Orientador : Profª. Drª. Nayara Soares Klein / Co-orientador : Prof. Dr. Wellington Mazer / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil. Defesa: Curitiba, 29/04/2016 / Inclui referências : f. 119-126 / Area de concentração : Materiais e estruturas / Resumo: As questões ambientais que envolvem a produção de concreto vêm sendo muito estudadas, uma vez que o consumo elevado de cimento Portland causa impactos ambientais. A produção de cimento é responsável por cerca de 7% das emissões de gás carbônico (CO2) na atmosfera, geradas por processos industriais no mundo, necessitando também de um alto consumo energético. Uma forma de amenizar isso é investir no produto final, o concreto, consolidando técnicas que envolvam a produção de composições ambientalmente sustentáveis. A redução do consumo de cimento consiste em uma alternativa interessante, principalmente quando se associa esta à utilização de um subproduto pozolânico, como a sílica de casca de arroz. Por esta adição ser um resíduo, é importante que seja prevista a sua destinação correta. No concreto, em substituição parcial do cimento, esse material pode promover o refinamento dos poros e a consequente alteração das propriedades mecânicas e de durabilidade. Por conseguinte, o presente trabalho tem por objetivo utilizar um método de dosagem baseado em técnicas de empacotamento de partículas para dosar, produzir e avaliar as propriedades de um concreto ecológico, cujo consumo de cimento Portland tenha sido reduzido por consequência da aplicação do método de dosagem. Foram realizados estudos de otimização dos agregados e de materiais finos (sílica de casca de arroz e pó de quartzo) para reduzir a quantidade de vazios no concreto e substituir o cimento Portland. As propriedades avaliadas, no estado fresco, foram a consistência, através de slump test, e a massa específica. No estado endurecido, foram estudadas as propriedades de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e massa específica. Além disso, foram executados ensaios de absorção de água por imersão e capilaridade, resistividade elétrica e módulo de elasticidade dinâmico através de ultrassom. Estes ensaios estão associados à durabilidade do concreto. As propriedades do concreto ecológico foram, então, comparadas com as obtidas para um concreto convencional. Como resultado do estudo, foi possível produzir dois concretos, cujos consumos de cimento foram reduzidos em 115 kg/m³ (Concreto Ecológico A) e 163 kg/m³ (Concreto Ecológico B). No estado fresco, ambos apresentaram consistência seca, sendo necessário acrescentar aditivo superplastificante e alterar a quantidade de golpes para o adensamento, tendo em vista a elevada compacidade do esqueleto granular. Entretanto, o Concreto Ecológico B apresentou resistência à compressão, aos 28 dias, de 31,0 MPa, estatisticamente equivalente ao concreto de referência que alcançou 35,2 MPa, enquanto que o Ecológico A resultou em 54,1 MPa. Tendências similares foram observadas para o ensaio de resistência à tração. Os ensaios de durabilidade demonstraram baixa porosidade dos concretos ecológicos em relação ao de referência. Por fim, os concretos ecológicos se apresentaram mais caros que o convencional devido ao valor elevado das adições, porém ambos representaram economia de cimento, devido à redução no consumo. / Abstract: Environmental issues evolving cement production have been widely studied, since the high consumption of Portland cement causes environmental impact. Its production is responsible for about 7% of carbon dioxide emissions (CO2) in the atmosphere, generated by industrial processes in the world, also requiring high energy consumption. One way to mitigate this situation is to invest in the final product, concrete, consolidating cementing techniques that involve the production of eco-friendly compositions. The reduction in cement consumption provides an interesting alternative, particularly when this is associated with the use of a pozzolanic by-product, such as rice husk ash. As this admixture is a residue, it is important to predict its correct destination. In concrete, as a replacement for cement, this material can promote pore refinement and modifications of mechanical and durability properties. Therefore, this study aims to use a design method based on particle packing techniques to dose, produce and evaluate the properties of an ecological concrete, which Portland cement consumption has been reduced as a result of the application of the method. Optimization studies of aggregates and fine materials (rice husk ash and quartz powder) were performed to reduce the amount of voids in the concrete and replace Portland cement. The properties evaluated in fresh concrete were consistency through slump test, and density. In the hardened condition, the compressive strength properties were evaluated, like the tensile strength by diametrical compression and density. Furthermore, it was performed tests to evaluate water absorption and capillarity, electrical resistivity and dynamic modulus of elasticity by ultrasound. These assays are associated with the durability of concrete. The properties of ecological concrete were then compared with those obtained for a conventional concrete. As a result of the study, it was possible to produce two concretes, whose cement consumption was reduced in 115 kg/m³ (Ecological Concrete A) and 163 kg/m³ (Ecological Concrete B). In the fresh condition, both presented dry consistency, being necessary to add a superplasticizer. In addition, due to a high packability of the granular skeleton, the concrete densification was complicated, so it was needed to change the amount of strokes to compaction. However, the Ecological Concrete B presented compressive strength at 28 days, of 31.0 MPa, statistically equivalent to the reference concrete which reached 35.2 MPa, while the Ecological Concrete A resulted in 54.1 MPa. Similar tendencies were observed for the tensile strength test. The durability tests showed low porosity of the ecological concretes in relation to the reference. Finally, the ecological concretes performed more expensive than conventional due to the large amount of additions, but both represented cement savings due to reduction in its consumption.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:dspace.c3sl.ufpr.br:1884/43120 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Londero, Carolina |
| Contributors | Mazer, Wellington, Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Construção Civil, Klein, Nayara Soares |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 151 p. : il., application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPR, instname:Universidade Federal do Paraná, instacron:UFPR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Disponível em formato digital |
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