ce92 (MD5) / Este trabalho apresenta a análise, baseada em estudos de laboratório, do comportamento de misturas entre solo e resíduos de cerâmica vermelha, visando seu emprego em camadas de pavimentos de rodovias e ruas com baixo volume de tráfego. A indústria da cerâmica vermelha é responsável pela produção de um grande volume de tijolos, blocos e telhas e, como resultado do controle de qualidade e danos de manuseio, a quantidade de resíduos gerados é significativa. Na Região Sul de Santa Catarina, onde são produzidos cerca de 100 milhões de peças de tijolos e telhas por mês, aproximadamente 5% desta produção é descartada por algum tipo de defeito ocorrido durante o seu processo de produção ou transporte. Para a realização deste trabalho foram coletados 12 m³ deste resíduo, dos quais 6 m³ se tratavam de cacos ou resíduos de tijolos e 6 m³ de cacos ou resíduos de telhas. De forma separada, estes materiais foram fragmentados com a ajuda de um rolo compactador e o material resultante foi coletado, analisado e utilizado como agregado em misturas com três tipos de solo. Utilizaram-se três tipos de solos, coletados em jazidas nos municípios de Gravatal, Tubarão e Criciúma, que foram submetidos aos ensaios tradicionais de pavimentação, e aos ensaios da metodologia MCT. As misturas solo-agregado foram compostas com diferentes dosagens e submetidas a ensaios de Granulometria, Compactação, CBR e Módulo de Resiliência. Os resultados destes ensaios foram analisados e constatou-se que as misturas apresentaram comportamentos diferentes, que variaram de acordo com as dosagens dos materiais e o tipo de solo utilizado. Os melhores resultados foram observados nas misturas realizadas com 50% de solo e 50% de material cerâmico. A mistura composta por 50% de solo coletado na jazida de Tubarão e 50% de cacos de telhas foi utilizada como camada de sub-base no cálculo de dimensionamento de um pavimento localizado na Rua Hilário José de Mello, no município de Tubarão. A partir dos resultados obtidos, concluiu-se que os resíduos de cerâmica vermelha podem ser utilizados em misturas com solo, na construção de camadas de pavimentos com baixo volume de tráfego

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:51:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 244930.pdf: 3909779 bytes, checksum: 8eb40290a896e70f46a9f65300e530c4 (MD5) / A presente pesquisa teve como enfoque a avaliação da liberação de metais pesados dos agregados reciclados provenientes do beneficiamento de resíduos de construção e demolição (RCD). A primeira etapa do trabalho compreendeu um estudo de caso executado nas pilhas de agregados reciclados em duas centrais de beneficiamento de RCD. Em laboratório, esses agregados foram fracionados em faixas granulométricas nas seguintes dimensões (mm): 2,40; 1,20; 0,60; 0,30; 0,15; 0,075 e inferior a 0,075. Executou-se a análise da composição química dos agregados reciclados fracionados, posteriormente foram realizados os ensaios de lixiviação e solubilização, conforme NBR 10005 e 10006 (2004), respectivamente. Para a avaliação dos metais pesados de componetes monolíticos, foram produzidas argamassas utilizando os agregados reciclados fracionados. As argamassas foram conduzidas ao ensaio de tanque, executado conforme a norma NEN 7345. Os resultados demonstram que metais pesados estão presentes em pilhas de agregados reciclados dispostas nas centrais de beneficiamento de RCD. Os resultados da lixiviação e solubilização dos agregados fracionados mostraram concentrações de metais pesados superiores aos limites recomendados pela NBR 10004 (2004). Através do estudo nos materiais monolíticos visualizou-se a cinética de liberação dos metais pesados ao longo do tempo e também foram observados os parâmetros tais como pH e condutividade elétrica. Os extratos lixiviados das matrizes monolíticas mostram que os metais pesados encontram-se dentro dos limites da norma brasileira (NBR 10004).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2012-10-23T16:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264721.pdf: 5010256 bytes, checksum: 28f9b542c93d95ed7a58cfa80af116a9 (MD5) / A reciclagem de resíduos de construção e demolição (RCD) tem-se mostrado uma boa alternativa na redução do impacto causado pelo consumo e elevada demanda de matériaprima pela construção civil. Neste sentido, tem-se tentado incorporar esses resíduos na produção de concretos e argamassas de baixa resistência, o que aumentaria seu potencial de utilização. Este trabalho foi desenvolvido com objetivo de avaliar a influência da substituição do agregado miúdo natural por agregado reciclado fino nas propriedades de concretos e argamassas. O estudo apresenta resultados das características físicas dos agregados miúdos e graúdos obtidos a partir do beneficiamento de RCD. As partículas inferiores a 0,15mm foram analisadas, quanto à sua reatividade pozolânica, no estado bruto e calcinado a uma temperatura de 600°C e 800°C. Foram então produzidos concretos e argamassas com diferentes teores de substituição do agregado miúdo natural (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) pelo agregado miúdo reciclado, assim como para os agregados graúdos reciclados, considerando uma relação a/c constante de 0,60 para concretos e 0,66 para as argamassas. A influência do agregado reciclado foi avaliada sobre propriedades do concreto no estado fresco (massa específica, trabalhabilidade, retração plástica e calor de hidratação) e no estado endurecido (resistência à compressão e módulo de deformação). Para o caso de argamassas foram avaliadas no estado fresco (trabalhabilidade e massa específica) e no estado endurecido (resistência à tração na flexão, resistência à compressão e absorção capilar). Os resultados mostram a influência da fração fina de RCD nos comportamentos no estado fresco dos concretos e argamassas, reduzindo sua trabalhabilidade, alterando a cinética de hidratação dos concretos e melhorando no controle da retração plástica. No estado endurecido, não foi evidenciado uma melhoria importante na resistência dos concretos e argamassas com o processo de calcinação das partículas finas. Construction and demolition waste (CDW) recycling has been a good alternative to reducing the impact caused by the consumption and high demand of raw materials for civil construction. In this sense, it has been tried to incorporate those wastes in the production of concrete and decrease strength mortar, what would increase its potential use. This study was developed aiming to assess the influence of the replacement of fine recycled aggregates for fine natural aggregates in properties of concretes and mortars. The study presents results of the physical characteristics of fine and coarse aggregates obtained from the manufacturing of CDW. The particles smaller than 0.15mm were analysed, concerning its pozzolanic reactivity, were analyzed in natural state and calcined to the temperature of 600°C and 800°C. Concretes and mortars were then produced with different replacement rates of fine natural aggregate (0%, 25%, 50%, 75%, 100%) for fine recycled aggregate as well as for coarse recycled aggregates, considering a water/cement ratio constant of 0.60 for the concretes and 0.66 for the mortars. The influence of the recycled aggregates was evaluated on properties of the concrete in fresh state (specific weight, workability, plastic shrinkage and hydration heat) and the hardened state (compressive strength and modulus of elasticity). For the case of mortars, they were evaluated in the fresh state (workability) and the hardened state (flexural strength, compressive strength and capillary absorption). The results show the influence of the fine fraction of CDW in the behaviors in the fresh state of the concretes and mortars, decreasing its workability, changing the concrete hydration kinetics and improveding the plastic shrinkage control. In the hardened state, was not evidenced an important better in the concrete and mortar strength with the process of calcination of the fine particles.