Esta pesquisa objetiva avaliar o emprego de agregados graúdos reciclados (produzidos a partir do entulho de construção e demolição) e o emprego do látex estireno-butadieno (polímero sintético) nas propriedades de concretos estruturais de média resistência. Todos os estudos são conduzidos comparando-se as propriedades de concretos com agregados naturais sem adição de látex, e de concretos com agregados graúdos reciclados com e sem adição de látex. Na primeira fase da pesquisa, são avaliadas propriedades físicas e mecânicas destes concretos. São analisados três traços (com diferentes consumos de cimento) modificados com quatro percentagens de látex e submetidos a quatro formas de cura. Os resultados da primeira fase formam a base para a segunda fase da pesquisa, na qual apenas um dos traços contendo uma determinada porcentagem de látex e sob uma única forma de cura é submetido a ensaios em célula de corrosão acelerada e aderência aço-concreto. Como resultado principal, tem-se que o emprego conjunto de agregados graúdos reciclados e látex estireno-butadieno fornece concretos com resistência mecânica equivalente aos concretos contendo agregados naturais e com desempenho em ambientes agressivos e aderência aço-concreto também semelhantes. Conclui-se, portanto, pela viabilidade do emprego destes concretos como concreto estrutural armado no que tange às propriedades avaliadas. / This research aims at evaluating the use of coarse recycled aggregates (produced from construction and demolition debris) and the use of styrene-butadiene latex (synthetic polymer) in the concrete constitution of medium resistance concrete structures. All studies are carried out comparing the concrete properties with natural aggregates without latex, and concrete with coarse recycled aggregates with or without latex. In the first stage of the research, physical and mechanical properties of these concretes are evaluated (with different cement contents) modified with four percent of latex and submitted to four cure condition. The results of the first stage produce the base for the second stage of the research, where only one of the features containing a determinate percentage of latex and under a sole form of cure condition it is submitted to tests in accelerated corrosive cell and steel-concrete adherence. As a main result, it is believed that the joint usage of coarse recycled aggregates and styrene-butadiene latex provides mechanical resistant concrete equivalent to concrete containing natural aggregates with a similar performance in aggressive environments and with steel-concrete adherence. Due to the its employment feasibility, one can conclude that this concrete is structurally armed in as far as its properties were evaluated.

L‟élimination de certains déchets est un enjeu important en Côte d‟Ivoire. Une des solutions proposée est d‟envisager l‟utilisation de ces déchets comme granulats dans les bétons. Les travaux présentés dans ce document portent sur l‟incorporation de quatre différents déchets.La première étude porte sur un béton confectionné avec trois types de déchets : du verre concassé, du ciment durci concassé et des pneus découpés. Elle a été réalisée en deux phases. Dans la première ces déchets ont été incorporés à du béton pour remplacer 100% des graviers (substitution totale). Dans la seconde une substitution (massique) partielle de gravier a été réalisée dans les proportions suivantes 5, 10, 15, 20, 25 et 30 %, la matrice mortier et le rapport eau-ciment restant identiques. Après une maturation de 28 jours leurs résistances en compression ont été déterminées. Ces résultats montrent que les bétons de recyclât ont une résistance inférieure à celui des bétons de concassé de gravier. Toutefois, la résistance mécanique baisse avec l‟augmentation de la substitution. Une loi donnant la résistance en fonction du taux de recyclât a été établie. De plus, la spécificité des granulats de caoutchouc (résistance à la fissuration) est remarquée.Par ailleurs, les résistances des bétons de recyclât ont permis d‟établir une loi donnant la résistance en fonction des caractéristiques des agrégats et de leur fraction volumique. Une modélisation analytique a été proposée pour prédire la résistance des bétons en fonction de la taille et du volume des granulats recyclés.Les granulats issus du concassage des bétons frais (retour de toupie) utilisés comme substituant des granulats naturels a été menée pour évaluer leur potentiel. Un plan d‟expériences statistique à deux variables (% de recyclât dans le sable et % de recyclât dans le gravier) a été utilisé pour réduire le nombre de mesures. Les proportions de remplacement utilisées sont : 0%, 50% et 100%. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par différentes méthodes destructives (résistance à la compression et à la traction) et non destructives (ondes ultrasonores pour évaluer l‟élasticité du matériau). De même, les propriétés physiques telles que la porosité accessible à l‟eau, la masse volumique ont été mesurées. Ces résultats montrent une bonne corrélation entre le pourcentage de remplacement et les propriétés physiques et mécaniques de ce béton / Waste management is an important issue for Côte d‟Ivoire. Among many possibilities, recycling wastes as aggregates for concrete is a solution that deserves to be evaluated. In this study four recycled aggregates are tested: crushed glass, tire cut rubber, hardened cement and fresh concrete waste. There properties are compared to those of natural aggregates.A first study is realized in Côte d‟Ivoire on glass, rubber and hardened cement. Concrete is realized and tested in compression (cylindrical 16x32 specimens). A mix with an increasing quantity of coarse aggregates is tested for each recycled material (20 %, 25 %, 30 % and 50 % in mass of fine and coarse aggregates). It is shown that the strength decreases with the replacement rate and that the decrease depends on the replacing material. The materials ranged in the following increasing order: rubber, glass, hardened cement and natural aggregates. A power law is established which gives the compressive strength as function of the mix and the materials characteristics. Analytical modeling was proposed for predincting the strength with respect to recycled aggregates size and volume.Another experiment is also made on glass and rubber, where partial replacement in increasing percentage is tested. Natural aggregates are partially replaced in the mix with the ranges of 5, 10, 20, 25 and 30 % by rubber and glass. The compressive strength is determined and a decrease is observed for the two materials. In the case of rubber a high decrease in observe with the replacement. In the case of glass a decrease occurs between 0 and 5 % replacement then the strength remains constant with the replacement rate. The third experiment is made with partial replacement of fresh recycled concrete (excess of ready-mixed concrete from concrete mixing plant which is hardened and then crushed). A plan of experiments is made which allows a polynomial law to be drawn giving the strength as a function of the recycled proportion. Other properties (Young modulus, P wave velocity, porosity, density, etc) have been determined and their relation with replacement rate computed.

Esta pesquisa trata da estabilização de misturas de agregados reciclados por meio da ativação de seus finos, cujas composições possibilitam a ocorrência de reações químicas de cimentação. Para o desenvolvimento da pesquisa foram utilizados dois tipos de agregados reciclados: um proveniente de resíduo de demolição de natureza cimentícia e outro da indústria de cerâmica vermelha. O uso dos materiais foi feito por meio de dosagens para obtenção de misturas cujas combinações de materiais pudessem, quimicamente, potencializar a ocorrência de hidratação do cimento anidro existente nos finos do agregado reciclado cimentício e de reação pozolânica pela pozolanicidade da cerâmica vermelha. Com isso foram obtidas cinco misturas, compostas pelos agregados reciclados em estudo misturados entre si e com a adição de aglomerantes hidráulicos, sobre as quais foram realizados ensaios em laboratório para verificação da ocorrência das reações químicas esperadas com consequente estabilização das misturas, de modo a influenciar nos respectivos comportamentos mecânicos. Também foi realizada a avaliação de características do empacotamento dos grãos como forma de verificar se o arranjo físico, neste caso, exerce influência significativa na melhora do comportamento mecânico das misturas estudadas. Os resultados obtidos indicaram que, de fato, ocorreram as reações químicas esperadas, comprovadas pelos resultados dos ensaios de termogravimetria e difração de raios x, realizados em três diferentes idades de cura. Verificou-se, também, a melhora no comportamento mecânico das misturas por meio do aumento da resistência à compressão simples e do módulo de resiliência com a evolução da cura, além de baixa deformabilidade aos 91 dias de cura. Com isso foi comprovada a estabilização das misturas em estudo, com a consequente melhora de seus desempenhos, sendo devida, principalmente, à ocorrência das reações químicas de hidratação do cimento anidro e pozolânica. A pesquisa demonstrou a possibilidade de se estabilizar misturas de agregados reciclados cimentícios e de cerâmica vermelha por meio da ocorrência de reações químicas de cimentação promovidas pela combinação destes materiais. / This research deals with the stabilization of mixtures constituted by recycled aggregates through the activation of its fines portions, whose components enable the occurrence of chemical cementation reactions. In order to develop this research, two types of recycled aggregates were used: one from demolition waste with cementitious origin, and the other one from the red ceramic industry. The use of these materials was done through mix designs to obtain mixtures whose combinations of materials could chemically increase the occurrence of hydration of the anhydrous existing in fine portion of the recycled cementitious aggregates, and pozzolanic reactions due to the pozzolanicity of red ceramics. Thus, five mixtures were obtained, and they were composed by the studied recycled aggregates, mixed together and with the addition of hydraulic binders, on which laboratory tests were performed in order to verify the occurrence of the expected chemical reactions with consequent stabilization of the mixtures, in order to influence their mechanical behavior. Furthermore, it was performed the evaluation of packing characteristics of the particles to verify if the physical arrangement, in this case, has any significant influence on improving the mechanical behavior of the mixtures studied. The results obtained indicated that in fact the expected chemical reactions occurred, which was verified by the results from thermogravimetry and X-ray diffraction tests performed at three different times of curing. The improvement of the mixtures mechanical behavior by increasing of their compressive strength and their resilient modulus was also verified as the mixtures were cured, in addition to low deformability at 91 days of curing. Thus, the stabilization of the mixtures studied was confirmed, which was mainly due to the occurrence of chemical hydration reactions of the anhydrous cement and pozzolanic reactions. The study demonstrated the possibility of stabilizing mixtures of recycled aggregates cementitious waste and red ceramic by the occurrence of cementing chemical reactions promoted by combination of these materials.

A gestão dos resíduos de construção e demolição (RCD) representa um desafio ambiental tornando inequívoca a necessidade de propor alternativas para os processos desde a sua geração até sua destinação final. Para tal, a Política Nacional de Resíduos Sólidos prioriza, por exemplo, a reciclagem dos RCD, todavia esta prática ainda está se consolidando no Brasil. O objetivo desta tese consistiu na avaliação química e ambiental da utilização dos agregados reciclados de RCD como substrato para cultivo de gramíneas como alternativa à reciclagem destes resíduos. Para tal, realizou-se inicialmente a investigação físico-química dos agregados reciclados amostrados em Piracicaba/SP e Americana/SP. As análises de difração de raios-X indicaram maiores proporções de quartzo e também a presença de calcita representando cerca de 5,0 % das amostras. Quanto a análise dos teores de elementos nutrientes e potencialmente tóxicos, os resultados para Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P e S apresentaram distribuição normal, indicando que estes elementos estão presentes em concentrações estimáveis, já para Al, Ba, B, Cd, Na, Pb e Cl- apresentaram distribuição log-normal e As, Cr e Mo não tiveram distribuição atribuída, indicando que esses são particularmente dependentes das fontes de RCD assim como o pH e a condutividade elétrica, embora não fossem determinadas concentrações acima dos limites normativos. Fisicamente, os agregados reciclados de RCD apresentam baixa capacidade de retenção de água e de íons que podem ser elevadas pela adição de matéria orgânica, que apresenta baixa concentração nos RCD conforme análise de fertilidade que também indicou concentrações altas de nutrientes como Ca, Mg, S, Cu, Fe e Zn. Mesmo não apresentando concentrações tóxicas, os agregados reciclados foram submetidos a uma série de testes ecotoxicológicos, sendo realizados ensaios de lixiviação que apontaram como baixa a mobilidade de metais tanto na ausência quanto na presença de matéria orgânica, que também diminuiu a lixiviação de sulfatos e amônio. A necessidade de matéria orgânica foi confirmada nos testes de germinação de sementes, onde a quantidade de 5,0 % (m/m) adicionada aos agregados reciclados de RCD tiveram resultados semelhantes em porcentagem, área e matéria seca em relação a um solo controle. Ainda quanto os testes ecotoxicológicos, extratos solubilizados de RCD não tiveram efeito quando submetidos a bioensaios in vitro utilizando bactérias luminescentes Vibrio fischeri e leveduras Saccharomyces cerevisiae. Por fim, experimento em casa de vegetação para o cultivo da grama-esmeralda (Zoysia japônica) indicou equivalência (p > 0,05) no desenvolvimento das gramíneas em relação a um solo controle, porém o desenvolvimento apresentou decréscimo após o 2º corte (180 dias de experimento), sendo necessário adicionar fontes de N e K. A análise química dos agregados reciclados após o cultivo indicou que os nutrientes foram normalmente absorvidos pelas plantas. Por todos esses aspectos, é-se levado a inferir que os agregados reciclados de RCD são viáveis química e ambientalmente para aplicação como substratos / The management of construction and demolition waste (CDW) represents an environmental challenge making it unequivocal the need to propose alternatives for the processes from their generation to their final destination. To this end, the Brazilian Solid Waste Policy prioritizes, for example, the recycling of CDWs, but this practice is still consolidating in Brazil. The objective of this thesis consisted in the chemical and environmental evaluation of the use of recycled RCD aggregates as a substrate for grass cultivation as an alternative to the recycling of these residues. For this, the physicochemical investigation of the recycled aggregates sampled in Piracicaba/SP and Americana/SP was initially carried out by X-ray diffraction analysis which indicated higher quartz ratios and also the presence of calcite representing about 5.0 % of the samples. The results for Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P and S presented a normal distribution, indicating that these elements are present in estimable concentrations, however Al, Ba, B, Cd, Na, Pb and Cl- showed log-normal distribution and As, Cr and Mo had no assigned distribution, indicating that these are particularly dependent on CDW sources as well as pH and electrical conductivity, although they were not certain concentrations above the regulatory limits. Physically, recycled CDW aggregates have low water and ion retention capacity, which can be increased by the addition of organic matter, that presents a low concentration in CDWs according to fertility analysis, which also indicated high concentrations of nutrients such as Ca, Mg, S, Cu, Fe and Zn. Even though no toxic concentrations were present, the recycled aggregates were submitted to a series of ecotoxicological tests. Leaching tests were carried out which indicated that the metal mobility was low both in the absence and presence of organic matter, which also decreased the sulfate and ammonium leaching. The need for organic matter was confirmed in seed germination tests, where the amount of 5.0% (m/m) added to the recycled CDW aggregates had similar results in percentage, area and dry matter in relation to a control soil. As for the ecotoxicological tests, solubilized CDW extracts had no effect when subjected to in vitro bioassays using luminescent bacteria Vibrio fischeri and Saccharomyces cerevisiae. Finally, greenhouse experiment for the cultivation of emerald grass (Zoysia japonica) indicated equivalence (p > 0.05) in the development of grasses when compared to a control soil, but the development showed a decrease after the 2nd cut (180 days of experiment) and it was necessary to add N and K sources. The chemical analysis of the recycled aggregates after cultivation indicated that the nutrients were normally absorbed by the plants. Due to all these respects, is led to infer that recycled CDW aggregates are chemically and environmentally feasible for application as substrates

A gestão dos resíduos de construção e demolição (RCD) representa um desafio ambiental tornando inequívoca a necessidade de propor alternativas para os processos desde a sua geração até sua destinação final. Para tal, a Política Nacional de Resíduos Sólidos prioriza, por exemplo, a reciclagem dos RCD, todavia esta prática ainda está se consolidando no Brasil. O objetivo desta tese consistiu na avaliação química e ambiental da utilização dos agregados reciclados de RCD como substrato para cultivo de gramíneas como alternativa à reciclagem destes resíduos. Para tal, realizou-se inicialmente a investigação físico-química dos agregados reciclados amostrados em Piracicaba/SP e Americana/SP. As análises de difração de raios-X indicaram maiores proporções de quartzo e também a presença de calcita representando cerca de 5,0 % das amostras. Quanto a análise dos teores de elementos nutrientes e potencialmente tóxicos, os resultados para Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P e S apresentaram distribuição normal, indicando que estes elementos estão presentes em concentrações estimáveis, já para Al, Ba, B, Cd, Na, Pb e Cl- apresentaram distribuição log-normal e As, Cr e Mo não tiveram distribuição atribuída, indicando que esses são particularmente dependentes das fontes de RCD assim como o pH e a condutividade elétrica, embora não fossem determinadas concentrações acima dos limites normativos. Fisicamente, os agregados reciclados de RCD apresentam baixa capacidade de retenção de água e de íons que podem ser elevadas pela adição de matéria orgânica, que apresenta baixa concentração nos RCD conforme análise de fertilidade que também indicou concentrações altas de nutrientes como Ca, Mg, S, Cu, Fe e Zn. Mesmo não apresentando concentrações tóxicas, os agregados reciclados foram submetidos a uma série de testes ecotoxicológicos, sendo realizados ensaios de lixiviação que apontaram como baixa a mobilidade de metais tanto na ausência quanto na presença de matéria orgânica, que também diminuiu a lixiviação de sulfatos e amônio. A necessidade de matéria orgânica foi confirmada nos testes de germinação de sementes, onde a quantidade de 5,0 % (m/m) adicionada aos agregados reciclados de RCD tiveram resultados semelhantes em porcentagem, área e matéria seca em relação a um solo controle. Ainda quanto os testes ecotoxicológicos, extratos solubilizados de RCD não tiveram efeito quando submetidos a bioensaios in vitro utilizando bactérias luminescentes Vibrio fischeri e leveduras Saccharomyces cerevisiae. Por fim, experimento em casa de vegetação para o cultivo da grama-esmeralda (Zoysia japônica) indicou equivalência (p > 0,05) no desenvolvimento das gramíneas em relação a um solo controle, porém o desenvolvimento apresentou decréscimo após o 2º corte (180 dias de experimento), sendo necessário adicionar fontes de N e K. A análise química dos agregados reciclados após o cultivo indicou que os nutrientes foram normalmente absorvidos pelas plantas. Por todos esses aspectos, é-se levado a inferir que os agregados reciclados de RCD são viáveis química e ambientalmente para aplicação como substratos / The management of construction and demolition waste (CDW) represents an environmental challenge making it unequivocal the need to propose alternatives for the processes from their generation to their final destination. To this end, the Brazilian Solid Waste Policy prioritizes, for example, the recycling of CDWs, but this practice is still consolidating in Brazil. The objective of this thesis consisted in the chemical and environmental evaluation of the use of recycled RCD aggregates as a substrate for grass cultivation as an alternative to the recycling of these residues. For this, the physicochemical investigation of the recycled aggregates sampled in Piracicaba/SP and Americana/SP was initially carried out by X-ray diffraction analysis which indicated higher quartz ratios and also the presence of calcite representing about 5.0 % of the samples. The results for Ca, Co, Fe, K, Mg, Mn, Ni, P and S presented a normal distribution, indicating that these elements are present in estimable concentrations, however Al, Ba, B, Cd, Na, Pb and Cl- showed log-normal distribution and As, Cr and Mo had no assigned distribution, indicating that these are particularly dependent on CDW sources as well as pH and electrical conductivity, although they were not certain concentrations above the regulatory limits. Physically, recycled CDW aggregates have low water and ion retention capacity, which can be increased by the addition of organic matter, that presents a low concentration in CDWs according to fertility analysis, which also indicated high concentrations of nutrients such as Ca, Mg, S, Cu, Fe and Zn. Even though no toxic concentrations were present, the recycled aggregates were submitted to a series of ecotoxicological tests. Leaching tests were carried out which indicated that the metal mobility was low both in the absence and presence of organic matter, which also decreased the sulfate and ammonium leaching. The need for organic matter was confirmed in seed germination tests, where the amount of 5.0% (m/m) added to the recycled CDW aggregates had similar results in percentage, area and dry matter in relation to a control soil. As for the ecotoxicological tests, solubilized CDW extracts had no effect when subjected to in vitro bioassays using luminescent bacteria Vibrio fischeri and Saccharomyces cerevisiae. Finally, greenhouse experiment for the cultivation of emerald grass (Zoysia japonica) indicated equivalence (p > 0.05) in the development of grasses when compared to a control soil, but the development showed a decrease after the 2nd cut (180 days of experiment) and it was necessary to add N and K sources. The chemical analysis of the recycled aggregates after cultivation indicated that the nutrients were normally absorbed by the plants. Due to all these respects, is led to infer that recycled CDW aggregates are chemically and environmentally feasible for application as substrates

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-03-23T12:34:35Z No. of bitstreams: 1 RENAN SERRALVO CAMPOS.pdf: 14804663 bytes, checksum: d21aa4db3ac6aef546c6f30dc795691b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T12:34:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RENAN SERRALVO CAMPOS.pdf: 14804663 bytes, checksum: d21aa4db3ac6aef546c6f30dc795691b (MD5) Previous issue date: 2017-02-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The high consumption of natural resources and energy, coupled with the significant amount of solid waste generated by the construction activities, makes this sector one of the most responsible for environmental impacts. The recycling of mineral fraction of construction and demolition wastes (CDW), in form of aggregates, is seen as an alternative to reduce these impacts. In this way, the aim of this study was to investigate the influence of recycled aggregates on the rheological, mechanical properties, physical indexes and surface finish of self-compacting concrete (SCC). For this, eight compositions of SCC were analyzed, using the Repette-Melo method and Alfred model, which is based on the concept of particle packing, for the mix design of concretes. Thus, two reference mixtures, composed only of natural aggregates, were established. The other mixtures used recycled fine and/or coarse aggregates instead of natural aggregates, at 20% by mass. The properties of fresh concrete were evaluated with respect to the flowability, viscosity (measure of the speed of flow), passing ability and segregation resistance. In hardened state, compressive strength, splitting tensile strength, static modulus of elasticity, water absorption by immersion and by capillarity, density and voids index were determined. In this study, rheological characterization of cement pastes and mortars destined to the production of SCC was also carried out using rotational rheometry. Rheological characterization of pastes, mortars and concretes is a suitable way to evaluate the behavior of these composites in fresh state, providing useful information that will aid in mix design process and quality control. Another property evaluated was the surface finish of concretes and mortars and the possible correlation of this with the rheological parameters. Through the results obtained it was possible to verify the loss of fluidity in mortars and concretes that used recycled aggregates. Regarding the mechanical properties, different behaviors were observed in concretes produced with recycled aggregates: those that were dosed by Repette-Melo method did not show a significant decrease of these properties; while the concretes dosed by the concept of particle packing exhibited a great reduction in mechanical properties. Concretes produced with recycled aggregates still showed an increase in water absorption by immersion, voids index and capillary absorption, when comparing to the respective reference mixtures. It was possible to observe a good linear correlation between surface finish and shear stress of mortars. In the case of concretes, the slump-flow was the property that best correlated with the quality of surface finish. / O elevado consumo de recursos naturais e energia, associado ao expressivo montante de res?duos s?lidos gerados pelas atividades de constru??o civil faz deste setor um dos maiores respons?veis por impactos ambientais. A reciclagem da fra??o mineral dos res?duos de constru??o e demoli??o (RCD), na forma de agregados, ? vista como uma alternativa para a diminui??o destes impactos. Isto posto, o objetivo deste estudo foi investigar a influ?ncia dos agregados reciclados nas propriedades reol?gicas, mec?nicas, ?ndices f?sicos e no acabamento superficial de concretos autoadens?veis (CAA). Para isso, foram analisadas oito composi??es de CAA, sendo empregados o m?todo de Repette-Melo e o modelo de Alfred, que tem por base o conceito de empacotamento de part?culas, para a dosagem dos concretos. Assim, foram estabelecidos dois tra?os de refer?ncia, compostos apenas por agregados naturais. As demais misturas utilizaram agregados mi?dos e/ou gra?dos reciclados em substitui??o aos agregados naturais, no teor de 20%, em massa. As propriedades do concreto fresco foram avaliadas no que diz respeito ao espalhamento, tempo de escoamento, habilidade passante e resist?ncia ? segrega??o. No estado endurecido foram determinadas as resist?ncias ? compress?o e ? tra??o por compress?o diametral, o m?dulo de elasticidade est?tico, a absor??o de ?gua por imers?o e por capilaridade, a massa espec?fica e o ?ndice de vazios. Neste estudo tamb?m foi realizada a caracteriza??o reol?gica das pastas de cimento e das argamassas destinadas ? produ??o dos CAA?s, por meio de reometria rotacional. A caracteriza??o reol?gica de pastas, argamassas e concretos ? uma forma adequada para avaliar o comportamento destes comp?sitos no estado fresco, podendo prover informa??es ?teis que auxiliar?o no processo de dosagem e controle de qualidade. Outra propriedade avaliada foi o acabamento superficial dos concretos e argamassas e a poss?vel correla??o deste com os par?metros reol?gicos. Atrav?s dos resultados obtidos foi poss?vel constatar perda de fluidez nas argamassas e concretos que empregaram agregados reciclados. No que tange as propriedades mec?nicas, foram observados comportamentos distintos nos concretos produzidos com agregados reciclados: ?queles dosados pelo m?todo de Repette-Melo n?o apresentaram decr?scimo significativo destas propriedades; enquanto que, os concretos dosados com base no conceito de empacotamento de part?culas exibiram grande redu??o nas propriedades mec?nicas avaliadas. Os concretos produzidos com agregados reciclados ainda apresentaram aumento na absor??o de ?gua por imers?o, no ?ndice de vazios e na absor??o capilar, quando comparados aos respectivos tra?os de refer?ncia. Foi poss?vel observar boa correla??o linear entre o acabamento superficial e a tens?o de cisalhamento das argamassas. No caso dos concretos, o di?metro de espalhamento foi a propriedade que melhor se correlacionou com a qualidade do acabamento superficial.

A construção civil consome grande quantidade de recursos naturais, energia e gera 50% do total de resíduos produzidos no mundo. A reciclagem dos resíduos de construção e demolição é uma prática de grande importância para o ambiente, uma vez que ela constitui uma alternativa para reduzir o impacto ambiental causado pelo setor. Nos diversos estudos já desenvolvidos quanto à utilização dos resíduos de construção e demolição em concreto não se observa um consenso com relação ao desempenho destes concretos. Uma das causas dessa diversidade de resultados é a grande variabilidade na composição dos agregados reciclados. Controlando a variabilidade se tornará mais fácil garantir que os concretos produzidos com esses agregados tenham bom desempenho e durabilidade. Assim, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar um parâmetro de controle da variabilidade dos agregados reciclados, comparando a classificação pela composição e pela separação densitária, para utilização em dosagens de concretos. Foram realizadas caracterizações dos agregados reciclados obtidos a partir do beneficiamento de resíduos de construção e demolição coletados em três locais diferentes. Para produção dos concretos foram consideradas três relações a/c (0,50; 0,60 e 0,70) e três níveis de substituição tanto do agregado miúdo reciclado, quanto do agregado graúdo reciclado (0%, 50%, 100%), sendo que as combinações executadas foram definidas através de um projeto estatístico. As propriedades avaliadas foram resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de deformação e absorção de água por imersão. A partir dos resultados obtidos foram elaborados modelos matemáticos para cada uma das propriedades avaliadas, e foram estabelecidas as relações entre os resultados de cada coleta e as características dos agregados reciclados de cada uma delas. Concluiu-se que o comportamento do concreto com agregados reciclados não pode ser previsto através da composição ou da densidade dos agregados, uma vez que ambos os aspectos e também outras características dos agregados influenciam na qualidade dos concretos, dependendo da propriedade considerada. / Civil construction consumes a large quantity of natural resources, energy, and it generates 50% of total wastes produced in the world. The recycling of construction and demolition wastes it is an important practice for the environment, being a good way to reduce the environmental impact caused by the sector. In many researches already developed about the use of the construction and demoliton wastes in concrete, there is a diversity of results. One cause of this is the great variability in the composition of recycled aggregates. The control of aggregates variability will become easier to control the properties of concretes with recycled aggregates. Thus, this work was developed with the purpose to find a control parameter of the variability of these aggregates, comparing the analysis by composition and heavy media separation, to use in concretes mix design. Characterizations of recycled aggregates obtained from construction and demolition wastes collected at three differente places were accomplished. Three water/cement ratio – 0,50; 0,60; and 0,70 – and three substitution proportion from fine and coarse recycled aggregate – 0%, 50%, 100% – were considered to produce concrete mixtures. The combinations executed were defined by a statistical project. The properties evaluated were compressive strength, split tensile strength, modulus of elasticity and water absorption. Mathematical models were obtained to estimate the properties evaluated. Relations between the results from each collection and the properties of the recycled aggregates were established. In conclusion, the concrete with recycled aggregates behavior can not be predict through composition or density of aggregates. Both aspects and other aggregates characteristcs have influenced on the quality of concretes, depending of the property evaluated.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-01-06T14:43:43Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3084404 bytes, checksum: a557c23387b1239e1ed610d310cf09ee (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-06T14:43:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3084404 bytes, checksum: a557c23387b1239e1ed610d310cf09ee (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / This study aimed to analyze environmental, chemical and mineralogical parameters of Recycled Aggregates (RA), classified as Recycled Concrete Aggregate (RCA), generated at the Plant for Improvement of Construction Solid Waste (USIBEN), in João Pessoa / PB, as well as some Natural Aggregates (NA). Environmental analyses were performed, through solubilization and leaching tests, as well as the characterization of its chemical and mineralogical composition by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, differential thermal and thermogravimetric analyses, and infrared spectrometry. In Step I, for the solubilized extract, the aggregates Gravel 12 RA, Gravel 25 RA, Fine Aggregate RA, Gravel 12 NA and Stone Dust NA had values above the limits set out in Annex G of the standard ABNT NBR Nº 10004/2004 for some chemical parameters, such as sulfate (250 mg / L), iron (0.30 mg / L) and aluminum (0.20 mg / L). This study also investigated the presence of heavy metals (As, Cd, Cr, Ni, Al, Cu, Fe, Ni, Se, Zn), and, in accordance with the aforementioned standard, Gravel 12 RA exceeded the allowable limit for Cadmium. According to these results, the aggregates mentioned above changed their classification from Class II B – Inert – to Class II A – Non-Inert. In Step II, only four aggregates were selected to continue the study: Sand NA and RA; Gravel 12 NA and RA. The pH behavior of the aggregates chosen was investigated, and all of them suffered decay, stabilizing at alkaline pH (pH> 7). The chemical and mineralogical analyses (XRF, XRD, DTA / TG and IV) revealed the presence of quartz (SiO2) in the four samples, being the greater quantity in the NA ones. It was confirmed that the RA samples had compounds also found in mortar and concrete, such as calcium carbonate (CaCO3), alumina (Al2O3), iron oxide (Fe2O3), magnesium oxide (MgO) and cement hydration products, such as portlandite [Ca(OH)2] and plaster [CaSO42H2O]. It was concluded that the RA studied are viable for several uses, in relation to environmental, chemical and mineralogical analyses, since most compounds found in them are also part of NA used daily in civil construction. / Este trabalho teve como objetivo analisar os parâmetros ambientais, químicos e mineralógicos de Agregados Reciclados (AR), classificados como Agregado Reciclado de Concreto (ARC), gerados na Usina de Beneficiamento de Resíduos Sólidos da Construção Civil (USIBEN) em João Pessoa/PB, como também alguns Agregados Naturais (AN). Foi realizada análise ambiental, através de ensaios de lixiviação e solubilização, bem como a caracterização da sua composição química e mineralógica, por fluorescência de raios X, difração de raios X, análise térmica diferencial e termogravimétrica e espectrometria de infravermelho. Na Etapa I, para o extrato solubilizado, os agregados brita 12 AR, brita 25 AR, agregado miúdo AR, brita 12 AN e pó de pedra AN apresentaram valores superiores ao limite definido no anexo G da ABNT NBR Nº 10004/2004 para alguns parâmetros químicos como sulfato (250 mg/L), ferro (0,30 mg/L) e alumínio (0,20 mg/L). Também investigou-se a presença de metais pesados (As, Cd, Pb, Cr, Ni, Al, Cu, Fe, Ni, Se, Zn) e de acordo com a referida norma, a brita 12 AR ultrapassou o limite permitido para o metal cádmio. De acordo com esses resultados, os agregados supracitados mudam sua classificação de Classe II B - Inertes, para Classe II A - não Inertes. Na Etapa II foram definidos apenas 4 agregados para continuidade: areia AN e AR; brita 12 AN e AR. Investigou-se o comportamento do pH dos 4 agregados e todos tiveram decaimento, estabilizando-se em pH alcalino (pH > 7). Para as análises químicas e mineralógicas (FRX, DRX, DTA/TG e IV) observou-se a presença de quartzo (SiO2) nas 4 amostras sendo em maior quantidade nos AN. Para as amostras AR foram comprovadas a presença de compostos presentes em argamassa e concreto, como carbonato de cálcio (CaCO3), alumina (Al2O3), óxido de ferro (Fe2O3), óxido de magnésio (MgO) e produtos da hidratação do cimento, como a portlandita [Ca(OH)2] e gesso [CaSO42H2O]. Portanto os AR estudados são viáveis em relação a análise ambiental, química e mineralógica, para diversas utilizações, pois a maioria dos compostos encontrados neles também fazem parte dos AN, usados diariamente na construção civil.

A construção civil consome grande quantidade de recursos naturais, energia e gera 50% do total de resíduos produzidos no mundo. A reciclagem dos resíduos de construção e demolição é uma prática de grande importância para o ambiente, uma vez que ela constitui uma alternativa para reduzir o impacto ambiental causado pelo setor. Nos diversos estudos já desenvolvidos quanto à utilização dos resíduos de construção e demolição em concreto não se observa um consenso com relação ao desempenho destes concretos. Uma das causas dessa diversidade de resultados é a grande variabilidade na composição dos agregados reciclados. Controlando a variabilidade se tornará mais fácil garantir que os concretos produzidos com esses agregados tenham bom desempenho e durabilidade. Assim, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de determinar um parâmetro de controle da variabilidade dos agregados reciclados, comparando a classificação pela composição e pela separação densitária, para utilização em dosagens de concretos. Foram realizadas caracterizações dos agregados reciclados obtidos a partir do beneficiamento de resíduos de construção e demolição coletados em três locais diferentes. Para produção dos concretos foram consideradas três relações a/c (0,50; 0,60 e 0,70) e três níveis de substituição tanto do agregado miúdo reciclado, quanto do agregado graúdo reciclado (0%, 50%, 100%), sendo que as combinações executadas foram definidas através de um projeto estatístico. As propriedades avaliadas foram resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de deformação e absorção de água por imersão. A partir dos resultados obtidos foram elaborados modelos matemáticos para cada uma das propriedades avaliadas, e foram estabelecidas as relações entre os resultados de cada coleta e as características dos agregados reciclados de cada uma delas. Concluiu-se que o comportamento do concreto com agregados reciclados não pode ser previsto através da composição ou da densidade dos agregados, uma vez que ambos os aspectos e também outras características dos agregados influenciam na qualidade dos concretos, dependendo da propriedade considerada. / Civil construction consumes a large quantity of natural resources, energy, and it generates 50% of total wastes produced in the world. The recycling of construction and demolition wastes it is an important practice for the environment, being a good way to reduce the environmental impact caused by the sector. In many researches already developed about the use of the construction and demoliton wastes in concrete, there is a diversity of results. One cause of this is the great variability in the composition of recycled aggregates. The control of aggregates variability will become easier to control the properties of concretes with recycled aggregates. Thus, this work was developed with the purpose to find a control parameter of the variability of these aggregates, comparing the analysis by composition and heavy media separation, to use in concretes mix design. Characterizations of recycled aggregates obtained from construction and demolition wastes collected at three differente places were accomplished. Three water/cement ratio – 0,50; 0,60; and 0,70 – and three substitution proportion from fine and coarse recycled aggregate – 0%, 50%, 100% – were considered to produce concrete mixtures. The combinations executed were defined by a statistical project. The properties evaluated were compressive strength, split tensile strength, modulus of elasticity and water absorption. Mathematical models were obtained to estimate the properties evaluated. Relations between the results from each collection and the properties of the recycled aggregates were established. In conclusion, the concrete with recycled aggregates behavior can not be predict through composition or density of aggregates. Both aspects and other aggregates characteristcs have influenced on the quality of concretes, depending of the property evaluated.

Esta pesquisa trata da estabilização de misturas de agregados reciclados por meio da ativação de seus finos, cujas composições possibilitam a ocorrência de reações químicas de cimentação. Para o desenvolvimento da pesquisa foram utilizados dois tipos de agregados reciclados: um proveniente de resíduo de demolição de natureza cimentícia e outro da indústria de cerâmica vermelha. O uso dos materiais foi feito por meio de dosagens para obtenção de misturas cujas combinações de materiais pudessem, quimicamente, potencializar a ocorrência de hidratação do cimento anidro existente nos finos do agregado reciclado cimentício e de reação pozolânica pela pozolanicidade da cerâmica vermelha. Com isso foram obtidas cinco misturas, compostas pelos agregados reciclados em estudo misturados entre si e com a adição de aglomerantes hidráulicos, sobre as quais foram realizados ensaios em laboratório para verificação da ocorrência das reações químicas esperadas com consequente estabilização das misturas, de modo a influenciar nos respectivos comportamentos mecânicos. Também foi realizada a avaliação de características do empacotamento dos grãos como forma de verificar se o arranjo físico, neste caso, exerce influência significativa na melhora do comportamento mecânico das misturas estudadas. Os resultados obtidos indicaram que, de fato, ocorreram as reações químicas esperadas, comprovadas pelos resultados dos ensaios de termogravimetria e difração de raios x, realizados em três diferentes idades de cura. Verificou-se, também, a melhora no comportamento mecânico das misturas por meio do aumento da resistência à compressão simples e do módulo de resiliência com a evolução da cura, além de baixa deformabilidade aos 91 dias de cura. Com isso foi comprovada a estabilização das misturas em estudo, com a consequente melhora de seus desempenhos, sendo devida, principalmente, à ocorrência das reações químicas de hidratação do cimento anidro e pozolânica. A pesquisa demonstrou a possibilidade de se estabilizar misturas de agregados reciclados cimentícios e de cerâmica vermelha por meio da ocorrência de reações químicas de cimentação promovidas pela combinação destes materiais. / This research deals with the stabilization of mixtures constituted by recycled aggregates through the activation of its fines portions, whose components enable the occurrence of chemical cementation reactions. In order to develop this research, two types of recycled aggregates were used: one from demolition waste with cementitious origin, and the other one from the red ceramic industry. The use of these materials was done through mix designs to obtain mixtures whose combinations of materials could chemically increase the occurrence of hydration of the anhydrous existing in fine portion of the recycled cementitious aggregates, and pozzolanic reactions due to the pozzolanicity of red ceramics. Thus, five mixtures were obtained, and they were composed by the studied recycled aggregates, mixed together and with the addition of hydraulic binders, on which laboratory tests were performed in order to verify the occurrence of the expected chemical reactions with consequent stabilization of the mixtures, in order to influence their mechanical behavior. Furthermore, it was performed the evaluation of packing characteristics of the particles to verify if the physical arrangement, in this case, has any significant influence on improving the mechanical behavior of the mixtures studied. The results obtained indicated that in fact the expected chemical reactions occurred, which was verified by the results from thermogravimetry and X-ray diffraction tests performed at three different times of curing. The improvement of the mixtures mechanical behavior by increasing of their compressive strength and their resilient modulus was also verified as the mixtures were cured, in addition to low deformability at 91 days of curing. Thus, the stabilization of the mixtures studied was confirmed, which was mainly due to the occurrence of chemical hydration reactions of the anhydrous cement and pozzolanic reactions. The study demonstrated the possibility of stabilizing mixtures of recycled aggregates cementitious waste and red ceramic by the occurrence of cementing chemical reactions promoted by combination of these materials.