Materiais cerâmicos provenientes de blocos e telhas presentes nos resíduos da construção civil são considerados contaminantes na produção de agregados reciclados, pois apresentam reduzida resistência mecânica à compressão e ao impacto, além de elevada porosidade. Estas características fazem com que argamassas e concretos produzidos com agregados reciclados mistos tenham baixa resistência à compressão e elevada absorção de água, devido a porosidade intrínseca desses agregados. Como uma alternativa para o aproveitamento tecnológico deste tipo de material, a cerâmica passou a ser estudada como matéria prima da álcali-ativação, seja por meio da combinação direta com a cal hidratada ou como adição ao cimento Portland (reação pozolânica). O objetivo deste trabalho é estudar a álcali-ativação de pó de blocos cerâmicos com cal hidratada, visando propriedades aglomerantes, para estudar o potencial pozolânico do agregado reciclado misto. Para isso, o estudo foi realizado em três etapas: avaliação da reatividade do pó de blocos cerâmicos em função da temperatura de sinterização; avaliação da reatividade do pó de blocos cerâmicos em função do tamanho das partículas e do tipo de ativador básico utilizado e, avaliação da cinética da reação de álcali-ativação em função da relação molar SiO2/CaO, além do método de cura. A partir dos resultados obtidos, observou-se que a reatividade do pó de blocos cerâmicos sofre influência da temperatura de sinterização da argila e do tamanho das partículas. O bloco cerâmico comercial não atingiu os requisitos físicos para ser classificado como pozolana, obtendo no ensaio Chapelle o valor de 305 mg de Ca(OH)2 fixadas por grama de pozolana e 5,5 MPa de resistência mecânica com a cal no ensaio IAP. A adição de Ca(OH)2 no pó de blocos cerâmicos, com relação molar SiO2/CaO igual a 2,75, proporcionou a maior resistência mecânica à compressão, quando curada a 77 ºC e 90% de umidade relativa, atingindo 8,5 MPa aos 28 dias. No decorrer da reação de álcali-ativação do pó de blocos cerâmicos, observou-se baixo calor de hidratação e acelerado consumo de Portlandita. Ao final da reação, foi possível a determinação de fases de silicato de cálcio e silicato de alumínio hidratados por meio de difratometria de raios X e morfologias reticulares pelo ensaio de microscopia eletrônica de varredura. / Ceramic materials from bricks and tiles present in construction waste are considered contaminants in the production of recycled aggregates, as they have a low compressive and impact strength, as well as high porosity. These characteristics make mortars and concretes produced with mixed recycled aggregates have low compressive strength and high water absorption due to the porosity of the recycled aggregates. As an alternative to the technological use of this type of material, the ceramic has been studied as an alkali-activation raw material, either by direct combination with hydrated lime or as an addition to Portland cement (pozzolan reaction). The aim of this work is to study the alkali-activation of ceramic bricks powder with hydrated lime, aiming binding properties. For this, the study was carried out in three stages: evaluation of the reactivity of the ceramic bricks powder as a function of the burning temperature; evaluation of the reactivity of the ceramic bricks powder as a function of the particle distribution; and the evaluation of the alkaliactivation reaction kinetics as a function of the SiO2/CaO molar ratio, as well as the cure method. From the results obtained, it was observed that the reactivity of the ceramic bricks powder is influenced by the burning temperature of the clay and the size of the particles. The commercial ceramic bricks did not meet the physical requirements to be classified as pozzolan, obtaining in the Chapelle test the value of 305 mg of Ca(OH)2 fixed by gram of pozzolan and 5.5 MPa of compressive strength with lime in the IAP test. The addition of Ca(OH)2 in the ceramic bricks powder whose SiO2/CaO molar ratio was 2.75 gave the highest compressive strength when cured at 77 °C and 90% of relative humidity, reaching 8.5 MPa at 28 days. In the course of the alkali-activation reaction of the ceramic bricks powder, it was observed low hydration heat and accelerated portlandite consumption. At the end of the reaction it was possible to determine calcium silicate and aluminum silicate hydrated phases by X-ray diffraction and reticular morphologies by the scanning electron microscopy.

Trabalho desenvolvido através do projeto de mestrado interinstitucional - MINTER - entre a UTFPR e o IFAM - Manaus, financiado pela CAPES e pela SUFRAMA. / Financiado pela CAPES e pela SUFRAMA. / No estado do Amazonas a questão do gerenciamento dos Resíduos de Construção e Demolição (RCD) merece atenção e soluções que sejam sustentáveis dos pontos de vista ambiental, econômico e social. O RCD gerado, bem como o Poliestireno Expandido (EPS), ainda são descartados ou conduzidos às lixeiras com os agravantes da inexistência de um projeto de gestão, visto haverem problemas com inundações, poluição dos mananciais e, significativa ocupação nos lixões controlados pelo poder público, dentre outros. Outro aspecto relevante refere-se ao uso, pela construção civil, de agregados como o seixo rolado e granito, o primeiro extraído de rios e transportado em balsas percorrendo distâncias superiores a 700 km e o segundo explorado a distâncias superiores a 150 km da cidade de Manaus, causando alto impacto ambiental e elevado custo de logística. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade técnica da produção de concreto alternativo utilizando RCD e EPSR(Poliestireno Expandido Reciclado) obtido após processo de extrusão e moagem na forma de agregado graúdo ou miúdo. Os RCDs (de concreto) selecionados em obras e britados, bem como, o EPSR foram analisados granulometricamente com a finalidade de serem incorporados à concretos aplicados a fabricação de blocos de alvenaria. Os blocos produzidos foram analisados quanto a resistência mecânica e também quanto à absorção de água. O EPSR possui baixa densidade e contribui para a obtenção de blocos mais leves. / In the Amazon State, the issue of management concerning construction and demolition waste (C&D) deserves attention and solutions that are sustainable from environmental, economical and social standpoints. The RCD produced as well as the expanded polystyrene (EPS), are still discharged in inappropriate places or taken to the dumpsters with the worsening provided by the lack of a management project such as: floods pollution of the water resources (rivers lakes and others) and significant space occupation in the landfills controlled by the city council, among others. Another aspect, related with the civil engineering sector, refers to the usage of components like the pebbles and granite, the first one extracted from rivers and transported by ferries within distances over 700 km and the second one explored within distances over 150 km from Manaus City, causing high environmental impact and high logistics cost. The goal of this research was to study the technical feasibility of producing alternative concrete using RCD and post-consumpting EPS extruded and crushed to transform it in aggregate. The RCDs (of concrete) selected in construction sites and crushed, as well as the EPSR (expanded polystyrene recycled) were analyzed in its granulometric distribution to be used as aggregate on the concrete composition features to obtain wall blocks. The produced blocks were analyzed mechanically and also regarding the water absorption level. The EPSR has low density and contributing to the production of lighter blocks. / 5000-11-25

CAPES / Os agregados reciclados vêm sendo amplamente estudados e utilizados em diversos campos da engenharia civil. Dentre suas aplicações mais comuns pode-se citar: argamassas de revestimento, bases, sub-bases e subleito de pavimentos, elementos pré-moldados de concreto, obras de contenção e aterros. O principal fator que dificulta a utilização do agregado reciclado em concretos está relacionado à capa de argamassa aderida à superfície. Esta capa tem elevada porosidade e consequentemente elevada absorção de água, o que proporciona ao concreto, menor trabalhabilidade, além do aumento do consumo de superplastificantes e de água, que por sua vez aumenta o consumo de cimento a fim de garantir a resistência mecânica à compressão. Estes fatores elevam o custo do concreto. O empacotamento de partículas, entre outros aspectos, estuda a adequada distribuição granulométrica e morfologia das partículas, bem como a incorporação de aditivos e adições minerais de modo que o índice de vazios seja o menor possível e a trabalhabilidade ideal para o concreto com determinada aplicação. O ajuste adequado desses parâmetros permite um aumento da resistência mecânica à compressão do concreto com o mesmo consumo de cimento ou, mantém a resistência com redução no consumo de cimento. Assim, o objetivo deste trabalho é aplicar técnicas de empacotamento em agregados reciclados de concreto, a fim de avaliar a efetividade dessa ferramenta na definição de traços de concretos secos utilizados em blocos para pavimentação com resistência mecânica à compressão maior que 35 MPa. Para isso, os agregados reciclados da construção civil, produzidos por diferentes equipamentos de 4 diferentes empresas localizadas em um raio de 100 km da cidade de Curitiba – PR, foram caracterizados quanto a: morfologia, distribuição granulométrica, massa específica, massa unitária, índice de vazios, composição mássica e visual, além de absorção de água. Em seguida, foi escolhido o agregado que apresentou características físicas mais propícias ao melhor empacotamento, com base na morfologia, na distribuição granulométrica e nos valores de: absorção de água, massa unitária e específica. Escolhido o agregado aplicou-se dois modelos de empacotamento de partículas: o de Funk e Dinger (Alfred) de 1980 e o de De Larrard de 1999, com e sem a introdução do cimento na análise granulométrica. Com as proporções ideais dos agregados foi então estudado, por meio do consistômetro “VeBe”, a quantidade de água para cada traço de concreto. As composições que apresentaram os melhores resultados foram testadas quanto à absorção de água, resistência mecânica à compressão axial e à tração por compressão diametral e análise microestrutural por Microscópio Eletrônico de Varredura. Os concretos foram moldados por meio da mesma vibrocompactadora de laboratório utilizada por Lima (2009), a qual consiste de uma mesa vibratória e cilindros de aço aplicados sobre os moldes, para simular a força de compactação de vibrocompactadoras industriais. Dentro do desvio padrão considerado, o modelo de empacotamento de Funk e Dinger com a introdução do cimento na análise granulométrica apresentou os melhores resultados em relação a resistência à compressão aos 28 dias e em relação a absorção de água. Um tempo de vibrocompactação em laboratório equivalente ao de máquinas industriais foi determinado. Além disso, com o mesmo consumo de cimento, concretos com agregados reciclados alcançaram resistências mecânicas dentro do desvio padrão de concretos produzidos com agregados naturais, utilizados por indústrias de pré-moldados. / Recycled aggregates have been widely studied and used in some areas of civil engineering. Among its most common applications can include: revetment mortar, bases, sub-bases, and subgrade pavements, precast concrete elements, containment works and landfills. The main factor that hinders the use of recycled aggregate in concrete is related to the mortar layer adhered to the surface. This layer has high porosity and therefore high water absorption, which gives the concrete, lower workability, and increased content of superplasticizers and water, which in turn increases the consumption of cement in order to ensure the compressive strength. These factors increase the cost of the concrete. The particles packing, among other things, studying the proper particle size distribution and particle morphology, as well as the incorporation of additives and mineral additions such that the voids content is minimized and optimum workability to concrete with particular application. Proper adjustment of these parameters allows an increase mechanical strength of the concrete with the same cement content or, maintains the strength with reduction in the cement content. Thus, the objective of this work is to apply particles packing techniques in recycled concrete aggregates in order to evaluate the effectiveness of this tool in the dry concrete compositions used in paving blocks with compression mechanical strength to greater than 35 MPa. For this, the recycled concrete aggregates produced by different equipment of 4 different companies located within a radius of 100 km from the city of Curitiba - PR, were characterized for: morphology, particle size distribution, density, bulk density, void ratio, mass and visual composition and water absorption. Then, it was chosen the aggregate more favorable physical characteristics to the best packing, on the basis of morphology and the particle size analysis and the values of: water absorption, density and bulk density. Chosen the aggregate particles was applied to two packing packing models: Funk and Dinger (Alfred) of 1980 and De Larrard of 1999, with and without the introduction of cement in particle size distribution. With the ideal proportions of aggregates were then studied by means of consistometer "VeBe", the amount of water for each concrete mix. The compositions that showed the best results were tested for water absorption, mechanical resistance to axial compression, tensile strength by diametrical compression and microstructural analysis by Scanning Electron Microscope. The concrete was cast by the same laboratory vibro-compression machine used by Lima (2009), which consists of a vibrating table and steel rollers applied on the molds, to simulate the compaction force of industrial vibro-compression machine. Within the standard deviation considered the packing packing model of Funk and Dinger with the introduction of cement particle size analysis showed the best results with respect to compression strength at 28 days and for the absorption of water. A lab equivalent time of vibro-compression to industrial machines can be found and this time becomes greater when using recycled aggregates. Moreover, with the same consumption of cement concrete with recycled aggregates achieved mechanical strength within the standard deviation of concretes produced with natural aggregates used by precast industries.

Trabalho desenvolvido através do projeto de mestrado interinstitucional - MINTER - entre a UTFPR e o IFAM - Manaus, financiado pela CAPES e pela SUFRAMA. / Financiado pela CAPES e pela SUFRAMA. / No estado do Amazonas a questão do gerenciamento dos Resíduos de Construção e Demolição (RCD) merece atenção e soluções que sejam sustentáveis dos pontos de vista ambiental, econômico e social. O RCD gerado, bem como o Poliestireno Expandido (EPS), ainda são descartados ou conduzidos às lixeiras com os agravantes da inexistência de um projeto de gestão, visto haverem problemas com inundações, poluição dos mananciais e, significativa ocupação nos lixões controlados pelo poder público, dentre outros. Outro aspecto relevante refere-se ao uso, pela construção civil, de agregados como o seixo rolado e granito, o primeiro extraído de rios e transportado em balsas percorrendo distâncias superiores a 700 km e o segundo explorado a distâncias superiores a 150 km da cidade de Manaus, causando alto impacto ambiental e elevado custo de logística. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi estudar a viabilidade técnica da produção de concreto alternativo utilizando RCD e EPSR(Poliestireno Expandido Reciclado) obtido após processo de extrusão e moagem na forma de agregado graúdo ou miúdo. Os RCDs (de concreto) selecionados em obras e britados, bem como, o EPSR foram analisados granulometricamente com a finalidade de serem incorporados à concretos aplicados a fabricação de blocos de alvenaria. Os blocos produzidos foram analisados quanto a resistência mecânica e também quanto à absorção de água. O EPSR possui baixa densidade e contribui para a obtenção de blocos mais leves. / In the Amazon State, the issue of management concerning construction and demolition waste (C&D) deserves attention and solutions that are sustainable from environmental, economical and social standpoints. The RCD produced as well as the expanded polystyrene (EPS), are still discharged in inappropriate places or taken to the dumpsters with the worsening provided by the lack of a management project such as: floods pollution of the water resources (rivers lakes and others) and significant space occupation in the landfills controlled by the city council, among others. Another aspect, related with the civil engineering sector, refers to the usage of components like the pebbles and granite, the first one extracted from rivers and transported by ferries within distances over 700 km and the second one explored within distances over 150 km from Manaus City, causing high environmental impact and high logistics cost. The goal of this research was to study the technical feasibility of producing alternative concrete using RCD and post-consumpting EPS extruded and crushed to transform it in aggregate. The RCDs (of concrete) selected in construction sites and crushed, as well as the EPSR (expanded polystyrene recycled) were analyzed in its granulometric distribution to be used as aggregate on the concrete composition features to obtain wall blocks. The produced blocks were analyzed mechanically and also regarding the water absorption level. The EPSR has low density and contributing to the production of lighter blocks. / 5000-11-25

CAPES / Os agregados reciclados vêm sendo amplamente estudados e utilizados em diversos campos da engenharia civil. Dentre suas aplicações mais comuns pode-se citar: argamassas de revestimento, bases, sub-bases e subleito de pavimentos, elementos pré-moldados de concreto, obras de contenção e aterros. O principal fator que dificulta a utilização do agregado reciclado em concretos está relacionado à capa de argamassa aderida à superfície. Esta capa tem elevada porosidade e consequentemente elevada absorção de água, o que proporciona ao concreto, menor trabalhabilidade, além do aumento do consumo de superplastificantes e de água, que por sua vez aumenta o consumo de cimento a fim de garantir a resistência mecânica à compressão. Estes fatores elevam o custo do concreto. O empacotamento de partículas, entre outros aspectos, estuda a adequada distribuição granulométrica e morfologia das partículas, bem como a incorporação de aditivos e adições minerais de modo que o índice de vazios seja o menor possível e a trabalhabilidade ideal para o concreto com determinada aplicação. O ajuste adequado desses parâmetros permite um aumento da resistência mecânica à compressão do concreto com o mesmo consumo de cimento ou, mantém a resistência com redução no consumo de cimento. Assim, o objetivo deste trabalho é aplicar técnicas de empacotamento em agregados reciclados de concreto, a fim de avaliar a efetividade dessa ferramenta na definição de traços de concretos secos utilizados em blocos para pavimentação com resistência mecânica à compressão maior que 35 MPa. Para isso, os agregados reciclados da construção civil, produzidos por diferentes equipamentos de 4 diferentes empresas localizadas em um raio de 100 km da cidade de Curitiba – PR, foram caracterizados quanto a: morfologia, distribuição granulométrica, massa específica, massa unitária, índice de vazios, composição mássica e visual, além de absorção de água. Em seguida, foi escolhido o agregado que apresentou características físicas mais propícias ao melhor empacotamento, com base na morfologia, na distribuição granulométrica e nos valores de: absorção de água, massa unitária e específica. Escolhido o agregado aplicou-se dois modelos de empacotamento de partículas: o de Funk e Dinger (Alfred) de 1980 e o de De Larrard de 1999, com e sem a introdução do cimento na análise granulométrica. Com as proporções ideais dos agregados foi então estudado, por meio do consistômetro “VeBe”, a quantidade de água para cada traço de concreto. As composições que apresentaram os melhores resultados foram testadas quanto à absorção de água, resistência mecânica à compressão axial e à tração por compressão diametral e análise microestrutural por Microscópio Eletrônico de Varredura. Os concretos foram moldados por meio da mesma vibrocompactadora de laboratório utilizada por Lima (2009), a qual consiste de uma mesa vibratória e cilindros de aço aplicados sobre os moldes, para simular a força de compactação de vibrocompactadoras industriais. Dentro do desvio padrão considerado, o modelo de empacotamento de Funk e Dinger com a introdução do cimento na análise granulométrica apresentou os melhores resultados em relação a resistência à compressão aos 28 dias e em relação a absorção de água. Um tempo de vibrocompactação em laboratório equivalente ao de máquinas industriais foi determinado. Além disso, com o mesmo consumo de cimento, concretos com agregados reciclados alcançaram resistências mecânicas dentro do desvio padrão de concretos produzidos com agregados naturais, utilizados por indústrias de pré-moldados. / Recycled aggregates have been widely studied and used in some areas of civil engineering. Among its most common applications can include: revetment mortar, bases, sub-bases, and subgrade pavements, precast concrete elements, containment works and landfills. The main factor that hinders the use of recycled aggregate in concrete is related to the mortar layer adhered to the surface. This layer has high porosity and therefore high water absorption, which gives the concrete, lower workability, and increased content of superplasticizers and water, which in turn increases the consumption of cement in order to ensure the compressive strength. These factors increase the cost of the concrete. The particles packing, among other things, studying the proper particle size distribution and particle morphology, as well as the incorporation of additives and mineral additions such that the voids content is minimized and optimum workability to concrete with particular application. Proper adjustment of these parameters allows an increase mechanical strength of the concrete with the same cement content or, maintains the strength with reduction in the cement content. Thus, the objective of this work is to apply particles packing techniques in recycled concrete aggregates in order to evaluate the effectiveness of this tool in the dry concrete compositions used in paving blocks with compression mechanical strength to greater than 35 MPa. For this, the recycled concrete aggregates produced by different equipment of 4 different companies located within a radius of 100 km from the city of Curitiba - PR, were characterized for: morphology, particle size distribution, density, bulk density, void ratio, mass and visual composition and water absorption. Then, it was chosen the aggregate more favorable physical characteristics to the best packing, on the basis of morphology and the particle size analysis and the values of: water absorption, density and bulk density. Chosen the aggregate particles was applied to two packing packing models: Funk and Dinger (Alfred) of 1980 and De Larrard of 1999, with and without the introduction of cement in particle size distribution. With the ideal proportions of aggregates were then studied by means of consistometer "VeBe", the amount of water for each concrete mix. The compositions that showed the best results were tested for water absorption, mechanical resistance to axial compression, tensile strength by diametrical compression and microstructural analysis by Scanning Electron Microscope. The concrete was cast by the same laboratory vibro-compression machine used by Lima (2009), which consists of a vibrating table and steel rollers applied on the molds, to simulate the compaction force of industrial vibro-compression machine. Within the standard deviation considered the packing packing model of Funk and Dinger with the introduction of cement particle size analysis showed the best results with respect to compression strength at 28 days and for the absorption of water. A lab equivalent time of vibro-compression to industrial machines can be found and this time becomes greater when using recycled aggregates. Moreover, with the same consumption of cement concrete with recycled aggregates achieved mechanical strength within the standard deviation of concretes produced with natural aggregates used by precast industries.

A Construção Civil é um dos setores que mais consomem matérias-primas e também gera resíduos sólidos urbanos. É importante, que se consuma menos matérias-primas e que sejam aproveitados estes resíduos gerados. Uma das propostas para esta situação seria reciclar estes resíduos e transformá-los em agregados e filers, para então usá-los na produção de concretos. Ainda se encontram muitas barreiras para utilização destes agregados e filers em concretos, com e sem função estrutural e, dentre os principais motivos está a dificuldade de se alcançar resistências similares as dos concretos produzidos com matérias-primas naturais. Devido a este fato, foi proposto um estudo para analisar a influência do empacotamento de partículas nos agregados reciclados e ainda verificar a possibilidade de uso do filer de pó do polimento das placas de concreto para revestimento de piso. Inicialmente foram caracterizados dois lotes de agregados reciclados e apenas o de resíduo de concreto (ARC) foi considerado adequado para o estudo. Foram propostos três planejamentos experimentais compostos por mistura simplex com 4 fatores das misturas, contendo além dos agregados, filer e cimento Portland CP-V. Foram realizados estudos sobre as massas unitárias das amostras, para cada um dos planejamentos, considerando toda a faixa granulométrica, e também, amostras sem o material passante pela peneira com abertura de 0,150 mm. A quantidade de água foi determinada pelo consistômetro de Vebe, e a partir deste dado foi calculado o excesso de pasta. Após a obtenção dos corpos de prova, sob vibrocompactação, foi determinado o comportamento da resistência mecânica e da absorção de água. A análise dos resultados mostrou que o melhor empacotamento de partículas dos agregados ocorre na faixa de 42% a 58% de pedrisco. O filer utilizado em grandes quantidades, aumenta significativamente o consumo de água de amassamento e o de excesso de pasta, e por consequência, o aumento da absorção de água e perda de resistência do concreto seco. Entretanto, em quantidades menores que o volume de poros, a inclusão do filer é aceitável, pois não há afastamento das partículas. Conclui-se que, na faixa granulométrica estudada não houve alteração de resistência mecânica, sendo o fator preponderante a concentração de cimento. As resistências à compressão observadas mostram que estes agregados podem ser utilizados na fabricação de artefatos de concreto, como por exemplo, produção de blocos de vedação. / Civil Construction is one of the sectors that consumes the rawest materials and also generates municipal solid waste. It is important that less raw materials are consumed and that waste generated is used. One of the proposals for this situation would be to recycle these wastes and turn them into aggregates and filers and then use them in the production of concrete. There are still many barriers to the use of these aggregates and filers in concrete, with and without structural function, and among the main reasons is the difficulty of achieving similar resistance to concrete produced with natural raw materials. Due to this fact, a study was proposed to analyze the influence of the packing of particles in the recycled aggregates and to verify the possibility of using the filter of powder of the polishing of the concrete plates for floor covering. Initially, two batches of recycled aggregates were characterized and only that of concrete residue was considered adequate for the study. Three experimental schedules were proposed, composed of 4 factors of the mixtures, plus the aggregates, filer and Portland cement CP-V. Samples were analyzed for the sample masses, considering the entire grain size range, as well as samples without material passing through the sieve with a 0.150 mm opening. The amount of water was determined by the Vebe consist meter, and from this data, the excess paste was calculated. After the test specimens were obtained, under vibrarocompaction, the behavior of the mechanical resistance and the water absorption were determined. The analysis of the results showed that the best packaging of particles of the aggregates occurs in the range of 42% to 58% of hail. The filer used in large quantities significantly increases the consumption of kneading water and excess paste, and consequently, increased water absorption and loss of strength of dry concrete. However, in smaller amounts than the pore volume, the inclusion of the filer is acceptable, since there is no separation of the particles. It was concluded that in the granulometric range studied, there was no change in mechanical strength, being the preponderant factor the concentration of cement. The observed compressive strengths show that these aggregates can be used in the manufacture of concrete artifacts, such as the production of sealing blocks.