Esta dissertação apresenta um estudo sobre a utilização do agregado reciclado de resíduos sólidos da construção civil e demolição, na execução do concreto compactado com rolo (CCR) como base de pavimento asfáltico ou de concreto, comparando suas características mecânicas com o CCR executado com agregado natural britado. O uso de resíduo da construção civil na Europa é muito comum devido a questões ambientais. No Brasil, somente a partir de 2002, o Conselho Nacional do Meio Ambiente estabeleceu as diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil através da Resolução CONAMA nº 307. O agregado reciclado estudado na pesquisa está em conformidade com a primeira norma brasileira vigente NBR 15116 - Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural - Requisitos. Foram utilizados agregados reciclados coletados de uma usina de reciclagem sendo posteriormente amostrados e caracterizados de acordo com suas massas específicas para verificar a sua influência no comportamento mecânico dos concretos. Os agregados minerais convencionais são procedentes da britagem de granito. O cimento utilizado foi do tipo CP III 40 RS. Após a mistura e cura dos corpos-de-prova foram realizados ensaios de índices físicos e de caracterização mecânica, comparando-se os resultados com o CCR convencional de forma a analisar o potencial de utilização e a viabilidade técnica destes materiais. A oportunidade de mais uma alternativa de uso dos agregados reciclados de resíduos de demolição e construção (RCD) e uma alternativa de pavimento de baixo custo utilizando técnicas de dosagens consagradas para o concreto compactado com rolo (CCR) é que motivou a realização deste trabalho. / This thesis work seeks the study of rolled compacted concrete (RCC) mixtures employing recycled waste aggregate from civil construction and demolitions as alternative for asphalt or concrete pavement bases, comparing some mechanical and physical characteristics to traditional virgin stone aggregate RCC. It is usual the use of recycled waste aggregate in Europe due to environmental regulations. In Brazil, since 2002 the Environmental Federal Council fixed the rules and procedures for management of civil construction waste material (CONAMA resolution n. 307). For the research the recycled waste aggregate was in full conformity to the Brazilian standard NBR 15116. The recycled waste material was collected from a recycling plant and its physical properties then defined in order to verify its implications on RCC mechanical responses. The comparative RCC was manufactured from granite crushed stone. Portland Cement type CPIII 40 RS was employed for all mixtures. Suitability and mechanical potential for RCC mixtures were evaluated through conventional physical and mechanical tests. The main motivation for the study was to find out an alternative for using recycled waste material from civil construction and demolition as well the seek for low cost concrete alternatives using the widespread RCC technology for paving.

Esta dissertação apresenta um estudo sobre a utilização do agregado reciclado de resíduos sólidos da construção civil e demolição, na execução do concreto compactado com rolo (CCR) como base de pavimento asfáltico ou de concreto, comparando suas características mecânicas com o CCR executado com agregado natural britado. O uso de resíduo da construção civil na Europa é muito comum devido a questões ambientais. No Brasil, somente a partir de 2002, o Conselho Nacional do Meio Ambiente estabeleceu as diretrizes, critérios e procedimentos para a gestão dos resíduos da construção civil através da Resolução CONAMA nº 307. O agregado reciclado estudado na pesquisa está em conformidade com a primeira norma brasileira vigente NBR 15116 - Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural - Requisitos. Foram utilizados agregados reciclados coletados de uma usina de reciclagem sendo posteriormente amostrados e caracterizados de acordo com suas massas específicas para verificar a sua influência no comportamento mecânico dos concretos. Os agregados minerais convencionais são procedentes da britagem de granito. O cimento utilizado foi do tipo CP III 40 RS. Após a mistura e cura dos corpos-de-prova foram realizados ensaios de índices físicos e de caracterização mecânica, comparando-se os resultados com o CCR convencional de forma a analisar o potencial de utilização e a viabilidade técnica destes materiais. A oportunidade de mais uma alternativa de uso dos agregados reciclados de resíduos de demolição e construção (RCD) e uma alternativa de pavimento de baixo custo utilizando técnicas de dosagens consagradas para o concreto compactado com rolo (CCR) é que motivou a realização deste trabalho. / This thesis work seeks the study of rolled compacted concrete (RCC) mixtures employing recycled waste aggregate from civil construction and demolitions as alternative for asphalt or concrete pavement bases, comparing some mechanical and physical characteristics to traditional virgin stone aggregate RCC. It is usual the use of recycled waste aggregate in Europe due to environmental regulations. In Brazil, since 2002 the Environmental Federal Council fixed the rules and procedures for management of civil construction waste material (CONAMA resolution n. 307). For the research the recycled waste aggregate was in full conformity to the Brazilian standard NBR 15116. The recycled waste material was collected from a recycling plant and its physical properties then defined in order to verify its implications on RCC mechanical responses. The comparative RCC was manufactured from granite crushed stone. Portland Cement type CPIII 40 RS was employed for all mixtures. Suitability and mechanical potential for RCC mixtures were evaluated through conventional physical and mechanical tests. The main motivation for the study was to find out an alternative for using recycled waste material from civil construction and demolition as well the seek for low cost concrete alternatives using the widespread RCC technology for paving.

In respect of autogenous and drying shrinkage and the effects of relaxation creep during the hydration cycle, roller compacted concrete in dams has to date been universally assumed to behave in the same manner as conventional mass concrete, despite notional evidence to the contrary on prototype dam structures, particularly in respect of high-paste RCC. While the results of laboratory materials testing and associated early behaviour analyses for RCC have been published, no conclusive example exists in the public domain whereby predicted behaviour is confirmed through measured behaviour on a comprehensively-instrumented prototype dam structure. In his PhD thesis, Quentin Shaw presents evidence to indicate that the early behaviour of RCC, and particularly high quality, high-paste RCC in dams, is quite different to that of CVC. Referring to instrumentation records from Wolwedans and Knellpoort dams in South Africa, Çine Dam in Turkey, Wadi Dayqah Dam in Oman and Changuinola 1 Dam in Panama, indications of less than expected shrinkage and stress relaxation creep during the hydration cycle in the constituent RCC are documented. Taking the comprehensively-instrumented and monitored Wolwedans Dam, the actual materials behaviour of the constituent RCC is evaluated through the replication of the prototype behaviour on a finite element model. Through this analysis, it is clearly demonstrated that the level of shrinkage and stress relaxation creep that would be traditionally assumed in RCC simply did not occur. In fact, the analyses suggested that no shrinkage, or creep was apparent. The reasons for the different behaviour of high-paste RCC compared to CVC are subsequently explored. With Wadi Dayqah Dam as the only example evaluated where some drying shrinkage and/or stress relaxation creep was obviously apparent, the evident susceptibility of this lean RCC mix, with a high w/c ratio, a high content of non-cementitious fines, natural gravel aggregates, a high aggregate water absorption and placement in a very dry environment, is noted. However, it is considered to be the combination of a strong aggregate skeletal structure developed through roller compaction and a low w/c ratio that results in a particularly resilience in high-paste RCC to early shrinkage and creep. It is also recognised that temperature and gravity effects in an arch dam structure will tend to limit, or even eliminate containment stresses in the critical load-carrying upper section and that this will reduce the risk and impact of stress relaxation creep. Consequently, a new understanding of the early behaviour of RCC in large dams is presented, suggesting that a high quality RCC mix in an arch dam can be designed for a cumulative shrinkage and stress relaxation creep under the hydration cycle of approximately 20 microstrain, compared with a more traditionally accepted value of between 125 and 200 microstrain. The implications of these findings on the design of large RCC dams are demonstrated to be significant, particularly in respect of RCC arch dams. In addition, suggestions are made for the requirements in respect of RCC mix design for negligible shrinkage and creep, while an approach to combine the use of field measurement with structural modelling to predict and demonstrate actual RCC behaviour is briefly discussed. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2011. / Civil Engineering / unrestricted

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao part 1 Pedro Joao Barbosa Junqueira.pdf: 6538524 bytes, checksum: 082d6c8def54f284189ca0be0080c827 (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 / The dam construction tecnology with roller compacted concrete has undergone noticeable improvements in the areas of concrete technology and enforcement procedure. One can cite the enrichment of roller compacted concrete dam face and the whole sequence leading to obtaining such enrichment, in a short-term enforcement, by the least cost and with the guarantee of the security needed, as one of those remarkable improvements. This work, however, tries to contribute with the theme of the properties of concrete and incorporates basic issues of materials science to set a failure criterion to the results of combined loadings tests performed in RCC specimens of varied sizes, made with the same dosage of Junqueira et al. (2008). The goal is to predict the real strength of the roller compacted concrete dam. Therefore, tests of diametral compression, uniaxial compression, triaxial compression and direct shear tests were performed in RCC specimens of different sizes. The results of such tests were presented using tables and graphs which showed a fall of resistance with increasing the size of the specimen tested face of such loadings. Finally, the data from all trials of this work and of Junqueira et al. (2008) were gathered and studied, so as to increase the precision of the strength envelope of Hoek and Brown set. / A tecnologia de construção de barragens com Concreto Compactado com Rolo tem passado por melhorias notáveis nas áreas de tecnologia do concreto e do procedimento executivo. Pode-se citar o enriquecimento do concreto compactado com rolo de face de barragens e toda a seqüência que leva à obtenção de tal enriquecimento, a um curto prazo executivo, pelo menor custo e com a garantia da segurança necessária, como uma dessas notáveis melhorias. O presente trabalho, no entanto, tenta contribuir com o tema das propriedades do concreto e retoma questões básicas da ciência dos materiais para ajustar um critério de ruptura aos resultados de ensaios sob carregamentos combinados realizados em corpos de prova de Concreto Compactado com Rolo (CCR) de dimensões variadas, feitos de dosagem semelhante à usada no trabalho de Junqueira et al. (2008). O objetivo é tentar prever a resistência real apresentada pelo CCR no interior do corpo de uma barragem. Para tanto, foram realizados ensaios de tração na compressão diametral, compressão simples, compressão triaxial e de cisalhamento direto em corpos-de-prova de CCR de dimensões variadas. Os resultados de tais ensaios foram apresentados por meio de tabelas e gráficos os quais mostraram uma queda de resistência com o aumento das dimensões dos corpos de prova ensaiados frente a tais carregamentos. Por fim, os dados de todos os ensaios realizados durante a presente pesquisa e durante a pesquisa de Junqueira et al. (2008) foram agrupados e estudados, a fim de se aumentar a precisão do ajuste da envoltória de resistência de Hoek e Brown.