Atualmente a destinação final de pneus inservíveis tornou-se um dos grandes problemas ambientais enfrentados pelo Poder Público. Esse tipo de resíduo é de decomposição muito lenta, baixa compressibilidade, o que resulta grandes volumes, além de oferecer prejuízos a natureza e à saúde pública quando não são encaminhados a uma destinação final ambientalmente adequada e segura. Diante dessa constatação, pesquisas estão sendo intensificadas considerando-se a viabilidade técnica da incorporação de borracha de pneus em materiais de construção civil. Dentre as possíveis utilizações desse resíduo destaca-se a sua incorporação como agregado em concretos de cimento Portland. No entanto, os diversos trabalhos elaborados apenas restringiram-se a avaliar o comportamento mecânico da borracha de pneus no compósito. Este trabalho tem como objetivo principal contribuir com a proposição de uma metodologia que permite correlacionar o provável desempenho físico-mecânico do concreto com borracha. O estudo foi elaborado a partir de resultados de ensaios em concretos dosados com diferentes teores de borracha incorporada em substituição à massa da areia, comparando-os com os de um concreto de referência. Os resultados permitiram concluir que quanto maior o teor de borracha incorporado no concreto, maior é a redução das suas propriedades em comparação ao concreto de referência, tais como: resistência à compressão, resistência à tração na flexão, módulo de elasticidade. O estudo também permitiu concluir, a partir de uma curva baseada na Teoria de Abrams, que a borracha incorporada se comporta como um poro no concreto e pode ser correlacionada juntamente com a água. / Nowadays, the final destination of unworthy tires has come to be one of the biggest environmental issues to government authorities. This kind of waste or residue has very low decomposition rates, and poor compressibility, which results on huge amounts. It also has the potential to provoke damages to nature and public health, especially when it was not take to an adequate and environmentally safe final destination. Upon this ascertaining, research has been increasingly made to verify the technical feasibility of incorporating tire-rubber to construction materials. One of the most feasible applications of this waste is to incorporate into Portland cement concrete as an aggregate. But several of these studies are limited to the evaluation of the mechanical properties when tire rubber is used in the compound. The main purpose of this research is to evaluate a methodology to correlate the expected physical and mechanical performances of concrete with rubber aggregate content. In this research, the concrete was submitted to tests with different rates of rubber aggregated in mass substitution of the sand, together with the reference concrete. The results show that with the increase of the rubber aggregate rate there is a decrease of the concrete properties in relation with the standard reference concrete, such as: compressive and flexural strengths, and elastic modulus. The study has also concluded, using a curve based on Abrams Law, that rubber aggregated acts like a pore in the concrete, and could be correlated together with water.

Atualmente a destinação final de pneus inservíveis tornou-se um dos grandes problemas ambientais enfrentados pelo Poder Público. Esse tipo de resíduo é de decomposição muito lenta, baixa compressibilidade, o que resulta grandes volumes, além de oferecer prejuízos a natureza e à saúde pública quando não são encaminhados a uma destinação final ambientalmente adequada e segura. Diante dessa constatação, pesquisas estão sendo intensificadas considerando-se a viabilidade técnica da incorporação de borracha de pneus em materiais de construção civil. Dentre as possíveis utilizações desse resíduo destaca-se a sua incorporação como agregado em concretos de cimento Portland. No entanto, os diversos trabalhos elaborados apenas restringiram-se a avaliar o comportamento mecânico da borracha de pneus no compósito. Este trabalho tem como objetivo principal contribuir com a proposição de uma metodologia que permite correlacionar o provável desempenho físico-mecânico do concreto com borracha. O estudo foi elaborado a partir de resultados de ensaios em concretos dosados com diferentes teores de borracha incorporada em substituição à massa da areia, comparando-os com os de um concreto de referência. Os resultados permitiram concluir que quanto maior o teor de borracha incorporado no concreto, maior é a redução das suas propriedades em comparação ao concreto de referência, tais como: resistência à compressão, resistência à tração na flexão, módulo de elasticidade. O estudo também permitiu concluir, a partir de uma curva baseada na Teoria de Abrams, que a borracha incorporada se comporta como um poro no concreto e pode ser correlacionada juntamente com a água. / Nowadays, the final destination of unworthy tires has come to be one of the biggest environmental issues to government authorities. This kind of waste or residue has very low decomposition rates, and poor compressibility, which results on huge amounts. It also has the potential to provoke damages to nature and public health, especially when it was not take to an adequate and environmentally safe final destination. Upon this ascertaining, research has been increasingly made to verify the technical feasibility of incorporating tire-rubber to construction materials. One of the most feasible applications of this waste is to incorporate into Portland cement concrete as an aggregate. But several of these studies are limited to the evaluation of the mechanical properties when tire rubber is used in the compound. The main purpose of this research is to evaluate a methodology to correlate the expected physical and mechanical performances of concrete with rubber aggregate content. In this research, the concrete was submitted to tests with different rates of rubber aggregated in mass substitution of the sand, together with the reference concrete. The results show that with the increase of the rubber aggregate rate there is a decrease of the concrete properties in relation with the standard reference concrete, such as: compressive and flexural strengths, and elastic modulus. The study has also concluded, using a curve based on Abrams Law, that rubber aggregated acts like a pore in the concrete, and could be correlated together with water.

Os investimentos iniciais em moldes na indústria de pré-moldados de concreto de cimento Portland, em geral, são altos, havendo a necessidade de utilizá-los o mais intensivamente possível entre uma e outra moldagem. A conseqüência é que a desforma pode ocorrer em instantes inadequados, comprometendo a durabilidade do produto. Isto contraria o conceito fundamental da pré-moldagem que está relacionado ao rigoroso controle de qualidade do produto. A cura térmica é uma alternativa, pois é utilizada para acelerar a resistência mecânica inicial do concreto. Esse beneficio imediato é acompanhado por uma redução na resistência final comparativamente à cura normal em câmara úmida. Esta redução é atribuída ao desenvolvimento de uma microestrutura modificada. Para investigar esse fenômeno, com base nos conhecimentos em ciência e engenharia dos materiais, desenvolve-se um estudo experimental, aplicado a pré-moldados com pequena espessura. O objetivo principal é analisar tais modificações e os compostos hidratados, formados ao longo do tempo após a cura térmica, considerando os materiais empregados e estabelecendo relações com a perda de resistência final. Leva-se em conta a influência das adições e da duração dos ciclos térmicos. A análise da microestrutura está baseada nos seguintes ensaios: porosimetria por intrusão de mercúrio, microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria e difração de raio-X. Confirma-se com base nos resultados que a cura térmica favorece a maior formação de portlandita e também acelera a reação pozolânica. Para a composição entre cimento Portland, a escória de alto forno (30%) e a sílica ativa (10%), submetidas a ciclos térmicos longos (12 horas Tmax=61°C), observa-se a maior perda na resistência mecânica a longo prazo. Neste caso, há fortes indícios de que há formação de fases com menor desempenho mecânico. Através de micrografias, para essa amostra, sugere-se a formação da etringita secundária com maior prejuízo na interface pasta-agregado. As conclusões sugerem que para minimizar as interferências no processo de cura e garantir resistências mínimas nas desmoldagens rápidas, com poucas perdas a longo prazo, é interessante associar ciclos térmicos curtos, cimento de alta resistência inicial, sílica ativa e superplastificante. / The initial investments of molds in the industry which makes pre-cast of Portland cement concrete is usually very high, thus creating a necessity to maximize the utilization of each moldings. The consequence is that the forms can be removed at inadequate time, which compromise the durability of the product. This contradicts the fundamental concepts of the pre-castings, which is related to a severe quality control. Steam curing is an alternative treatment and is used to accelerate the initial mechanical resistance of the concrete. This immediate benefit is accompanied by the decrease on final resistance compared to normal curing in humid chamber. This reduction is attributed to the development of a modified microstructure. To investigate this phenomenon, based on knowleledge of materials science and engineering, an experimental study is developed which is applied in pre-cast wich small thichness. The main objective of this work is to analyze the microstructure modifications and the hydrated compounds formed, after a period of steam curing, taking in account the used materiaIs, also to establish a relations with the loss of final strength. The influence of additions and duration of steam cycles are considered. The analyses of microstructures are based on the following tests: mercury intrusion porosimetry, scanning electron microscope, thermogravimetry and X-ray diffraction. Based on the results it can be confirmed that steam curing favors a large formation of ponlandite and also accelerates pozzolanic reaction. For the composition of Portland cement, slag fumace blast (30%) and active silica (10%), submitted for long period of thermal cycles (12 hours, Tmax=61°C), a great loss strength was observed. In this case it is possible the formation of phases with poor mechanical performance. Through micrographs, for this sample, it is observed the formation of secondary ettringite with a large damage in the interface aggregate-paste. The conclusions suggest that to minimize the interference in the process of curing and to guarantee a minimum strength during the rapid separation of the concrete from the molds, with a minor loss in a long term, it is interesting to associate short steam cycles, high initial resistance cement, adive silica and superplasticizer.

Os investimentos iniciais em moldes na indústria de pré-moldados de concreto de cimento Portland, em geral, são altos, havendo a necessidade de utilizá-los o mais intensivamente possível entre uma e outra moldagem. A conseqüência é que a desforma pode ocorrer em instantes inadequados, comprometendo a durabilidade do produto. Isto contraria o conceito fundamental da pré-moldagem que está relacionado ao rigoroso controle de qualidade do produto. A cura térmica é uma alternativa, pois é utilizada para acelerar a resistência mecânica inicial do concreto. Esse beneficio imediato é acompanhado por uma redução na resistência final comparativamente à cura normal em câmara úmida. Esta redução é atribuída ao desenvolvimento de uma microestrutura modificada. Para investigar esse fenômeno, com base nos conhecimentos em ciência e engenharia dos materiais, desenvolve-se um estudo experimental, aplicado a pré-moldados com pequena espessura. O objetivo principal é analisar tais modificações e os compostos hidratados, formados ao longo do tempo após a cura térmica, considerando os materiais empregados e estabelecendo relações com a perda de resistência final. Leva-se em conta a influência das adições e da duração dos ciclos térmicos. A análise da microestrutura está baseada nos seguintes ensaios: porosimetria por intrusão de mercúrio, microscopia eletrônica de varredura, termogravimetria e difração de raio-X. Confirma-se com base nos resultados que a cura térmica favorece a maior formação de portlandita e também acelera a reação pozolânica. Para a composição entre cimento Portland, a escória de alto forno (30%) e a sílica ativa (10%), submetidas a ciclos térmicos longos (12 horas Tmax=61°C), observa-se a maior perda na resistência mecânica a longo prazo. Neste caso, há fortes indícios de que há formação de fases com menor desempenho mecânico. Através de micrografias, para essa amostra, sugere-se a formação da etringita secundária com maior prejuízo na interface pasta-agregado. As conclusões sugerem que para minimizar as interferências no processo de cura e garantir resistências mínimas nas desmoldagens rápidas, com poucas perdas a longo prazo, é interessante associar ciclos térmicos curtos, cimento de alta resistência inicial, sílica ativa e superplastificante. / The initial investments of molds in the industry which makes pre-cast of Portland cement concrete is usually very high, thus creating a necessity to maximize the utilization of each moldings. The consequence is that the forms can be removed at inadequate time, which compromise the durability of the product. This contradicts the fundamental concepts of the pre-castings, which is related to a severe quality control. Steam curing is an alternative treatment and is used to accelerate the initial mechanical resistance of the concrete. This immediate benefit is accompanied by the decrease on final resistance compared to normal curing in humid chamber. This reduction is attributed to the development of a modified microstructure. To investigate this phenomenon, based on knowleledge of materials science and engineering, an experimental study is developed which is applied in pre-cast wich small thichness. The main objective of this work is to analyze the microstructure modifications and the hydrated compounds formed, after a period of steam curing, taking in account the used materiaIs, also to establish a relations with the loss of final strength. The influence of additions and duration of steam cycles are considered. The analyses of microstructures are based on the following tests: mercury intrusion porosimetry, scanning electron microscope, thermogravimetry and X-ray diffraction. Based on the results it can be confirmed that steam curing favors a large formation of ponlandite and also accelerates pozzolanic reaction. For the composition of Portland cement, slag fumace blast (30%) and active silica (10%), submitted for long period of thermal cycles (12 hours, Tmax=61°C), a great loss strength was observed. In this case it is possible the formation of phases with poor mechanical performance. Through micrographs, for this sample, it is observed the formation of secondary ettringite with a large damage in the interface aggregate-paste. The conclusions suggest that to minimize the interference in the process of curing and to guarantee a minimum strength during the rapid separation of the concrete from the molds, with a minor loss in a long term, it is interesting to associate short steam cycles, high initial resistance cement, adive silica and superplasticizer.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-10-25T22:17:09Z No. of bitstreams: 1 JoamirHenriqueDaSilva_DISSERT.pdf: 9007663 bytes, checksum: ce59a7e4a57c0371a40582679bbe98f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-12-16T17:35:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoamirHenriqueDaSilva_DISSERT.pdf: 9007663 bytes, checksum: ce59a7e4a57c0371a40582679bbe98f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-16T17:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoamirHenriqueDaSilva_DISSERT.pdf: 9007663 bytes, checksum: ce59a7e4a57c0371a40582679bbe98f0 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / O concreto ? um material comp?sito de matriz cer?mica e refor?o tamb?m cer?mico, que se caracteriza por apresentar o chamado comportamento mec?nico quase fr?gil. Suas propriedades s?o determinadas pela sua microestrutura, que pode ser controlada pela rela??o ?gua/cimento, tamanhos dos agregados, pela adi??o de modificadores, como a s?lica ativa, entre outros. Do ponto de vista do comportamento mec?nico, o concreto ? relativamente pouco estudado em rela??o ? tenacidade ? fratura. Neste trabalho ? estudada a rela??o entre a adi??o de diferentes teores de s?lica ativa e o comportamento mec?nico (resist?ncia ? compress?o axial e resist?ncia ? tra??o na flex?o) e a tenacidade ? fratura - utilizando corpos de prova do tipo ?short-rod?, com entalhe Chevron (KICV) - de concreto aplicado em pavimentos rodovi?rios r?gidos. Para tanto, foi produzido um total de 150 corpos de prova, sendo 45 cilindros de 15 x 30 cm, nos ensaios de compress?o axial; 45 prismas de 15 x 15 x 50 cm, nos ensaios de tra??o na flex?o; 45 do tipo ?short-rod? para a determina??o do KICV, a partir de um tra?o base (0%) e adi??es de 3, 6, 9 e 12% de adi??o de s?lica ativa, em rel??o ? massa de cimento. Os ensaios mec?nicos foram realizados aos 7 e aos 28 dias de idade. Al?m disso, as diferentes composi??es foram avaliadas do ponto de vista das respectivas massas espec?ficas, ?ndice de absor??o e ?ndice de vazios, sendo, para tanto, moldados 15 cilindros de 15 x 30cm para os ensaios de massa espec?fica, absor??o e ?ndice de vazios. Em rela??o ? prepara??o das amostras, verifica-se que a adi??o de s?lica ativa provocou uma queda no abatimento do concreto, revelando uma redu??o na consist?ncia do material, o que requereu um aumento na rela??o ?gua/cimento, para manter este abatimento constante. Em rela??o ? estrutrura do concreto, verifica-se um aumento na massa espec?fica, seguida de uma redu??o no ?ndice de absor??o e no ?ndice de vazios, com o incremento dos percentuais de s?lica ativa. Em rela??o ao comportamento mec?nico, verifica-se que a resist?ncia ? compress?o axial e a resist?ncia ? tra??o na flex?o apresentaram tend?ncia de crescimento com o aumento do percental de s?lica ativa, tanto para as amostras com 7 e 28 dias de idade. No caso das amostras ensaiadas com 28 dias de idade, em ambas as situa??es, todos os resultados m?nimos obtidos atenderam ?s especifica??es t?cnicas m?nimas exigidas para a aplica??o em pavimentos r?gidos. Em rela??o ? tenacidade ? fratura, verifica-se valores coerentes com aqueles mostrados pela literatura e, a exemplo da resist?ncia mec?nica, verifica-se tamb?m uma tend?ncia de crescimento dos valores obtidos, ? medida que se aumenta os teores de s?lica. A melhoria incremental do comportamento mec?nioc, tenacidade ? fratura e das propriedades f?sicas do concreto est? associados aos efeitos f?sicos e qu?micos da s?lica ativa, respons?vel pela redu??o de poros e pelo aumento da resist?ncia na interface argamassa/aglomerado. / The concrete is a ceramic matrix reinforced with ceramic aggregate compound type, characterized by a quasi-brittle mechanical behavior. Its physical and mechanical properties are established by its microstructure, controlled by the water/cement ratio, aggregate size and shape, by the use of modifiers like silica fume, etc. The literature show improvements in the mechanical strength, durability and density of cement portland concretes modified with silica fume. The rigid road pavements is shortly used in Brazil, which demand the enlargement of the research and development field associated with it, including materials, processing and physics and mechanics properties. In this work is studied the relationship between the addition of different amounts of silica fume (a mixture basis, with 0%, and additions of 3, 6, 9 and 12%, relative to the cement mass) and mechanical strength (resistance to axial compression, fc, and tensile strength in bending, fct) and fracture toughness - using specimens of type "short-rod" with Chevron notch, calculated from the maximum load (KICVM), and physical properties (specific gravity , absorption index and void index) of portland cement concrete applied in road rigid pavements. The chemical composition of gross materials, the concrete phases and microstructure are analyzed using the XRF, XRD and SEM techniques. The mechanical tests were performed at 7 and 28 days of concrete age. The slump test value was defined by technologic demand of the road operational execution as fixed value of 50 +/- 10 mm, obtained by initial value of water/cement ratio equal to 0,47, which suffer a small change caused by the increasing in the silica fume content that decrease the specified concrete slum test value. The growth of the silica fume content caused a decrease in the values of absorption index (a reduction in the porous volume), flexural tensile strength, and axial compressive strength and in the values of the fracture toughness. Moreover, in all of the concrete types, the minimum values of fctMk surpass the technical value required by rigid pavements (fctMk ? 4,5 MPa) and the fracture toughness values were coherent with the literatures data. These improving in the mechanical behavior and in the physical properties of the concretes are associated to physical and chemical effects promoted by silica addition in the concrete structure, characterized by a pores volume reduction and by a strengthening of matrix/aggregate interface, as demonstrated by SEM fractography analysis of the different concretes. A preliminary production cost of concretes analysis, based on the simplified Westergaard Theory to design a single plate of concrete, appointed out the economic viability of the use of silica fume as a modifier of concrete of portland cement, up to certain levels, in the construction of road rigid pavements in the State of Rio Grande do Norte / Brazil.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-30T13:20:44Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ AFONSO GONÇALVES DE MACÊDO - DISSERTAÇÃO PPGECA 1989..pdf: 62874473 bytes, checksum: fb1fdb8f43a121e308d6bbcf739a30b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-30T13:20:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ AFONSO GONÇALVES DE MACÊDO - DISSERTAÇÃO PPGECA 1989..pdf: 62874473 bytes, checksum: fb1fdb8f43a121e308d6bbcf739a30b1 (MD5) Previous issue date: 1989-08-31 / Este trabalho faz parte de um estudo mais amplo que visa a utilização de agregados graúdos não convencionais para a obtenção de misturas betuminosas e concreto de cimento Portland. Sendo concebido a partir de estudos já iniciados por outros pesquisadores, que estudaram comparativamente agregados graúdos calcários e lateríticos com um agregado graúdo granítico, visando suas utilizações em concreto betuminoso usinado ã quente. Nesta pesquisa os agregados são avaliados em laboratório,a partir de suas características físicas e mecânicas bem como fa zendo parte de um concreto betuminoso fabricado com teores de ligante determinados a partir dos estudos iniciados por Brasileiro, (1983). Também são verificadas as variações ocorridas com a absorção e massa específica dos agregados graúdos, antes e após a confecção dos corpos de prova pelo ensaio Marshall. Os resultados obtidos permiter.; concluir que, embora tenham sido obtidos em laboratório, existem boas perspectivas de utilização dos agregados lateríticos e calcários para fabricação de concreto betuminoso usinado ã quente, restando ainda, entre outras coisas, melhor adaptação da metodologia de ensaio para avaliação destes materiais e, a execução de trechos experimentais para verificar seus comportamentos em serviços. / This research, which is part of a more comprehensive study on non conventional materials, aims to utilize coarse aggregates for bituminous mixtures and concrete of Portland cement. Previous studies carried out by several investigators, have shown thorough comparative studies the feasibility of calcareous, laterite and granite coarse aggregates for hot-mix bituminous concrete. The aggregates utilized in this research are avaluated in the laboratory by its physical and mechanical characteristics.As well as in samples of bituminous concrete with binder contents, as determined by Brasileiro (1983). Also, it has been verified variations on the absorption and specific gravity of coarse aggregates, before and after the compaction of samples for Marshall test. The laboratory test results concluds that, there are good perspectives to utilize lateritic and calcareous aggregates for hot-mix bituminous concrete. Further research is needed to find the best testing methodology in order to evaluate these materials, and to construct trial pavements to verify its field behaviour.