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Previous issue date: 2014-04-04 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPERGS - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / PROSUP - Programa de Suporte à Pós-Gradução de Instituições de Ensino Particulares / O desenvolvimento de materiais com tecnologia avançada faz parte do processo de modernização em que se encontra a construção civil. O aperfeiçoamento de concretos coloridos produzidos com pigmentos merece atenção especial por suas propriedades físicas e químicas aliadas às questões estéticas, o qual permite o uso de elementos de concreto aparentes suscetíveis à ação das intempéries. A incorporação de pigmentos resistentes e com alto poder de coloração possibilita o uso do concreto colorido aparente, eliminando-se gastos com revestimento e manutenção excessiva. O emprego de cinza volante (CV) pode trazer melhorias nas propriedades do concreto além de, a partir da substituição do cimento, aumentar a sustentabilidade e ecoeficiência da edificação. Muitos dos pigmentos empregados na produção destes concretos originam-se de óxidos metálicos, em particular de óxidos de ferro. Alguns resíduos contém ferro em sua composição, como é o caso do lodo de fosfatização (LF), um resíduo da indústria metal mecânica, gerado no tratamento de efluentes do processo de revestimento fosfático do aço. Neste contexto, o objetivo desta pesquisa é avaliar a viabilidade do uso do resíduo lodo de fosfatização como pigmento em matriz de cimento Portland branco e cinza volante. Como é a argamassa do concreto que proporciona coloração na face aparente dos mesmos, o programa experimental empregou esta fração como matriz para conduzir os ensaios, com uma única proporção de cimento e areia e relação água/aglomerante de 0,40. Para efeitos de comparação trabalhou-se com um pigmento inorgânico, de cor alaranjada, disponível comercialmente. Conforme a prática corrente na produção de concretos pigmentados, e de acordo com a indicação do fabricante, os teores utilizados foram de 0%, 1% e 5%, em relação à massa de cimento, substituindo o agregado natural em volume. Da mesma forma, o lodo de fosfatização foi utilizado nos teores de 0%, 5%, 10% e 20%. Pesquisou-se também a influência da substituição do cimento Portland branco por cinza volante, com teores de 0%, 10% e 20%. Testou-se a resistência à compressão em corpos de prova cilíndricos aos 7 e 28 dias de idade e a resistência à tração na flexão, aos 28 dias, em corpos de prova prismáticos. Os ensaios de absorção de água por capilaridade e retração avaliaram o comportamento físico das argamassas. O controle cromático foi realizado pelo método espectrofotométrico, sendo monitorados os parâmetros L*a*b* e ∆E em corpos de prova submetidos a dois estados de exposição: testemunho e natural. Para a verificação de quais fatores exercem efeito significativo sobre as variáveis de resposta, todos os resultados experimentais foram analisados estatisticamente através de uma análise de variância (ANOVA). Os resultados mostram que, em média, a cinza volante trouxe benefícios para a maior parte das propriedades estudadas, representando um ganho ambiental por ser capaz de reduzir o consumo de cimento sem causar perdas em relação à durabilidade e resistência mecânica. Os teores de materiais pigmentantes estudados foram considerados significativos para quase todas as variáveis analisadas, representando uma diminuição nos valores para os ensaios de resistência à compressão conforme o aumento do teor. Entretanto, os dois tipos de pigmentos estudados trouxeram benefícios em relação à retração e taxa de absorção capilar. Quanto à cromacidade, a pigmentação com LF foi menos intensa do que a proporcionada pelo PG, entretanto apresentou valores de variação de cor semelhantes, o que pode indicar estabilidade na matriz cimentícia. Além disso, observou-se que a incorporação de CV não trouxe prejuízos à cor. / The development of materials with advanced technology is part of the modernization process that construction area is facing. The improvement of colored concrete produced with pigments deserves special attention for their physical and chemical properties allied to aesthetic issues, which allows the use of apparent colored concrete elements susceptible to weather attack. The incorporation of resistant and high power coloring pigments allows the use of colored apparent concrete, eliminating excessive expenses with maintenance coatings. The use of fly ash (FA) can bring improvements in the properties of concrete, as well as, from the replacement of cement, leads to increase the sustainability and eco-efficiency of the building. Many of the pigments used in the actual colored concrete production are originate from metal oxides, particularly iron oxides. Some wastes contain iron in its composition, such as phosphate sludge (FS), a waste of the metalworking industry generated by the treatment of effluents in the process of steel phosphate coating. In this context, the aim of this research is to evaluate the feasibility of using phosphate sludge as a pigment, combined with white Portland cement and fly ash. As the concrete mortar is responsible for the coloration of the face side of a concrete, this fraction was employed on this experimental program as a pattern to conduct the tests with a single cement and sand ratio and a water/binder ratio of 0.40. For comparison, an inorganic pigment, commercially available, was also used. According to current practice in the production of colored concrete, and according to the pigment manufacturer, the levels used were: 0 %, 1% and 5% by mass of cement, replacing natural aggregate by volume. Similarly, the phosphate sludge was used in concentrations of: 0 %, 5 %, 10% and 20%. The influence of white Portland cement replacement by fly ash, with levels of 0%, 10% and 20%, was also evaluated. The tests included compressive strength in cylindrical specimens at ages of 7 and 28 days and tensile strength in bending, at 28 days, in prismatic specimens. The tests of water absorption by capillarity and shrinkage, evaluated the physical behavior of mortars. The color control was performed by the spectrophotometric method, monitoring the parameters L*a*b* and ∆E in specimens submitted to two states of exposure: witnessing and natural. To investigate which factors have a significant effect on the response variables, all experimental results were statistically analyzed using an ANOVA. The results show that, on average, fly ash benefited most of the studied properties with also an environmental gain by being able to reduce the consumption of cement without causing losses in relation to the durability and the mechanical strength. The contents of pigments studied were considered significant for almost all variables, representing a decrease in values for tests of compressive strength while increasing its content. However, both types of the studied pigments brought benefits in relation to the rate of shrinkage and capillarity absorption. As for the chromaticity, the FS pigmentation was less intense than that provided by the inorganic pigment. Anyway, the values showed similar color variation, which can indicate some stability in the cementitious matrix. It was observed that the incorporation of FA not bring damage to color.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.jesuita.org.br:UNISINOS/3974 |
| Date | 04 April 2014 |
| Creators | Mantovani, Franciéli |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/5195306459511343, Mancio, Mauricio, Kulakowski, Marlova Piva |
| Publisher | Universidade do Vale do Rio dos Sinos, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Unisinos, Brasil, Escola Politécnica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UNISINOS, instname:Universidade do Vale do Rio dos Sinos, instacron:UNISINOS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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