A questão ambiental vem se tornando tema recorrente nos foros nacionais e internacionais, estando atualmente inserida na opinião pública, nas comunidades e sendo norteadora na geração de novos produtos e serviços na área industrial e comercial voltados para a sustentabilidade. Neste sentido, a indústria da construção é um dos principais causadores de impacto ambiental, pois consome consideráveis recursos naturais e gera grandes quantidades de resíduos. Sendo assim, a utilização de resíduos como matéria prima na indústria da construção possibilita benefícios ambientais e econômicos. Buscando avançar nesta discussão, a presente pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como possibilidade de solução de Engenharia. Para isto, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. Contudo, ainda não existe uma formulação de dosagem dessa mistura baseadas em critérios mais racionais. Assim, a presente pesquisa busca fornecer subsídios para que, através do uso da relação porosidade/teor volumétrico de cal obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura de dois resíduos, possa determinar o seu comportamento. Isto é, a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado em cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos-de-prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m³; curados por 1, 3 e 7 dias em câmara vaporizadora nas temperaturas 40, 60 e 80°C; e 3, 7 e 14 dias para cura sem vapor a 23°C. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal, do peso específico aparente seco, do tempo de cura e da temperatura provoca o aumento da resistência à compressão simples da mistura compactada. Entretanto, a temperatura apresentou um limite de influência para 3 e 7 dias, onde a variação de 60°C para 80°C não aumentou a resistência. A relação porosidade(/teor volumétrico de cal (Lv), ajustado por um expoente [/(Lv)0,11], mostrou-se adequado na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de cura estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal e temperatura, assim como para o tempo de cura mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas as interações entre eles. / The environmental issue is becoming a recurring theme in national and international forums, currently inserted in the public opinion, communities and being guiding the generation of new products and services in the industrial and commercial area focused to sustainability. In this sense, the construction industry is a major cause of environmental impact, it consumes considerable natural resources and generates large amounts of waste. Thus, the use of waste as a raw material in the construction industry provides economic and environmental benefits. Looking for progress in this discussion, this research sought to insert two wastes (fly ash and carbide lime), generated in the metropolitan region of Porto Alegre, as a possibility for solution of Engineering. For this, a study of its mechanical behavior due to cementation and compaction provided by the mixture of these materials is necessary. However there is not a rational dosage formulation of this mixture. Therefore, this research seeks to provide subsidy to determine behavior through the use of the relation of porosity/volumetric lime content obtained from the identification and quantification of the most important variables in the controlling of strength to the mixture of two residues. That is, the formulation of equations for predicting the compressive strength of cemented material into accelerated healing. For this, tests were conducted on samples with 5, 10 and 15% of lime; with dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m³; for 1, 3 and 7 curing days with steam in the temperature of 40, 60 and 80°C; and 3, 7 and 14 days without steam for 23°C. The results show that increasing the amount of carbide lime, dry unit weight, curing time and temperature has as consequence the increase of unconfined compression strength of the compacted mixture. However, the temperature had a limit of influence for 3 and 7 days, where the range of 60°C to 80°C did not increase the unconfined compression strength. The porosity()/volumetric lime content (Lv) ratio adjusted by an exponent [/(Lv)0,11], proved to be adequate to formulate equations to predict the strength of the cemented material for all temperatures and curing times studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the mixture studied as a function of porosity, lime volumetric content, temperature, as for the cure time proved to be useful in dosage formulations. The results were subjected to analysis of variance showing that all the controllable factors chosen for the experiment are significant, as well as all interactions between them.

The use of byproducts and industrial waste as pozzolanic, is an alternative to achieve the sustainability, economy and durability in concrete structures. This survey has as its purpose to analyze the effect on mechanical, elastic and deformation properties on concrete with a high level of granulated slag from blast furnace and fly ash in place of Portland bulk cement. The use of high levels of mineral additions has the purpose of increasing the durability and reducing the consumption of cement, the use of hydrated lime aims to activating these adittions, restore part of the calcium hydroxide consumed by the pozzolanic reactions, increasing the initial and final strength to the mixtures. This way, three mixtures of concrete have been studied: one of them without mineral additions, only using Portland cement (CP V-ARI), taken as a control, with relations a/c 0.40, 0.60 and 0.83, and two mixtures with mineral additions in place of cement in equal mass, with 70% of slag and 20% of fly ash, being one of them with addition of 20% of hydrated lime on the mass of binders in addition to the cement, both to the relations a/mc 0.30/0.33, 0.40 and 0.49, which have been renamed as R, EV and EVC. Tests were held to resistance to axial compression in bodies of evidence (10x20cm) the ages of 07 28, 91 and 300 days, whose results range from 18.2 MPa and 81 MPa, tests of resistance to traction by diametral compression and module of elasticity at 28, 91 and 300 days, as well as tests of total shrinkage on prismatic bodies of evidence (10x10x30 cm) at 28, 91, 180 and 300 days. The results of mechanical, elastic and strain resistance have been also correlated with some intervening and independent variables, as well as some existing regulatory requirements. The results have been analyzed to each trace individually, in relation to the control traces, in relation to the evolution of the resistance, effectiveness of the use of the hydrated lime and in equal relationship a/mc 0.4. In the analysis of the equal relationship a/mc 0.400, in the case of reference concrete, in the initial age, the resistance to the axial compression of the concrete EV was, in media, 72% of the one presented by it, being the resistance to the EVC 55%, and in the final age, 65% and 50% respectively. In the case of the traction by diametral compression, to 28 days the concrete EV presented 76% of the resistance of the reference, and the concrete EVC 58%. This relation to 300 days was 80% and 61% respectively. To the elasticity module, to 28 days, the concrete EV presented 82% and the EVC 70% of the result obtained by the reference mixture, maintaining this proportion until the final age (300 days). In the analysis of the total retraction, the concrete EV presented an inferior retraction 10% inferior to the reference trace, while the concrete EVC to 300 days presents a good retraction 16% superior to it. The observation through the conjuncture of the results found shows a satisfactory relation among the different traces studied, making feasible the use of high levels of mineral additions in substitution to the large portion of cement in bulk. / A utilização de subprodutos e resíduos industriais como pozolanas, é uma alternativa para atingir a sustentabilidade, economia e durabilidade em estruturas de concreto. Esta pesquisa possui o objetivo de analisar os efeitos nas propriedades mecânicas, elásticas e de deformação em concretos com elevados teores de escória granulada de alto-forno e cinza volante em substituição ao cimento Portland em massa. O uso de altos teores de adições minerais tem por fim o aumento da durabilidade e redução do consumo de cimento, tendo o uso de cal hidratada a finalidade de ativar estas adições, repor parte do hidróxido de cálcio consumido pelas reações pozolânicas, aumentando as resistências iniciais e finais das misturas. Desta forma, estudaram-se três misturas de concreto: uma sem adições minerais, somente com cimento Portland (CP V-ARI), tomada como referência, com relações a/c 0.40, 0.60 e 0.83, e duas misturas com adições minerais em substituição ao cimento em igual massa, com 70% de escória e 20% de cinza volante, sendo uma delas com adição de 20% de cal hidratada em relação á massa de aglomerantes em adição ao cimento, ambas para relações a/mc 0.30/0.33, 0.40 e 0.49, as quais foram renomeadas como R, EV e EVC. Foram realizados ensaios de resistência a compressão axial em corpos de prova (10x20 cm) nas idades de 07, 28, 91 e 300 dias, cujos resultados variaram entre 18.2 MPa e 81 MPa, ensaios de resistência a tração por compressão diametral e módulo de elasticidade aos 28, 91 e 300 dias, assim como ensaios de retração total em corpos de prova prismáticos (10x10x30 cm) aos 28, 91, 180 e 300 dias. Também se correlacionou os resultados das resistências mecânicas, elásticas e de deformação com algumas variáveis intervenientes e independentes apresentadas, assim como com algumas prescrições normativas existentes. Os resultados foram analisados para cada traço individualmente, em relação aos traços referências, em relação à evolução da resistência, eficiência do uso da cal hidratada e em igualdade de relação a/mc 0.4. Na análise de igualdade de relação a/mc 0.400, em relação ao concreto referência, na idade inicial, a resistência a compressão axial do concreto EV foi, em média, 72% da apresentada por este, sendo a resistência do EVC 55%, e na idade final, 65% e 50%, respectivamente. Em relação à resistência a tração por compressão diametral, aos 28 dias o concreto EV apresentava 76% da resistência do referência, e o concreto EVC 58%. Esta relação, aos 300 dias foi de 80% e 61% respectivamente. Para o módulo de elasticidade, aos 28 dias, o concreto EV apresentou 82% e o EVC 70% do resultado obtido pela mistura referência, mantendo-se esta proporção até a idade final (300 dias). Na análise da retração total, o concreto EV apresentou uma retração 10% inferior ao traço referência, enquanto o concreto EVC aos 300 dias apresentou uma retração 16% superior ao mesmo. A observação através da conjuntura dos resultados obtidos demonstra uma satisfatória relação entre os diferentes traços estudados, viabilizando o uso de elevados teores de adições minerais em substituição a grande parcela de cimento em massa.

Assunto cada vez mais em pauta nos foros nacionais e internacionais e nas comunidades ao redor do mundo, a questão ambiental tem sido a grande responsável pela geração de produtos novos. A construção de obras de infraestrutura é um dos maiores consumidores de recursos naturais, gerando uma enorme quantidade de resíduos, acaba também por ser um setor causador do impacto ambiental. Tais resíduos, se descartados de maneira incorreta geram problemas ambientais, em contraponto o descarte em aterros sanitários tem um custo bastante elevado. Partindo dessas premissas, buscar a utilização de resíduos como matéria prima para a indústria da construção de obras de infraestrutura é o objetivo global desta pesquisa, visando benefícios ambientais e econômicos. Para tal, foram utilizados a cinza volante, obtida através da queima do carvão nas termelétricas e rica em sílica e alumina e a cal de carbureto, oriunda da produção do gás acetileno e que possui grande quantidade de óxido de cálcio. Através de ensaios de laboratório, busca-se nesta pesquisa avaliar a influência da quantidade de cal e da porosidade, isoladamente, na durabilidade, resistência à tração e resistência à compressão e a relação resistência à tração/resistência à compressão, objetiva-se ainda avaliar a utilização do parâmetro porosidade/teor volumétrico de cal na estimativa de resistência e verificar a existência de uma relação única para este parâmetro versus a perda de massa acumulada/número de ciclos. Para isto, foram escolhidos os pesos específicos aparentes secos de 10,6, 11,6 e 12,6 kN/m³ com os respectivos teores de umidade de 36,6%, 31,3% e 25 %, sendo os teores de cal de carbureto adotados de 5, 8 e 11%. Todas as amostras foram curadas por um período de 28 dias em câmara úmida a 23°C. Os resultados apontam que o incremento da quantidade de cal e do peso específico aparente seco provocam aumentos na resistência à tração por compressão diametral, na resistência à compressão simples e na durabilidade da mistura. A utilização de um expoente como ajuste para a relação porosidade/teor volumétrico de cal [η/( ) , ] apresentou-se adequada para a formulação de equações para a previsão da resistência do material cimentado e para a estimativa da perda de massa acumulada/número de ciclos. Além disso, a existência de relações únicas para o controle da resistência à tração na compressão diametral e da resistência à compressão simples em função da porosidade e teor volumétrico de cal mostraram-se úteis para as formulações de dosagem. / The environmental issue is increasingly been responsible for the generation of new products. Infrastructure construction is one of the largest consumers of natural resources. Looking for the use of industrial residues as material for the construction industry is the overall objective of this research, aiming at environmental and economic benefits. For this, present study has used fly ash (obtained by burning coal in thermoelectric power plants) and carbide lime (originated from the production of acetylene gas) to fabricate a novel material. Through laboratory tests, one aim in this research was to evaluate the influence of the amount of lime and porosity of the blend on durability, splitting tensile strength and unconfined compressive strength, as well as on tensile/compressive ratio. Another objective was to further evaluate the use of the porosity/lime index in the estimation of strength and checking for a unique relationship for this parameter versus accumulated loss of mass/number of cycles. For such study were chosen dry unit weights of 10.6 kN/m³, 11.6 kN/m³ and 12.6 kN/m³ with the respective moisture contents of 36.6%, 31.3% and 25.0% and carbide lime contents of 5%, 8% and 11%. All samples were cured for a period 28 days in a moist chamber at 23°C. The results show that increasing dry unit weight and the amount of carbide lime cause increases in durability and splitting tensile and unconfined compressive strength of the studied blends. The use of an exponent as an adjustment to the porosity/lime index [η/( ) . ] showed to be appropriate for formulating equations for predicting the strength of cemented material and to estimate the accumulated loss of mass/number of cycles. Furthermore, the existence of unique relationships for the control of splitting tensile tests and unconfined compression strength as a function of porosity and volumetric lime content proved useful for the dosage formulations.

A aplicação prática de resíduos industriais, como cinza volante proveniente da queima de carvão, em bases e sub-bases de rodovias, é de grande interesse para engenheiros geotécnicos, uma vez que reduz o consumo de recursos naturais e oferece um destino a esses resíduos. Nesse sentido, esta dissertação de mestrado avalia o desempenho de misturas cinza volante-cal submetidas a condições climáticas extremas. Foram analisadas as propriedades resistência, rigidez e durabilidade de misturas de cinza volante (25%) com areia de Osório, comparando-se ciclos de molhagem-secagem com ciclos de congelamento-degelo. Para isso variou-se: o teor de cal hidratada (3%, 5%, 7%), o grau de compactação (14,0 kN/m³, 15,0 kN/m³, 16,0 kN/m³), a adição de 0,5% de cloreto de sódio (NaCl) como catalisador e a adição de 0,5% de fibras de polipropileno. Foi estudada a influência da temperatura (23°C e 40°C) em um período de 7 dias de cura, chegando-se à conclusão que o aumento de temperatura proporciona elevados ganhos de durabilidade por congelamento e degelo, resistência e rigidez, assim como a adição de sal e fibras de polipropileno Visando ampliar esta pesquisa foi proposta a troca da matriz da mistura (areia de Osório) por fresado (RAP) e a cal hidratada pela cal de carbureto. Para esse novo tipo de mistura, também foi realizado ensaios triaxiais para análise do comportamento tensão-deformação em relação a adição de 0,5% de NaCl, onde percebeu-se um aumento de 3,4° no ângulo de atrito e de 42,8 kPa no intercepto coesivo. As misturas de RAP e cal de carbureto obtiveram melhores resultados de resistência por compressão e durabilidade do que as misturas com areia de Osório e cal dolomítica, para a mesma temperatura de cura. Posteriormente constatou-se que a perda de massa acumulada após os referidos tipos de ciclos é controlada pelo índice porosidade (η)/teor volumétrico de cal (Liv), para ambas as misturas. Além disso, percebeu-se que menores perdas de massa acumulada foram obtidas para os ciclos de molhagem e secagem comparados aos ciclos de congelamento e degelo, tanto para as misturas com areia quanto para as misturas com RAP. / The practical application of industrial residues, such as coal fly ash, on bases and sub-bases of highways, is of great interest to geotechnical engineers, since it reduces the consumption of natural resources and gives a destination to these residues. In this sense, this master's thesis evaluates the performance of coal fly ash-lime mixtures under extreme climatic conditions. Was analysed the impact of the hydrated lime content (3%, 5%, 7%), the degree of compaction (14.0 kN/m³, 15.0 kN/m³, 16.0 kN/m³), the addition of 0.5% sodium chloride (NaCl) as a catalyst and the addition of 0.5% polypropylene fibers, on strength, stiffness and durability (comparing freezing-thawing to wetting-drying cycles), in fly ash mixtures (25%) with Osório sand. The influence of temperature (23 °C and 40 °C) in a period of 7 days of cure was also studied, this increase in temperature has been shown to provide high durability (for freezeing-thawing cycles), strength and stiffness gains, as well as addition of salt and polypropylene fibers. In order to extend this research, it was propose the exchange of the matrix’s mixture (Osório sand) by reclaimed asphalt paving (RAP) and lime hydrated by carbide lime For this new type of mixture, triaxial tests are also performed to analyze the stress-strain behavior in relation to the addition of 0.5% NaCl, where a 3.4° increase in the friction angle was observed, and 42.8 kPa in the cohesive intercept. The mixtures of RAP and carbide lime obtained better strength and durability results than mixtures with Osório sand and dolomitic lime, for the same cure temperature. Subsequently, It was verified that the accumulated loss of after these kinds of cycles is controlled by the index of porosity (η) / volumetric content of lime (Liv), for both mixtures. Besides that, lower losses of accumulated mass was observed for the wetting and drying cycles, compared to the freezing and thawing cycles.

A questão ambiental vem se tornando tema recorrente nos foros nacionais e internacionais, estando atualmente inserida na opinião pública, nas comunidades e sendo norteadora na geração de novos produtos e serviços na área industrial e comercial voltados para a sustentabilidade. Neste sentido, a indústria da construção é um dos principais causadores de impacto ambiental, pois consome consideráveis recursos naturais e gera grandes quantidades de resíduos. Sendo assim, a utilização de resíduos como matéria prima na indústria da construção possibilita benefícios ambientais e econômicos. Buscando avançar nesta discussão, a presente pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como possibilidade de solução de Engenharia. Para isto, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. Contudo, ainda não existe uma formulação de dosagem dessa mistura baseadas em critérios mais racionais. Assim, a presente pesquisa busca fornecer subsídios para que, através do uso da relação porosidade/teor volumétrico de cal obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura de dois resíduos, possa determinar o seu comportamento. Isto é, a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado em cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos-de-prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m³; curados por 1, 3 e 7 dias em câmara vaporizadora nas temperaturas 40, 60 e 80°C; e 3, 7 e 14 dias para cura sem vapor a 23°C. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal, do peso específico aparente seco, do tempo de cura e da temperatura provoca o aumento da resistência à compressão simples da mistura compactada. Entretanto, a temperatura apresentou um limite de influência para 3 e 7 dias, onde a variação de 60°C para 80°C não aumentou a resistência. A relação porosidade(/teor volumétrico de cal (Lv), ajustado por um expoente [/(Lv)0,11], mostrou-se adequado na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de cura estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal e temperatura, assim como para o tempo de cura mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas as interações entre eles. / The environmental issue is becoming a recurring theme in national and international forums, currently inserted in the public opinion, communities and being guiding the generation of new products and services in the industrial and commercial area focused to sustainability. In this sense, the construction industry is a major cause of environmental impact, it consumes considerable natural resources and generates large amounts of waste. Thus, the use of waste as a raw material in the construction industry provides economic and environmental benefits. Looking for progress in this discussion, this research sought to insert two wastes (fly ash and carbide lime), generated in the metropolitan region of Porto Alegre, as a possibility for solution of Engineering. For this, a study of its mechanical behavior due to cementation and compaction provided by the mixture of these materials is necessary. However there is not a rational dosage formulation of this mixture. Therefore, this research seeks to provide subsidy to determine behavior through the use of the relation of porosity/volumetric lime content obtained from the identification and quantification of the most important variables in the controlling of strength to the mixture of two residues. That is, the formulation of equations for predicting the compressive strength of cemented material into accelerated healing. For this, tests were conducted on samples with 5, 10 and 15% of lime; with dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m³; for 1, 3 and 7 curing days with steam in the temperature of 40, 60 and 80°C; and 3, 7 and 14 days without steam for 23°C. The results show that increasing the amount of carbide lime, dry unit weight, curing time and temperature has as consequence the increase of unconfined compression strength of the compacted mixture. However, the temperature had a limit of influence for 3 and 7 days, where the range of 60°C to 80°C did not increase the unconfined compression strength. The porosity()/volumetric lime content (Lv) ratio adjusted by an exponent [/(Lv)0,11], proved to be adequate to formulate equations to predict the strength of the cemented material for all temperatures and curing times studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the mixture studied as a function of porosity, lime volumetric content, temperature, as for the cure time proved to be useful in dosage formulations. The results were subjected to analysis of variance showing that all the controllable factors chosen for the experiment are significant, as well as all interactions between them.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-11-05T13:15:57Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Reginaldo Virgilio da Silva - 2018.pdf: 5205645 bytes, checksum: 571de5e829e85e8d859818a5cad9cc83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-11-05T14:47:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Reginaldo Virgilio da Silva - 2018.pdf: 5205645 bytes, checksum: 571de5e829e85e8d859818a5cad9cc83 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-05T14:47:55Z (GMT). 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The fiber contents, in relation to the microconcrete volume, were 0.1%, 0.2%, 0.3% and 0.4% for the microfiber, 0.3%, 0.4% and 0, 5% for the macrofiber and for the hybrids, these being composed of 30% microfiber and 70% macrofiber. Part of the cement was replaced by active silica (SA) and fly ash (CV), in proportions of 7.5% for each one. The tests in the fresh state showed that the fibers reduced the workability, being this more accentuated in the microconcretes with addition of microfibres. Fibers contributed to increase fracture energy; this fact has shown that the application of the fibers in cementitious elements is promising in order to inhibit the brittle rupture and to provide ductile behavior to the element. The contents of 0.3% and 0.4% of microfibers presented a marked increase in porosity and, consequently, an increase in carbonation depth. The tests demonstrated that one must advance in researches with the use of hybrid mixtures and composites with contents of up to 0,12% of microfibres. The addition of the PP fibers provided positive mechanical results for additions of up to 0.1% of microfibers and for additions of up to 0.12% of microfibers in the hybrid composites. In terms of durability presented similar results, except for the additions from 0.2% of microfibers that reasonably elevated the carbonation depth. The high performance of the microconcrete was demonstrated by the results of axial compressive strength around 50 MPa, and by the increase of the tenacity provided by the addition of the PP fibers. / O microconcreto pode ser definido como um tipo específico de concreto em que é predominante a presença de agregados miúdos, podendo ser utilizado na pré-fabricação leve, ou seja, em elementos estruturais de seção delgada. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento, nos estados fresco e endurecido, do microconcreto de alto desempenho com o uso de fibras de polipropileno. Para tanto, foram usadas duas dimensões de fibras: uma curta com 12 milímetros de comprimento, que usualmente é utilizada para se reduzir a fissuração por retração plástica, e outra fibra de 54 milímetros, que tem função estrutural, contribuindo para melhorar a resistência à tração do material. Os teores de fibras, em relação ao volume do microconcreto, foram de 0,1%, 0,2%, 0,3% e 0,4% para a microfibra, de 0,3%, 0,4% e 0,5% para a macrofibra e para os híbridos, sendo esses compostos por 30% de microfibra e 70% de macrofibra. Parte do cimento foi substituído por sílica ativa (SA) e cinza volante (CV), nas proporções de 7,5% para cada uma delas. Os ensaios no estado fresco demonstraram que as fibras reduziram a trabalhabilidade, sendo essa mais acentuada nos microconcretos com adição de microfibras. As fibras contribuíram para aumentar a energia de fratura; esse fato demonstrou que é promissora a aplicação das fibras em elementos cimentícios, de forma a inibir a ruptura frágil e proporcionar comportamento dúctil ao elemento. Os teores de 0,3% e 0,4% de microfibras apresentaram um aumento acentuado da porosidade e por consequência, um aumento da profundidade de carbonatação. Os ensaios demonstraram que se deve avançar em pesquisas com o uso de misturas híbridas e compostas com teores de até 0,12% de microfibras. A adição das fibras de PP, proporcionou resultados mecânicos positivos para as adições de até 0,1% de microfibras e para adições de até 0,12% de microfibras nos compósitos híbridos. No quesito de durabilidade apresentaram resultados similares, com exceção das adições a partir de 0,2% de microfibras que elevaram razoavelmente a profundidade de carbonatação. O alto desempenho do microconcreto ficou demonstrado pelos resultados de resistência à compressão axial em torno de 50 MPa, e pela elevação da tenacidade proporcionada pela adição das fibras de PP.

A questão ambiental vem se tornando tema recorrente nos foros nacionais e internacionais, estando atualmente inserida na opinião pública, nas comunidades e sendo norteadora na geração de novos produtos e serviços na área industrial e comercial voltados para a sustentabilidade. Neste sentido, a indústria da construção é um dos principais causadores de impacto ambiental, pois consome consideráveis recursos naturais e gera grandes quantidades de resíduos. Sendo assim, a utilização de resíduos como matéria prima na indústria da construção possibilita benefícios ambientais e econômicos. Buscando avançar nesta discussão, a presente pesquisa procurou inserir dois resíduos (cinza volante e cal de carbureto), gerados na região metropolitana de Porto Alegre, como possibilidade de solução de Engenharia. Para isto, é necessário um estudo do seu comportamento mecânico decorrente da cimentação proporcionada pela mistura e compactação destes materiais. Contudo, ainda não existe uma formulação de dosagem dessa mistura baseadas em critérios mais racionais. Assim, a presente pesquisa busca fornecer subsídios para que, através do uso da relação porosidade/teor volumétrico de cal obtidas a partir da identificação e quantificação das variáveis mais importantes no controle da resistência da mistura de dois resíduos, possa determinar o seu comportamento. Isto é, a formulação de equações para previsão da resistência à compressão simples do material cimentado em cura acelerada. Para isso, foram realizados ensaios de compressão simples em corpos-de-prova com 5, 10 e 15% de cal, com peso específico aparente seco de 11, 12 e 13 kN/m³; curados por 1, 3 e 7 dias em câmara vaporizadora nas temperaturas 40, 60 e 80°C; e 3, 7 e 14 dias para cura sem vapor a 23°C. Os resultados demonstram que o aumento da quantidade de cal, do peso específico aparente seco, do tempo de cura e da temperatura provoca o aumento da resistência à compressão simples da mistura compactada. Entretanto, a temperatura apresentou um limite de influência para 3 e 7 dias, onde a variação de 60°C para 80°C não aumentou a resistência. A relação porosidade(/teor volumétrico de cal (Lv), ajustado por um expoente [/(Lv)0,11], mostrou-se adequado na formulação de equações na previsão da resistência do material cimentado para todas as temperaturas e tempos de cura estudadas. Além disso, a existência de relações únicas e distintas no controle da resistência à compressão simples em função da porosidade, teor volumétrico de cal e temperatura, assim como para o tempo de cura mostraram-se úteis para formulações de dosagem. Os resultados foram submetidos à análise de variância que comprovou que todos os fatores controláveis escolhidos para o experimento são significativos, assim como todas as interações entre eles. / The environmental issue is becoming a recurring theme in national and international forums, currently inserted in the public opinion, communities and being guiding the generation of new products and services in the industrial and commercial area focused to sustainability. In this sense, the construction industry is a major cause of environmental impact, it consumes considerable natural resources and generates large amounts of waste. Thus, the use of waste as a raw material in the construction industry provides economic and environmental benefits. Looking for progress in this discussion, this research sought to insert two wastes (fly ash and carbide lime), generated in the metropolitan region of Porto Alegre, as a possibility for solution of Engineering. For this, a study of its mechanical behavior due to cementation and compaction provided by the mixture of these materials is necessary. However there is not a rational dosage formulation of this mixture. Therefore, this research seeks to provide subsidy to determine behavior through the use of the relation of porosity/volumetric lime content obtained from the identification and quantification of the most important variables in the controlling of strength to the mixture of two residues. That is, the formulation of equations for predicting the compressive strength of cemented material into accelerated healing. For this, tests were conducted on samples with 5, 10 and 15% of lime; with dry unit weight of 11, 12 and 13 kN/m³; for 1, 3 and 7 curing days with steam in the temperature of 40, 60 and 80°C; and 3, 7 and 14 days without steam for 23°C. The results show that increasing the amount of carbide lime, dry unit weight, curing time and temperature has as consequence the increase of unconfined compression strength of the compacted mixture. However, the temperature had a limit of influence for 3 and 7 days, where the range of 60°C to 80°C did not increase the unconfined compression strength. The porosity()/volumetric lime content (Lv) ratio adjusted by an exponent [/(Lv)0,11], proved to be adequate to formulate equations to predict the strength of the cemented material for all temperatures and curing times studied. Furthermore, the existence of unique and distinct relationships in the control of unconfined compression strength of the mixture studied as a function of porosity, lime volumetric content, temperature, as for the cure time proved to be useful in dosage formulations. The results were subjected to analysis of variance showing that all the controllable factors chosen for the experiment are significant, as well as all interactions between them.

[pt] A gestão dos Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) e seu consequente reaproveitamento ou não é um problema existente no Brasil e no mundo. No Brasil, a produção de energia mediante incineração de RSU ainda está na sua etapa inicial, como por exemplo, com a implantação da Usina Verde no campus da UFRJ, com a consequente produção de subprodutos, como as cinzas volante e de fundo. Este estudo apresenta o comportamento de um solo coluvionar argiloso estabilizado com cinzas de RSU sob carregamento estático, tendo como principal objetivo avaliar a influência destas cinzas misturadas com o solo para possíveis aplicações em obras geotécnicas. Para isso foram realizados ensaios de caracterização física, química e mecânica, como ensaios de compactação Proctor Normal e ensaios triaxiais consolidados isotropicamente drenados (CID), para o solo puro e misturas solo-cinza. Foram avaliadas as influências do teor de cinzas (20 por cento, 30 por cento e 40 por cento de cinza volante e de cinza de fundo), bem como do tempo de cura (30 e 60 dias). Os resultados mostram que todas as misturas solo-cinza apresentam melhores parâmetros de resistência, em comparação do solo puro, onde as misturas solo-cinza volante apresentaram melhores resultados quando comparadas às misturas solo-cinza de fundo. A variação de teor de cinza adicionado ao solo, sem cura, mostra que para maiores teores de cinza volante a coesão diminui e ocorre o contrário com a cinza de fundo. Com relação ao tempo de cura, na maioria dos casos houve melhora do comportamento das misturas solo-cinza em comparação ao obtido sem cura. O teor de cinza (volante ou de fundo), tempo de cura e a tensão de confinamento influenciam na deformação volumétrica das misturas solo-cinza, apresentando menores deformações volumétricas para maiores teores de cinza e maiores tempos de cura. As misturas com 40 por cento de cinza volante e 30 por cento de cinza de fundo apresentaram as melhores características de resistência e poderiam ser utilizadas como estabilizante no solo estudado, cumprindo exigências geotécnicas e ambientais, além de rebaixar os custos de obra e dar um destino mais nobre para as cinzas de RSU. / [en] Management of Municipal Solid Waste (MSW) and its subsequent reuse or not is an existing problem in Brazil and the world. In Brazil, the production of energy through incineration of MSW is still in its initial stage, for example, with the implementation of Usina Verde on campus at UFRJ, with the consequent production of byproducts, such as fly and bottom ashes. This study presents the behavior of a colluvial clayey soil stabilized with ashes from MSW under static load, with the main objective to evaluate the influence of these ashes mixed with the soil for possible applications in geotechnical works. For this characterization were performed physical, chemical and mechanical tests, as Proctor compaction tests Normal isotropically consolidated and drained triaxial (CID) for the pure and soil-ash mixtures. Were evaluated the influence of the ash content (20 per cent, 30 per cent and 40 per cent fly ash and botton ash) and of curing time (30 and 60 days). The results show that all mixtures soil-ash have better shear strength compared to the pure soil, where the soil- fly ash mixtures showed better results compared to mixtures of soil- bottom ash. The variation of the ash content added to the soil, without curing, shows that higher levels of ash the cohesion decrease and the opposite occurs with the bottom ash. Respect to the curing time, in most cases there was as improvement of the behavior of mixtures soil-ash compared to that obtained without curing. The ash content (fly or bottom), curing time and confinement stress influence the volumetric deformation to soil-ash mixtures, showed lower volumetric deformations to higher concentrations of ash and longer curing times. The mixtures with 40 per cent fly ash and 30 per cent bottom ash, showed the best characteristics of strength and could be used as stabilizer in the studied soil, compliance requirements geotechnical and environmental, in addition to lower labor costs and give a nobler destiny for the ashes of MSW.

[pt] Este estudo apresenta o comportamento de um solo arenoso estabilizado com cinzas obtidas através da incineração de Resíduo Sólido Urbano (RSU) e cal. Através de um estudo experimental, objetiva-se avaliar a aplicabilidade de misturas solo-cinza e solo-cinza volante-cal em obras geotécnicas como, por exemplo, camadas de aterros sanitários, aterros sobre solos moles e estabilização de taludes. Para isso, foram realizados ensaios de caracterização física, química e mecânica (ensaios triaxiais CID) para os materiais envolvidos. Para as misturas solo-cinza volante-cal, adicionou-se 3 porcento de cal em substituição ao peso seco das cinzas. Foram avaliadas as influências do teor de cinza (30 e 40 porcento) e tipo de cinza (volante - CV e fundo - CF), bem como o tempo de cura (0, 60 e 90 dias) para misturas com cinza volante e cal. Os resultados mostram que tanto as misturas com CV, como CF, apresentam resultados satisfatórios. Para ambas as cinzas, as porcentagens de 30 e 40 porcento apresentaram resultados similares, podendo-se adotar o valor de 40 porcento como teor ótimo, uma vez que proporciona a utilização de uma maior quantidade de resíduo. Comparando-se as cinzas, a CF apresentou resultados mais satisfatórios que a CV. Para as misturas com cura, observou-se que no tempo de 60 dias o material sofreu um maior ganho de resistência. Foram utilizados dois métodos de moldagem de corpo de prova para o ensaio com cura, obtendo-se melhor resultado para o método onde a cura era realizada em um corpo de prova pré-moldado. Portanto o uso das cinzas de RSU em mistura com este tipo de solo se mostra satisfatório, uma vez que apresentou um bom comportamento, contribui com o menor consumo de material natural e proporciona uma destinação ambientalmente correta deste resíduo. / [en] This study presents the behavior of a sandy soil stabilized with municipal solid waste ash, and lime. In order to evaluate the applicability of mixtures soil-ash and soil-fly ash-lime for using in geotechnical projects as layers of landfills, embankment on soft soils and slope stability, an experimental campaign is presented. Thus, physical, chemical and mechanical (isotropically consolidated-drained triaxial test) characterization tests were performed for each material and mixtures. It was used 3 percent of lime in the mixtures soil- fly ash-lime, being added in replacement to the dry weight of fly ash. Were evaluated the influence of ash content (30 and 40 percent), type of ash (fly ash and bottom ash) and curing time (0, 60 and 90 days) for mixtures containing fly ash and lime. The results have shown that mixtures with both kinds of ashes present a satisfactory behavior, increasing or maintaining the shear strength parameters similar to the pure material. For both kinds of ashes the variation of the content has not provided significant changes in the strength parameters, therefore, 40 percent can be considered as best content, once it provides a bigger destination of the residue. Comparing fly and bottom ash, the last has presented better results than fly ash. For mixtures with lime and cure, it has been observed better results for 60 days of cure, with greater gain of strength. Two molding methods have been used for preparing the mixture specimen, being obtained a better result with pre modeled specimen. Therefore, the use of municipal solid waste ash for stabilizing this kind of soil for using in the cited works, could minimize the current problems of waste disposal, contribute with the reduction of consumption of natural resources and give a noble use for this material.

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