El objetivo de la presente investigación es diseñar concreto con agregado grueso reciclado con resistencia a la compresión de f´c = 210 kg/cm2 y demostrar su viabilidad para construcción de muros prefabricados de viviendas modulares con el método ACI en el distrito de Villa María del Triunfo, Lima. Basándose en ello, se busca incentivar el reciclaje para la fabricación de viviendas modulares que ofrezcan una mejor calidad de vida. Se desarrolló una investigación de tipo aplicada y experimental, realizado con una muestra de 280 probetas y 10 vigas de concreto natural y reciclado. Como técnica principal se utilizó el estudio de campo y como instrumento, el análisis de datos cuantitativos. Se recolectó un conglomerado de 5 m3 de material de demolición de una acera de concreto y se realizó el proceso de transformación para obtener agregado grueso reciclado en tamaño nominal de 1”. Se diseñó mezclas de concreto con agregado natural y agregado reciclado al 25%, 50%, 75% y 100% de sustitución, realizándose ensayos por resistencia a la compresión, flexión y tracción al concreto endurecido. Asimismo, se realizó un análisis de costos sobre la producción por m3 entre el concreto con agregado reciclado versus el concreto con agregado convencional. Además, se diseñó un módulo familiar con concreto reciclado y se analizó su comportamiento estructural en un software. Finalmente, el agregado grueso de concreto reciclado puede sustituir al 100% la piedra natural triturada y con ello disminuir la explotación de la corteza terrestre para la extracción de piedra natural. / The research objective is to design concrete with recycled coarse aggregate with compression resistance of f´c = 210 kg/cm2, and to demonstrate its viability for the construction of prefabricated walls of modular homes with the ACI method in the district of Villa María del Triunfo in Lima. According to this, it seeks to encourage the use of recycled materials in modular homes manufacturing which also offers a better quality of life. Applied experimental research was carried out with a sample of 280 specimens and 10 beams of natural and recycled concrete. The main technique used was the field study, and the instrument, quantitative data analysis. A conglomerate of 5 m3 of demolition material was collected from a concrete sidewalk and the transformation process was carried out to obtain recycled coarse aggregate in nominal size of 1". Mixtures of concrete with natural aggregate and recycled aggregate at 25%, 50%, 75% and 100% replacement levels were designed, performing tests for resistance to compression, bending and traction to hardened concrete. In addition, a cost analysis on the production per m3 was carried out, comparing concrete with recycled aggregate versus concrete with conventional aggregate. Furthermore, a module with recycled concrete was designed and its structural behavior was analyzed in a structural design software. In conclusion, the coarse recycled concrete aggregate can replace 100% crushed natural stone and can thereby reduce the earth's crust exploitation for the extraction of natural stone. / Tesis

[pt] Nas últimas décadas, o setor da construção tem procurado mitigar os efeitos da sua atividade desenvolvendo novas formulações de materiais mais sustentáveis. Diversos estudos têm analisado a viabilidade do uso de agregado reciclado a partir de resíduos de construção e demolição, em substituição ao agregado natural. As normas internacionais restringem o uso de agregados reciclados em concreto estrutural, geralmente limitando-se a agregados reciclados compostos apenas por fragmentos cimentícios. Entretanto, a utilização de agregado reciclado com certo teor de fragmentos cerâmicos simplificaria o processo de separação antes da reciclagem, tornando-a mais viável e barata. Neste trabalho, observou-se que mesmo a substituição de 100 por cento do agregado natural por agregado reciclado misto não causou impacto significativo nas propriedades do concreto fresco e endurecido. Os resultados experimentais também mostraram que o Modelo do Empacotamento Compressível pode ser aplicado com sucesso para a dosagem de concretos produzidos com agregado reciclado misto até a classe de resistência C50. Por fim, os resultados à flexão de vigas curtas de concreto armado mostraram que as prescrições da norma brasileira ABNT NBR 6118:2014 para concretos convencionais também podem ser aplicadas a vigas de concreto com agregado reciclado misto com até 15 por cento de fragmentos cerâmicos. / [en] In the last decades, the construction sector has tried to mitigate the adverse effects of its activity by developing new formulations for more sustainable materials. Several studies have analyzed the feasibility of using recycled aggregate from construction and demolition waste in concrete to replace natural aggregate. International standards restrict the use of recycled aggregates in structural concrete, usually limiting to recycled aggregates composed only of cement-based fragments. However, using recycled aggregate with a certain content of ceramic fragments would simplify the separation process before recycling, making it more feasible and cheaper. In this work, it was observed that even replacing 100 percent of the natural aggregate with mixed recycled aggregate did not cause a significant impact on fresh and hardened concrete properties. The experimental results also showed that the Compressible Packing Model could be successfully applied for the mix design of mixed recycled aggregate concrete up to strength class C50. Finally, the results regarding the flexural behavior of short reinforced concrete beams showed that the prescriptions of the Brazilian standard ABNT NBR 6118:2014 for the bending behavior of conventional concrete beams could also be applied to beams made with concrete with mixed recycled aggregate up to 15 percent of ceramic fragments.

É crescente o interesse e a necessidade de substituição de materiais preparados a partir de matéria-prima obtida de fontes fósseis, por materiais oriundos de fontes renováveis, como os compósitos poliméricos reforçados com fibras naturais. Adicionalmente, é acelerada a geração de descarte de embalagens plásticas no país, comparativamente à reciclagem de materiais. Neste contexto, o presente trabalho consistiu na busca pelo aprimoramento de processos de preparação de compósitos baseados em poli (tereftalato de etileno) reciclado (PET reciclado) e fibras de sisal. As fibras de sisal foram caracterizadas segundo o teor de componentes químicos majoritários, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise térmica (calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG)) e espectroscopia na região do infravermelho (IV). O PET reciclado foi caracterizado por DSC, TG, IV e determinação do índice de fluidez. Inicialmente, compósitos de PET reciclado/fibras de sisal foram processados via reometria de torque, com posterior termoprensagem, à temperatura de 260ºC, porém foi observada a decomposição térmica das fibras, ou seja, o recobrimento pela matriz não retardou a decomposição das fibras. Consequentemente, visando uma diminuição da temperatura de fusão do PET reciclado (~265ºC), a fim de evitar a decomposição térmica das fibras durante o processamento, os plasticizantes acetil tributil citrato (ATBC), tributil citrato (TBC), glicerol, óleo de mamona (OM) e óleo de soja epoxidado (OSE) foram acrescentados às formulações dos compósitos. Adicionalmente, polibutadieno hidroxilado líquido (PBHL) foi acrescentado à formulação do material, visando avaliar sua ação como agente compatibilizante/de acoplamento na interface fibra-matriz. Destaca-se que estes plasticizantes foram escolhidos por serem oriundos de fontes renováveis, assim como por possuírem grupos nas respectivas estruturas com afinidade tanto por grupos presentes nos componentes da fibra como na matriz. Desta forma a possível ação dos mesmos como compatibilizantes também foi considerada. Os plasticizantes foram caracterizados por DSC, TG e IV. A exploração de parâmetros de processamento, usando plasticizantes, foi feita misturando os componentes usando pás rotativas, seguido de moldagem por compressão. A composição da mistura e parâmetros de processamento, que levaram ao melhor conjunto de resultados, foi considerada para processamento via reometria de torque/termoprensagem. Os compósitos foram caracterizados por MEV, DSC, TG, absorção de água, e com relação às suas propriedades mecânicas por análise térmica dinâmico-mecânica (DMTA), e ensaios de resistência ao impacto e à flexão. Analisando-se os resultados obtidos, observa-se que, com relação aos diferentes processamentos dos compósitos, a moldagem por compressão foi mais adequada para a preparação dos compósitos de PET reciclado/fibras de sisal, principalmente em relação ao superior desempenho mecânico apresentado por estes materiais, em comparação aos compósitos processados por reometria de torque e posterior termoprensagem. O PET reciclado não reforçado, dentre as propriedades mecânicas apresentadas, não apresentou boa resistência ao impacto, assim como os compósitos preparados a partir dele, ou seja, a propriedade do PET reciclado foi predominante nos compósitos. No entanto, o uso de plasticizantes viabilizou não só o processamento dos compósitos à menor temperatura, assim como aumentou a molhabilidade da fibra pelo polímero, por diminuir a viscosidade da mistura. Ainda, no geral, as micrografias das superfícies de fratura dos compósitos demonstraram uma boa adesão na interface fibra-matriz, indicando atuação dos plasticizantes também como compatibilizantes entre fibra e matriz. Destaca-se que, no geral, os resultados de resistência à flexão e DMTA apontaram no sentido de que a presença das fibras e plasticizantes levaram a materiais menos rígidos e mais flexíveis. Dentre os compósitos, pode-se considerar que a mistura PET reciclado/fibras de sisal/glicerol/ TBC apresentou o melhor desempenho mecânico, que levou, no geral, ao melhor resultado de resistência ao impacto, boa resistência à flexão e deformação na ruptura. O compósito de PET reciclado/fibras de sisal, contendo em sua composição somente o plasticizante TBC, também apresentou um bom desempenho frente aos demais compósitos, com o melhor resultado de resistência à flexão, maior módulo de armazenamento e baixo teor de água absorvida. Assim, como pretendido, viabilizou-se o preparo de compósitos de PET reciclado/fibras de sisal, com a adição de diferentes tipos e misturas de plasticizantes, avaliando-se não somente a influência destes, assim como parâmetros de processo, uso de diferentes tipos de processamento e propriedades finais dos materiais gerados. / There is an increasing interest and need for the replacement of materials prepared from raw material obtained from fossil sources by those from renewable sources, such as polymeric composites reinforced with natural fibers. Additionally, the generation of plastic packaging disposal is accelerated in the country compared to materials recycling. In this context, the focus of this investigation was on the search for developing processes for the preparation of composites based on recycled poly (ethylene terephthalate) (recycled PET) and sisal fibers. The sisal fibers were characterized according to the content of major chemical components by X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM), thermal analysis (differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG)) and by infrared spectroscopy (IR). The recycled PET was characterized by DSC, TG, IV and melt index determination. Initially, composites of recycled PET/sisal fibers were processed in a Haake torque rheometer with subsequent thermopressing, at 260ºC, but this method proved to be inefficient, since fiber decomposition was observed, i.e., the decomposition of the fibers was not delayed by the matrix coating. Consequently, by aiming at obtaining a decrease of the melting temperature of the recycled PET (~ 265ºC) in order to avoid thermal decomposition of the fibers during processing, the plasticizers, acetyl tributyl citrate (ATBC), tributyl citrate (TBC), glycerol, castor oil (CO) and epoxidized soybean oil (OSE) were added to the formulations of the composites. In addition, hydroxylated liquid polybutadiene (PBHL) was added to the formulation of the material to evaluate its action as a compatibilizer/coupling agent in the fiber-matrix interface. It is emphasized that these plasticizers were chosen because they come from renewable sources, as well as having groups in the respective structures with affinity for both groups present in components of the fiber and the matrix. Thus the possible action of plasticizers as compatibilizers was also considered. The plasticizers were characterized by DSC, TG and IV. The exploitation of processing parameters using plasticizers was made by mixing the components using shovels, followed by compression molding. The composition of the mixture and the processing parameters, which led to the best set of results, were considered for processing via torque rheometry/thermopressing. The composites were characterized by SEM, DSC, TG, water absorption, and regarding their mechanical properties, by dynamic mechanical thermal analysis (DMTA) and impact and flexural strength. Analyzing the results, it is observed that when it comes to different processes of composites, compression molding was the most suitable for the preparation of the composites of recycled PET/sisal fibers, especially in relation to the superior mechanical performance presented by these materials compared to composites processed by torque rheometry and subsequent thermopressing. The non-reinforced recycled PET, among the mechanical properties shown, did not show a good impact strength, nor did the composites prepared from it, i.e., the property of recycled PET in the composites was predominant. However, not only did the use of plasticizers allow the processing of the composites at a lower temperature, but also it increased the wettability of the polymer-fiber by reducing the viscosity of the mixture. Still, in general, the SEM images of fractured surfaces of the composites showed a good adhesion between fiber-matrices, indicating activity of plasticizers and also compatibilizers between fiber and matrix. It is noteworthy that, in general, the results of flexural strength and DMTA pointed out that the presence of plasticizers led to less rigid and more flexible materials. Among the composites, it can be assumed that the mixture recycled PET/sisal fibers/glycerol/TBC presented the best mechanical performance, which in general led to the best result of impact strength, good flexural strength and fracture strain. The composite of recycled PET/sisal fibers in its composition, containing only the TBC plasticizer, also performed well compared to other composites, with the best result of flexural strength, higher storage modulus and low moisture absorption. Thus, as desired, the preparation of composites based on recycled PET/sisal fibers with the addition of different types and mixtures of plasticizers was enabled, evaluating not only their influence but also process parameters, the use of different types of processing and the final properties of the generated materials.

O poliuretano (PU) representa um dos grupos mais importantes de polímeros, com uma grande variedade de tipos e alta versatilidade de aplicações. É uma classe de polímeros na qual as unidades formadoras da cadeia polimérica são interligadas por ligações uretânicas, -O(CO)(NH)- . As macromoléculas são formadas pela reação de pré-polímeros contendo grupos terminais hidroxila com di-isocianatos. Quando excesso de diisocianato é empregado, a macromolécula resultante terá, em suas extremidades, grupos isocianato que podem então reagir com diferentes dióis poliméricos para extender adicionalmente as cadeias, ou com trióis para formar ligações cruzadas (Allcock et al., 2003). Devido a alta versatilidade do poliuretano e por ser o principal componente de produtos de alto consumo como colchões e geladeiras, o volume de resíduo de PU gerado é cada vez maior e por se tratar de um termo-fixo sua reciclagem não é um processo simples. O objetivo do presente trabalho é analisar os efeitos do uso de um poliol reciclado através de um processo de glicólise especifico nas propriedades mecânicas de uma espuma rígida de poliuretano. Diversos métodos de glicólise foram analisados da literatura e com base nas informações encontradas uma rota ótima foi proposta/escolhida. O produto gerado foi então caracterizado e utilizado em diferentes proporções em substituição ao poliol base em formulações padrão de espumas rígidas de poliuretano, de forma que os efeitos da adição do mesmo sobre as características finais relevantes da espuma pudessem ser observadas. O processo de reciclagem apresentado no presente estudo mostrou-se um processo efetivo no tratamento de resíduos industriais de espuma de poliuretano rígido, uma vez que o processo é rápido, de custo relativamente baixo e produz um produto final de qualidade comparável ao dos produtos virgens existentes no mercado. A funcionalidade e número de OH superiores do poliol recuperado trazem inclusive melhorias na estrutura mecânica da espuma final obtida a partir do uso do mesmo. A presença de impurezas advindas de reações secundárias mostraram sua influência na alteração da reatividade da reação de formação da espuma de poliuretano, porém este fato pôde ser ajustado através de alterações no nível de catalisadores adicionados a formulação. / The polyurethane (PU) represents one of the most important groups of polymers, with very versatile types and applications. It is a class of polymers in which the polymeric chain components are linked by uretanic linkages, -O(CO)(NH)-. The macromolecules are formed by the reaction of pre-polymers containg hydroxyl end groups with di- isocyanates. When excess of Isocyanate is used, the resulting macromolecule will have, in its edges, isocyanate groups that can react with different polymeric diols to extent additionally the chains, or with triols to form cross-linked polymers. (Allcock et al., 2003) The unlimited nature of the components A and B plus the several applications makes the PU one of the most versatile plastics. Due to its high versatility and for being the main component in mass consumption products like refrigerators and mattresses, the volume of PU residues generated is each time higher and once it is a thermoset its recycling methods are not easy. The objective of the present work is analyzing the effects of the use of a recycled polyol obtained through a specific glycolysis process in the mechanical properties of rigid PU foam. Different glycolysis methods were analyzed from previous art and an ideal route was established. The recycled polyol was characterized and used in different proportions in substitution of the conventional polyol in standard formulations for rigid foam production, thus the effects of this substitution could be observed. The proposed recycling process showed to be very effective in the recovering of polyols from PU rigid foam residues, once the process is fast, relatively low cost and produces a final product with equivalent quality of a conventional polyol. The higher functionality and OH number of the recovered polyol brings to the final foam superior mechanical properties. The presence of secondary products like primary amines generated in the process could be noticed by the increase in the reactivity of the formulations using the recycled polyol, although this fact was proved to be manageable through adjustments in the aminic catalyst add to the formulations.

Esta dissertação teve por objetivo iniciar investigações sobre os efeitos do uso de agregados reciclados contaminados por baixos teores de gesso de construção, em argamassas de assentamento de alvenarias. Na presença de umidade e por ação de minerais do gesso ou de outros mais complexos, que sejam formados, há riscos de fissuras, eflorescências e de deterioração progressiva dessas paredes. Um programa experimental foi realizado para a avaliação acelerada desses processos, por medidas de propriedades químicas, físicas e mecânicas de vinte argamassas. Materiais regionais usados em alvenarias e concreto na cidade de Socorro-SP foram escolhidos, pois lá existe uma usina de reciclagem, que produz areia reciclada para essas argamassas e com elevado teor de finos. Quatro agregados reciclados de granulometria muito fina e similar entre si foram artificialmente produzidos, por processos controlados de construção e demolição. Assim, estudou-se um agregado reciclado não contaminado (A1 com SO3 igual a 0,2 %) e outros três idênticos, com previsão de contaminação progressiva (A2, A3 e A4 , mas que resultaram com teor de SO3 total da ordem de 0,5 % a 0,6 %). Quatro grupos de argamassas foram produzidos com variação do consumo de cimento (200, 150 e 100 kg/m3), tipo de cimento (CP II e CP III) e ainda com e sem o uso de cal hidratada tipo CH III (teor elevado de carbonatos). O consumo de agregado reciclado anidro nas argamassas variou entre 1300 e 1200 kg/m3. Em cada grupo, foi ainda produzida uma argamassa mista, com areia muito pura e quartzosa, de granulometria e dosagem mais próximas às de argamassas normalizadas para alvenarias. A metodologia do programa baseou-se no envelhecimento acelerado das argamassas, a partir de 63 dias de idade e por ciclos de 7 dias em câmara úmida, alternados por 7 dias em estufa ventilada a 40 oC. Essa ciclagem foi adotada após criterioso levantamento bibliográfico e visando-se um processo holístico de deterioração preconizado por Collepardi (2003), inclusive para agregados reciclados contaminados por sulfatos. A partir de 63 dias de idade, foram então caracterizadas regularmente as seguintes propriedades das argamassas: resistência à tração na flexão, resistência à compressão, módulos de elasticidade estático e dinâmico. Durante a ciclagem, foram realizados ensaios complementares de termogravimetria e análise química quantitativa de sulfatos solúveis e de sais solúveis totais nas argamassas. Um conjunto de corpos-de-prova das argamassas permaneceu em câmara seca e foi também ensaiado a 175 dias, inclusive quanto à suscetibilidade a eflorescência. Entre 63 e 175 dias, foram realizados 8 ciclos de envelhecimento e conclui-se que a principal propriedade mecânica afetada durante a ciclagem foi a resistência à tração na flexão das argamassas e isto ocorreu a partir de 91 dias, nos quatro grupos de argamassas com agregado reciclado, sendo que entre 63 e 91 dias se quantificou uma evolução significativa de carbonatação pela termogravimetria. Os grupos de argamassas mistas com cimento e cal hidratada mostraram melhor desempenho neste estudo do que as argamassas simples de cimento e areia reciclada fina, inclusive quanto à eflorescência. Os resultados obtidos são restritos ao estudo de caso, mas permitem concluir que a contaminação de agregados reciclados para argamassas, por baixos teores de gesso de construção já foi suficiente para produzir alterações significativas no desempenho mecânico das argamassas e nos seus níveis de sulfatos solúveis, que foram alterados de forma coerente com a ciclagem e sendo possível a sua interpretação com base em teorias mais recentes de especialistas no tema. Por fim, o trabalho confirmou ser recomendável um limite máximo de sulfatos solúveis na faixa entre 0,1 % e 0,2 %, sobre a massa de agregados reciclados para argamassas. Estes níveis são preconizados por instituição alemã especializada em durabilidade de alvenarias. Concluiu-se que também pode ser adotado o critério da DIN 4226-100 (< 600 mg/L de SO4), compatível com a faixa citada. / This is an abstract of a Master of Science project carried out at EPUSP, Universidade de São Paulo, Brazil, aimed at investigating the effects of the use of recycled aggregates contaminated by small contents of gypsum plaster on masonry mortars. In the presence of moisture and by the action of gypsum minerals or other more complex ones that may occur, there is the risk of the formation of cracks, efflorescence, and progressive deterioration of the masonry walls. An experimental program was thus developed for the rapid assessment of these processes by assessing the chemical, physical and mechanical properties of twenty mortar mixes. Local materials used for masonry and concrete in Socorro-SP, Brazil, were selected, as in that location there exists a recycling unit producing recycled sand for mortars with a high content of fines. Four recycled aggregates of very fine grain size and similar to each other were artificially produced by controlled construction, demolition and recycling processes. Thus a recycled, non-contaminated aggregate (A1, with SO3 content equal to 0,2 %) and three other identical ones were studied, with expected progressive contamination (A2, A3 and A4, that result with a total SO3 content about 0,5 % to 0,6 %). Four groups of mortars were thus produced with varying cement content (200, 150 and 100 kg/m3), cement type (Brazilian CP II and CP III) and also with and without the use of a comercial hydrated lime, Brazilian type CH III (of a high carbonate filler content). The anhydrous recycled aggregate content in the mortars varied between 1300 and 1200 kg/m3. In each group a blended mortar was also produced, containing very pure quartzous sand, of grain size and mix proportions closer to standard masonry mortars. The approach followed in the experimental program was accelerated aging test of mortars, starting at 63 days of age and at 7 day cycles in the wet chamber, alternated by 7 days in the ventilated oven at 40 oC. This cycling was adopted after critical bibliographical research and under a holistic process of deterioration set up by Collepardi (2003), also for gypsum-contaminated aggregates. From 63 days of age, the following properties were regularly characterized for the mortars: flexural modulus (tensile strength in bending), compressive strength, and static and dynamic elasticity modulus. During cycling, complementary tests were done of thermogravimetrical analysis and quantitative chemical analysis of total soluble sulphate in mortars. A number of the mortar test specimens was left in the dry chamber and tested at 175 days, including tendency to efflorescence. In between 63 and 175 days, 8 weathering cycles were done, and it was concluded that the main mechanical property affected during cycling was tensile strength in bending (indirect tensile strength) of mortars, and this occurred from 91 days, in the four groups of mortars containing recycled aggregates, and in between 63 and 91 days a significant evolution was measured of carbonation by thermogravimetry. The groups of mixed mortars with cement and hydrated lime showed better performance in this study than the plain cement and fine sand mortars, also as regards efflorescence. The results here obtained are to be seen as restricted to this case study, yet they allow us to conclude that the use of recycled aggregates containing even low levels of gypsum plaster as impurity in the production of mortars was sufficient to produce significant alterations in the mechanical performance, as well as the degree of soluble sulphate of mortars, that got altered in a way coherent with the cycling process, and it is possible to interpret this based on more recent theories by experts in the subject. Last, this work confirmed that it is advisable to look for a maximum soluble sulphate limit ranging from 0,1 % to 0,2 % by weight of recycled aggregates for mortars. Such levels was set up by a German institution specializing in masonry durability. It was also concluded that the requirements of DIN 4226-100 (< 600 mg/L of SO4) can be used as appropriate in the range mentioned.

Made available in DSpace on 2017-07-20T13:42:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Jansen Mikami.pdf: 3198153 bytes, checksum: 6a277457317456e313f7f86a96cd4474 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / The use of recycled aggregates for producing concrete has been studied as a way to reuse construction waste. However, these aggregates may contain contaminants that may cause the leaching of pollutants, especially in open places, such as floors and sidewalks. Thus, the objective of this study was to verify the releasing of sulfates and heavy metals in the water by leaching of pervious concrete made of recycled aggregates. Six types of aggregates were produced with uniform granulometric distribution. One of the aggregates was conventional aggregate and the other ones were recycled aggregates. For each type of aggregate, containing different ceramic contents, concrete specimens were made. To perform the leaching test, pervious concrete specimens were immersed in ultrapure water, which was renewed after 24, 48, 168 and 384 h from the start of the test. The leached water was analyzed for pH, electrical conductivity, alkalinity, chemical oxygen demand (COD), total solids, sulfates and potentially toxic elements (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). It was verified that all concretes produced had a permeability coefficient above the minimum recommended value for use as a pervious pavement, of 0,10 cm.s-1. However, the maximum compressive strength obtained was 10,15 MPa, not reaching the minimum for use in pavements (20 MPa). The incorporation of ceramic material in the aggregate resulted in an increase in water absorption. The leaching tests showed that the pH of the concrete leachate remained alkaline, reaching an overall average value of 11,5. The electrical conductivity throughout the experiment increased, demonstrating that the concrete continued to release ions over the 16 day period. The mean sulfate concentration in the leachate varied between 21,3 and 71,7 mg.L-1 after 24 h of the test, gradually reducing until the last sampling, in which the concentration was between 2,4 and 21,6 mg.L-1. No direct relationship between the sulfate concentration and the ceramic content in the aggregate was observed. However, it was visually verified that a specimen was contaminated with gypsum, implying a sulfate concentration five times higher than the other samples of the same treatment, increasing the mean of the treatment. Significant quantities of chromium were detected in the leachate, mainly of the concrete made with 100% ceramic aggregate, which released 0,083 mg.L-1 of chromium. In all treatments, cadmium concentrations in the leachate were between 0,009 and 0,113 mg.L-1, exceeding the maximum limit of 0,005 mg.L-1, established by Brazilian Standard (NBR) 10004:2004. / O uso de agregados reciclados na confecção de concretos tem sido estudado como uma forma de reutilizar os resíduos da construção civil. Entretanto, esses agregados podem conter contaminantes, havendo o risco da lixiviação de poluentes, principalmente em locais expostos ao ambiente, como pisos e calçadas. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi verificar a liberação de sulfatos e metais pesados na água pela lixiviação de concreto permeável confeccionado com agregados graúdos reciclados. Seis tipos de agregados foram produzidos com distribuição granulométrica uniforme, sendo um agregado convencional e os demais agregados reciclados. Para cada tipo de agregado, contendo diferentes teores de cerâmica, foram confeccionados corpos de prova de concreto. Para a realização do teste de lixiviação, corpos de prova de concreto permeável foram imersos em água ultrapura, sendo esta renovada após 24, 48, 168 e 384 h do início do ensaio. A água lixiviada foi analisada quanto ao pH, condutividade elétrica, alcalinidade, a demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais, sulfatos e elementos potencialmente tóxicos (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). Verificou-se que todos os concretos produzidos apresentaram coeficiente de permeabilidade acima do valor mínimo recomendado para uso como pavimento permeável, de 0,10 cm.s-1. No entanto, a resistência à compressão máxima obtida foi de 10,15 MPa, não atingindo o mínimo para utilização em pavimentos (20 MPa). A incorporação de material cerâmico no agregado resultou em um crescente aumento na absorção de água. Os testes de lixiviação demonstraram que o pH do lixiviado de concreto se manteve alcalino, atingindo um valor médio geral de 11,5. A condutividade elétrica ao longo do experimento aumentou, demonstrando que o concreto continuou a liberar íons ao longo do período de 16 dias. A concentração média de sulfato no lixiviado variou entre 21,3 e 71,7 mg.L-1 após 24 h de ensaio, reduzindo gradualmente até a última coleta, na qual a concentração se situou entre 2,4 e 21,6 mg.L-1. Não foi constatada relação direta entre a concentração de sulfato e o teor de material cerâmico no agregado. No entanto, verificou-se visualmente que um corpo de prova estava contaminado com gesso, o que implicou em uma concentração de sulfato cinco vezes superior às demais amostras do mesmo tratamento, elevando a média do tratamento. Foram detectadas quantidades significativas de cromo no lixiviado, principalmente do concreto confeccionado com agregado 100% cerâmico, que liberou 0,083 mg.L-1 de cromo. Em todos os tratamentos verificaram-se concentrações de cádmio no lixiviado entre 0,009 e 0,113 mg.L-1, ultrapassando o limite máximo de 0,005 mg.L-1, estabelecido pela Norma Brasileira (NBR) 10004:2004.

Submitted by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-04T16:01:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ResistenciaFendilhamentoElementos.pdf: 8013783 bytes, checksum: 662aa4470f6e7bad187aa11e61b3f33c (MD5) / Approved for entry into archive by Ivone Costa (mivone@ufpa.br) on 2018-09-04T16:02:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ResistenciaFendilhamentoElementos.pdf: 8013783 bytes, checksum: 662aa4470f6e7bad187aa11e61b3f33c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-04T16:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ResistenciaFendilhamentoElementos.pdf: 8013783 bytes, checksum: 662aa4470f6e7bad187aa11e61b3f33c (MD5) Previous issue date: 2018-07-06 / A reciclagem de resíduos sólidos de construção civil é apresentada como uma alternativa sustentável e economicamente viável, principalmente se aplicada em um contexto industrial, como a produção de estruturas pré-moldadas de concreto. Entretanto, a utilização de agregados graúdos reciclados de concreto (AGRC) para produção de estruturas ainda gera muitas incertezas devido às variáveis relacionadas à própria origem do material. Neste contexto, este trabalho busca analisar o comportamento e a resistência ao fendilhamento de elementos estruturais com AGRC. Um programa experimental foi desenvolvido com 36 espécimes prismáticos locais com objetivo de avaliar a influência de parâmetros como a taxa de substituição de agregados naturais por agregados reciclados (0%, 30% e 100%), concentração de carregamento e a atuação das armaduras transversais. Todos os espécimes romperam por fendilhamento, e foram analisadas a resistência, modo de ruptura, deslocamentos e deformações no concreto e nas armaduras. Os resultados foram comparados com os de outros trabalhos na literatura e com estimativas de resistência do ACI 318 (2014), fib Model Code 2010 (2013), Eurocode 2 (2004) e ABNT NBR 6118 (2014). Não foram encontradas evidências de uma influência significativa no comportamento e resistência ao fendilhamento de elementos estruturais com uso de AGRC em diferentes taxas de substituição. Entretanto, foram observados que fatores como a concentração de carregamento e uso de armaduras transversais interferem na maneira como se distribuem as tensões na estrutura, podendo aumentar ou reduzir a ductilidade e resistência ao fendilhamento, embora sejam parâmetros que possam estar sendo negligenciados por recomendações normativas para projetos de estruturas de concreto. / Recycling of solid construction waste is presented as a sustainable and economically viable alternative, especially when applied in an industrial context, such as the production of precast concrete structures. However, the use of recycled concrete aggregates (RCA) for the production of structures still generates many uncertainties due to the variables related to the origin of the material itself. In this context, this work seeks to analyze the behavior and the strength to splitting failure of RCA structural elements. An experimental program was developed with 36 local prismatic specimens to evaluate the influence of parameters such as the rate of replacement of natural aggregates by recycled aggregates (0%, 30% and 100%), loading concentration and the performance of transverse reinforcement. All specimens failed by splitting, and the strength, rupture, displacements and strains in concrete and reinforcement were analyzed. The results were compared with other studies in the literature and with standard codes of ACI 318 (2014), fib Model Code 2010 (2013), Eurocode 2 (2004) and ABNT NBR 6118 (2014). No evidence was found of an influence on behavior and strength to splitting failure of structural elements using RCA at different replacement levels. However, it was found that factors such as loading concentration and use of transverse reinforcement interfere in the way the strains are distributed in the structure, which can increase or reduce the ductility and splitting strength, despite being parameters that could be neglected by normative recommendations for concrete structures projects.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-05-15T15:04:33Z No. of bitstreams: 1 avaliacao_durabilidade.pdf: 4158024 bytes, checksum: 928f748af7e8e413bb72875a6df47592 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-15T15:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 avaliacao_durabilidade.pdf: 4158024 bytes, checksum: 928f748af7e8e413bb72875a6df47592 (MD5) Previous issue date: 2010-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A geração de resíduos causados pela construção civil e acrescente demanda de recursos naturais do setor vem resultando na utilização dos Resíduos de Construção e Demolição (RCD) como matéria prima. A prática do uso deste resíduo como agregado está sendo de extrema importância para o meio ambiente e para a sociedade de um modo geral. O escopo deste trabalho restringe-se ao estudo de agregado reciclado de concreto (ARC). As principais diferenças entre os agregados naturais e reciclados dizem respeito à porosidade e resistência à compressão, que podem influenciar diretamente tanto nas propriedades do concreto fresco, como nas propriedades do concreto endurecido, afetando a sua durabilidade. A porosidade do agregado de concreto reciclado influencia a sua absorção de água, o que pode alterar a demanda de água da mistura do concreto. Neste caso o processo de pré-molhagem pode ser adotado com o objetivo de compensar esta absorção e garantir a manutenção da consistência. Este trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento de concretos produzidos com agregados reciclados de concreto (ARC) frente à penetração de íons cloreto. Foram produzidos ARC em laboratório com concretos de diferentes níveis de fc, 18 MPa (a/c de 0,85), 37 MPa (a/c 0,56) e 50 MPa (a/c 0,43). Estes agregados foram empregados em uma nova matriz de concreto com uma relação a/c de 0,64, substituindo o agregado natural pelo ARC em diferentes teores, 0, 25,50, 75 e 100%. Os agregados reciclados foram pré-molhados com cinco diferentes teores, de 0 a 100%. Foram realizados ensaios de resistência mecânica e de durabilidade, como resistência à compressão e à tração, absorção de água, absorção de íons cloreto e penetração acelerada de íons cloreto. O método empregado para verificar a resistência à penetração acelerada de íons cloreto foi o da norma ASTM C1202-07. A absorção de água e de íons cloreto empregou o método adapata do do proposto pelo RILEM TC 166-PCD. Os resultados foram avaliados por análise estatística, indicando que tanto o teor de agregado, como o teor de pré-molhagem apresentam efeitos significativos sobre a penetração de íons cloreto, enquanto que o tipo de agregado apresenta efeito quando em interação com outras variáveis de controle. Para as demais propriedades de durabilidade, as variáveis de controle apresentam a mesma tendência de comportamento. / The construction and demolition waste generation and the crescent natural resources demand by construction industry has led the use the use of Construction and Demolition Waste (CDW) as raw material. This practice is important for the environment conservation. The work scope concerns only to recycled concrete aggregate (ARC). The porosity and compressive strength are the main differences between natural and recycled aggregates. These facts influence fresh concrete and the hardened concrete properties, which can affect its durability and mechanical performance. The higher recycled concrete aggregate porosity causes higher water absorption than the natural aggregate, and the water demand of the concrete mix may will increased for the slump maintenance. The pre-wetting can be adopted in order to compensate this absorption and ensure the slump maintenance. The aim of this research is the durability assessment of concrete produced with recycled concrete aggregate by chloride ions penetration. ARC were produced in the laboratory with different levels of concrete compressive strength, 18 MPa (w/c 0.85), 37 MPa (w/c 0.56) and 50 MPa (w/c 0.43). Recycled aggregate were used as 25%, 50%, 75% and 100% replacements of natural coarse aggregate in the concrete mixtures. The ARC pre-wetting was conducted at five levels, from 0 to 100% by recycled aggregate total water absorption. The ARC compressive strength, ARC amounts and pre-wetting effects on the compressive and tensile strength, water absorption and chloride-ion penetration of concrete produced with recycled aggregate were investigated. It was used the Accelerated Resistance to Chloride Ion Penetration ASTM C 1202-97 Test Method and adapted RILEM TC-166 PCD Water Absorption Test Method. Data analysis was conduced using statistical analysis, including ANOVA and multiple regression. These analyses indicated the significant effect of ARC type and amount and prewetting level on the chloride ion penetration and water absorption. For the compressive strength the ARC type and amount have a significant effect, while for the tensile strength only the ARC amount has a significant effect.

Submitted by Mariana Dornelles Vargas (marianadv) on 2015-05-21T14:42:26Z No. of bitstreams: 1 determinacao_propriedades.pdf: 3028048 bytes, checksum: 38c7ce3be33e885a657b0fc1aaee6f83 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-21T14:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 determinacao_propriedades.pdf: 3028048 bytes, checksum: 38c7ce3be33e885a657b0fc1aaee6f83 (MD5) Previous issue date: 2010-07 / Nenhuma / Grande parte das pesquisas com agregados provenientes da britagem de resíduos de construção e demolição (RCD) tem como foco principal o comportamento mecânico de concretos compostos com estes agregados. Este trabalho tem por objetivo o estudo das propriedades de concretos com agregados reciclados de concreto (ARC), abordando além das propriedades mecânicas de resistência à compressão e tração, questões relacionadas à durabilidade com ênfase na carbonatação. Para controlar as características do concreto reciclado, estes foram produzidos em laboratório com as seguintes resistências 18, 37 e 50 MPa, com o intuito de resultar em três agregados com porosidades distintas. Após 63 dias de cura submersa, este concreto foi britado e empregado como substituição parcial do agregado natural (AN) em um novo concreto que, por sua vez, foi moldado com uma relação água/aglomerante de 0,64. O ARC foi empregado em substituição ao AN em diversos teores (0, 25, 50, 75 e 100%). Previamente ao emprego, o ARC foi pré-molhado com teores de 0, 25, 50, 75 e 100% da água relativa à absorção total do resíduo. Para a verificação da durabilidade deste novo concreto quando exposto ao CO2, empregou-se o ensaio acelerado de carbonatação, realizado em câmara de alimentação contínua com atmosfera de 1% de concentração de CO2 e umidade relativa de 70% ± 5%, na qual os concretos permaneceram durante 147 dias. Os resultados obtidos a partir da leitura da profundidade carbonatada nas idades estudadas apresentam um comportamento semelhante tanto para os concretos de referência, quanto para os concretos que incorporam ARC. Somente para concretos que incorporam um alto percentual de substituição nota-se um ligeiro aumento da profundidade de carbonatação em relação aos concretos de referência. Com base nestes resultados pode-se inferir que até um percentual de 50% de substituição do AN por ARC com qualquer teor de pré-molhagem, a profundidade de carbonatação observada é a mesma para concretos com ARC e concretos de referência. / Much of the research with aggregates from crushing of construction and demolition waste (CDW) has focused primarily on the mechanical behavior of concrete made with these aggregates. This research aims at to study the properties of concrete made with recycled concrete aggregates (RCA), besides addressing the mechanical properties, the durability issues will be focused on the carbonation. To control the characteristics of recycled aggregate, they were produced in the laboratory with the water/cement ratios: 0,85, 0,56 and 0,43, in order to result in three types of aggregates with different porosities. After 63 days of curing under water, the concrete was crushed and used as partial replacement of natural aggregate (NA) in a new concrete which was made with a water/cement ratio of 0,64. The RCA was used to replace the NA at various levels of 0, 25, 50, 75 and 100%. Prior to employ the RCA, it has been pre-wetted with levels of 0, 25, 50, 75 and 100% of water absorption on the total residue. To check the durability of the new concrete when exposed to CO2, the accelerated carbonation test was carried out, performed in a climatic chamber with a constant atmosphere of 1% CO2 and relative humidity of 70% ± 5%, in which the concrete remains for 147 days. The results reading from the carbonation depth at the ages 1, 3, 7, 28, 63, 91 and 147 days, show a similar behavior for both, concrete reference and concrete with RCA. Only concrete that incorporate a high percentage of replacement shows an increase in carbonation depth in relation to the reference concrete. Based on the results it is possible to infer that at replacements of NA to RCA lower than 50%, for any content of pre-wetting, the carbonation depth observed is the same for reference concrete and concrete with RCA.

Submitted by Fabricia Fialho Reginato (fabriciar) on 2015-07-08T22:34:01Z No. of bitstreams: 1 DanieleGugel.pdf: 2874038 bytes, checksum: 4386cae5306c5137fce5e8448d48f6fa (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-08T22:34:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanieleGugel.pdf: 2874038 bytes, checksum: 4386cae5306c5137fce5e8448d48f6fa (MD5) Previous issue date: 2014-04-02 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / A construção civil é um setor que causa elevado impacto ambiental devido à geração de resíduos e ao elevado consumo de matérias-primas. Demandas cada vez maiores por áreas a serem destinadas a aterros, aliadas à escassez de recursos naturais, favorecem a utilização de resíduos de construção e demolição como fonte para agregados. Neste contexto, muitos estudos estão sendo feitos a respeito de concretos produzidos com resíduos de construção e demolição, focados principalmente nas propriedades mecânicas de resistência à tração e à compressão. Para aplicação como material estrutural, entretanto, a relação tensão x deformação e, particularmente, o Módulo de Elasticidade são importantes parâmetros a serem analisados, pois são diretamente relacionados com o projeto de estruturas. Frente ao exposto, o presente trabalho utilizou agregado graúdo reciclado de concreto (ARC) na confecção de novos concretos e teve como objetivo analisar o comportamento elástico dos mesmos. Para tanto, foram confeccionados concretos com 0% e 50% de substituição de agregados graúdos naturais (AGN) por ARC. O comportamento elástico foi determinado através de um método destrutivo (Estático) e através de um método não destrutivo (Dinâmico) nas idades de 7, 28 e 63 dias para os níveis de carregamento de 0 (somente Dinâmico), 20, 30, 40, 50, 60, 70 e 80% da resistência do concreto. Os resultados encontrados para o Módulo de Elasticidade foram comparados com estimativas a partir de métodos empíricos previstos nas normas CEB-FIP Model Code 1990, ACI 318 (2011) e NBR 6118 (ABNT, 2007 e 2014). Com isso, visou-se observar a influência do ARC nas propriedades elásticas do concreto, comparar o comportamento elástico dos concretos de referência aos resultados dos concretos com ARC, estudar a correlação entre os dois métodos experimentais (Dinâmico e Estático) e verificar a correspondência entre os resultados experimentais obtidos com os normativos. Como principais conclusões, pôde-se verificar que os concretos com ARC apresentam limite elástico similar aos concretos que utilizam somente AGN (este limite situa-se entre 40 e 50% da ƒc); não foi possível identificar uma relação única entre os valores de módulo obtidos pelo Método Dinâmico e pelo Método Estático para ambos os concretos; não é possível afirmar que concretos de resistências similares, mas idades diferentes apresentaram módulos diferentes; os concretos com e sem ARC estudados apresentaram valores de Módulo de Elasticidade obtidos pelo método Estático bastante inferiores aos previstos pelas normas estudadas; os valores de Módulo de Elasticidade obtidos pelo método Dinâmico, para concretos com e sem ARC, estão contidos na faixa entre a norma mais conservadora e a menos conservadora e as curvas obtidas mostram que os concretos com ARC têm comportamento similar aos concretos sem ARC, mas são menos rígidos (maiores deformações para as mesmas tensões). / The construction industry causes a great environmental impact due to the generation of waste and the high consumption of raw material. Increasing demands for areas to become landfills, as well as shortages of natural resources, have favored the use of construction and demolition waste as a source of aggregate. In this context, many studies have been made regarding concretes produced with the use of demolition and construction waste; mainly focused on the mechanical properties of tensile and compressive strength. However, in order to use concretes produced with waste as a structural material, the stress-strain behavior and, particularly, the elastic modulus are important parameters to be analyzed, once they are directly related to structural design. Based on that, the objective of this project is to analyze the elastic behavior of concretes using coarse natural aggregates (NA) and 50% of substitution of these aggregate by coarse recycled concrete aggregates (RCA). The elastic behavior was determined by both a destructive method (static) and a nondestructive one (dynamic) on the ages of 7, 28 and 63 days for the loading levels of 0 (only dynamic), 20, 30, 40, 50, 60, 70 and 80% of respective concrete strength. The found results for the Modulus of Elasticity have been compared to estimates based on the empirical recommendations by CEB-FIP Model Code 1990, ACI 318 (2011) and NBR 6118 (ABNT, 2007 and 2014) standards. The objectives of this work were to observe the influence of the RCA on the elastic properties of concrete; to compare the elastic behavior between concretes with and without RCA, to study the correlation of both experimental methods (dynamic and static) and finally to check the relation between measured and calculated values of modulus of elasticity. The conclusions indicate that concretes with and without RCA have similar elastic limits (between 40% and 50% of the concrete strength); it is not possible to identify a unique relationship between the values obtained by dynamic and static methods for both concretes; it is not possible to assert that concretes with similar strength, but different ages, have different modulus; the values of modulus of elasticity obtained by the static method for both concretes are significantly below that indicated by the considered standards; the values of modulus of elasticity obtained by the dynamic method for concrete with and without RCA are contained in the range between the more and less conservative standards and concretes with RCA have a similar behavior than concretes without RCA, but are less rigid (larger strain for the same stress).