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Unesp – Universidade Estadual Paulista
“Júlio de Mesquita Filho”
Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira
Departamento de Engenharia Civil
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
“Estudo da influência da adição de borracha
vulcanizada em concreto à temperatura ambiente e
elevada temperatura”
Engª Ana Carolina Marques
Dissertação apresentada à Faculdade de
Engenharia de Ilha Solteira – UNESP,
como parte dos requisitos para obtenção do
título de Mestre em Engenharia Civil.
Orientador: Prof. Dr. Jorge Luís Akasaki
Ilha Solteira
Agosto de 2005
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Dedicatória
Aos meus pais Paulo e Sueli e aos
meus irmãos Angélica e Paulo pelo
apoio e incentivo.
Agradecimentos
Ao Prof. Dr. Jorge Luís Akasaki, meu orientador, pela sua confiança, incentivo e por
direcionar-me em todos os passos deste trabalho.
À CAPES – Coordenação de aperfeiçoamento de pessoal de nível superior, pelo apoio
financeiro.
À Holcim Brasil, por fornecer o cimento utilizado na fabricação da argamassa e do
concreto.
À Araçá Recauchutadora de Pneus Ltda pelo fornecimento dos resíduos de borracha.
Aos professores, alunos e técnicos do Laboratório de Estruturas da UNICAMP, por me
receberem e auxiliarem a cumprir parte da etapa experimental deste trabalho.
Ao Laboratório CESP de Engenharia Civil, que colocou à disposição todas as
instalações e apoio técnico, sem os quais seria difícil a realização deste trabalho,
especialmente ao engenheiro Flávio Moreira Salles pelas sugestões e pelo seu tempo.
Aos técnicos do Laboratório de Engenharia Civil e aos técnicos do Laboratório CESP
de Engenharia Civil pelo cuidado e atenção despendidos na parte experimental.
Aos amigos Mauro, Ana Paula, Maria Lidiane, Everton, Valério, Luciano, Michele,
Eduardo, Israel, Denise. E em especial ao amigo Mário Rogério Scoaris, que participou
de todas as etapas do trabalho. Agradeço também ao querido Joel Roberto Guimarães
Vasco, por estar ao meu lado em todos os momentos.
A todos, que de alguma forma me ajudaram na realização deste trabalho.
Estudo da influência da adição de borracha vulcanizada em concreto à
temperatura ambiente e elevada temperatura
Ana Carolina Marques
Orientador: Prof. Dr. Jorge Luís Akasaki
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo estudar algumas propriedades de concretos e
argamassas, com substituição parcial do agregado miúdo por resíduos de borracha de
pneus provenientes do processo de recauchutagem. Para todas as misturas foi utilizado o
cimento CP V – ARI PLUS, areia e, para os concretos, brita basáltica. As substituições
foram de 12% em volume do agregado miúdo por borracha para argamassa e 10% em
volume para concreto.
Em argamassa procurou-se verificar a influência do tratamento do resíduo de borracha
com solução saturada de hidróxido de sódio. As propriedades estudadas foram:
resistência à compressão, resistência à tração, absorção de água e índice de consistência.
As propriedades analisadas em concreto à temperatura ambiente foram: resistência à
compressão, absorção de água, resistência à tração, resistência à abrasão, módulo de
elasticidade e resistência à flexão. Em concreto aquecido a 600ºC, avaliaram-se as
propriedades de resistência à compressão e módulo de elasticidade.
Os resultados obtidos em argamassas, após o tratamento do resíduo, mostram que este
não influencia nas propriedades estudadas. Também é observado, após a substituição de
parte do agregado pelo resíduo, queda na trabalhabilidade e nos resultados referentes à
resistência mecânica. Os resultados de resistência à abrasão em concreto mostram-se
interessantes para o uso da mistura em pavimentação. Após o aquecimento do concreto,
observa-se redução na resistência à compressão e módulo de elasticidade para as
misturas com e sem borracha. Também é observado que as relações de perda de
resistência entre o concreto com e sem borracha são mantidas após o aquecimento.
Palavras-chave: argamassa, concreto, borracha de pneu, aquecimento, propriedades
mecânicas, material alternativo.
Study of tire rubber addition influence in concrete at room
temperature and high temperature
Ana Carolina Marques
Advisor: Prof. Dr. Jorge Luís Akasaki
Abstract
The aim of this work is to study some properties of mortars and concretes, whose fine
aggregate was partially replaced by tire rubber from retreading process. It was used in
all mixes CPV – ARI PLUS cement, river sand, and basaltic coarse aggregate. The
replacement was made in volume of fine aggregate by tire rubber and it was 12% in
mortars and 10% in concrete.
The influence of the residue’s treatment with a sodium hydroxide saturated solution was
analyzed through tests in mortar. The studied properties were: compressive strength,
splitting tensile strength, water absorption, and consistence index. The properties
analyzed in concrete at room temperature were: compressive strength, splitting tensile
strength, modulus of elasticity, and flexural tensile strength. The tests made at 600ºC
heated concrete were compressive strength and modulus of elasticity.
The results from mortars tests, after the rubber’s treatment, show that it doesn’t
influence considerably the studied properties. It is also observed that after the
replacement of part of the aggregate by tire rubber; there is a decrease in workability
and mechanical tests results. The abrasion resistance tests results show that an
interesting use to tire rubber concrete is in precast-concrete paving brick. It can be noted
from the heated concrete results that compressive strength and modulus of elasticity
decrease in mixes with and without tire rubber. It could be also seen that the relationship
between concrete strength losses are kept after heating.
Keywords: mortar, concrete, tire rubber, heating, mechanical properties, alternative
material
. Lista de figuras
Figura 1 – Composição média de um pneu (alterado de MAGANHA e KOMATSU,
1999)
....................................................................................................................... 15
Figura 2 – Partes que compões o pneu (http://www.norauto.pt/produtos/pneus.htm)
visitado no dia 21/06/05
......................................................................................... 18
Figura 3 – Raspagem da carcaça no processo de recauchutagem. Fonte:
http://www.renosul.com.br/rnspro02.htm visitado em 21/06/05
............................ 19
Figura 4 – Resultados de resistência à compressão de concretos adicionados de
borracha.
................................................................................................................. 21
Figura 5 – Comparação de resultados de resistência à compressão. Fonte: alterado de
TOPÇU (1995)
....................................................................................................... 22
Figura 6 – Curva de carga x deformação de concretos adicionados por borracha de pneu.
Fonte: alterado de TOUTANJI (1996)
.................................................................. 23
Figura 7 – Perda de resistência à compressão e resistência à flexão depois de adicionada
a borracha. Fonte: alterado de TOUTANJI (1996)
................................................. 23
Figura 8 – Microscopia eletrônica de resíduos de borracha sem tratamento, onde A é o
resíduo e B é a pasta de cimento. Fonte: SEGRE e JOEKES (2000)
..................... 26
Figura 9 – Microscopia eletrônica de resíduos de borracha tratado com solução saturada
de NaOH. Onde A é o resíduo e B é a pasta ce cimento. Fonte: SEGRE e JOEKES
(2000)
..................................................................................................................... 26
Figura 10 – Microscopia eletrônica da borracha de pneu envolvida pelo polímero.
Fonte: SOUZA et al. (2003)
................................................................................... 27
Figura 11 – Borracha de pneu parcialmente encoberta pela matriz de cimento. Fonte:
SOUZA, 2003)
....................................................................................................... 27
Figura 12 – Microscopia eletrônica de concreto adicionado com resíduo de borracha.
Fonte: HERNÁNDEZ-OLIVARES (2002)
............................................................ 29
Figura 13 – Borracha de pneu recebida.......................................................................... 47
Figura 14 – Borracha de pneu peneirada........................................................................ 47
Figura 15 – Papel indicador usado para verificar o pH da borracha .............................. 51
Figura 16 – material antes da aplicação dos golpes........................................................ 54
Figura 17 – material após a aplicação dos golpes .......................................................... 54
Figura 18 – Ensaio de resistência à compressão em argamassa..................................... 54
Figura 19 – Ensaio de resistência à tração por compressão diametral ........................... 56
Figura 20 – Ensaio de módulo de elasticidade ............................................................... 58
Figura 21 – Ensaio de resistência à tração na flexão...................................................... 59
Figura 22 – Equipamento utilizado para o ensaio de resistência à abrasão.................... 60
Figura 23 – Detalhe da pá do equipamento.................................................................... 60
Figura 24 – Esferas metálicas utilizadas para o ensaio de resistência à abrasão............ 61
Figura 25 – Ensaio de teor de ar incorporado................................................................. 62
Figura 26 – Curva padrão “temperatura-tempo”............................................................ 64
Figura 27 – Forno tubular para o monitoramento da temperatura na superfície e no
interior do corpo-de-prova
...................................................................................... 65
Figura 28 – Detalhe com o corpo-de-prova monitorado pelos termopares.................... 65
Figura 29 – Forno utilizado para o aquecimento dos corpos-de-prova para posterior
ensaio
...................................................................................................................... 65
Figura 30 – Curva granulomética da borracha de pneu.................................................. 69
Figura 31 – Granulometria da borracha que passa pela peneira de número 16.............. 69
Figura 32 – Curva granulomética da areia para as composições em argamassa ............ 71
Figura 33 – Curva granulométrica da areia usada para a confecção de concreto........... 72
Figura 34 – Curva granulométrica do agregado graúdo................................................. 73
Figura 35 – Resultado do índice de consistência............................................................ 75
Figura 36 – Resultados de resistência à compressão em argamassa .............................. 77
Figura 37 – Absorção de água em argamassa................................................................. 79
Figura 38 – Resistência à tração de argamassas............................................................. 80
Figura 39 – Resistência à compressão em concreto ....................................................... 82
Figura 40 – Absorção de água em concreto com e sem resíduo..................................... 84
Figura 41 – Resistência à tração em concreto ................................................................ 86
Figura 42 – Corpo-de-prova do concreto referência após o ensaio de resistência à
abrasão
.................................................................................................................... 88
Figura 43 – Corpos-de-prova do concreto com resíduo de borracha após o ensaio de
resistência à abrasão ............................................................................................... 88
Figura 44 – Módulo de elasticidade para corpos-de-prova de concreto......................... 89
Figura 45 – Resistência à flexão de prismas de concreto............................................... 91
Figura 46 – Curvas de temperatura-tempo determinadas para os corpos-de-prova
controle
................................................................................................................... 94
Figura 47 – Curvas de temperatura-tempo determinadas para os corpos-de-prova com
borracha
.................................................................................................................. 94
Figura 48 – Curvas de dosagens dos concretos com e sem borracha submetidos ao
aquecimento
............................................................................................................ 96
Figura 49 – Resultado de módulo de elasticidade para os concretos com e sem
aquecimento
............................................................................................................ 99
Lista de tabelas
Tabela 1 – Composição do traço utilizado no trabalho. ................................................. 63
Tabela 2 – Traços utilizados como referência para a confecção do diagrama de
dosagem.
................................................................................................................. 66
Tabela 3 – Traços com resíduos de borracha utilizados para a confecção do diagrama de
dosagem.
................................................................................................................. 66
Tabela 4 – Resumo dos ensaios realizados com argamassa e concreto.......................... 67
Tabela 5 – Resultados da caracterizaçao da borracha de pneu após peneirada.............. 68
Tabela 6 – Caracterização da areia usada em argamassa. .............................................. 70
Tabela 7 – Caracterização da areia usada em concreto. ................................................. 71
Tabela 8 – Caracterização do agregado graúdo.............................................................. 72
Tabela 9 – Caracterização físico-química do cimento CP-V ARI PLUS....................... 74
Tabela 10 – Peso dos corpos-de-prova submetidos ao ensaio de resistência à abrasão. 87
Tabela 11 – Percentagem de perda de massa dos corpos-de-prova ao longo do tempo. 88
Tabela 12 – Resultados de teor de ar incorporado dos concretos................................... 92
Tabela 13 – Resultados de massa específica do concreto no estado fresco ................... 92
Tabela 14 – Comparação de resistência à compressão obtido experimentalmente e
numericamente para o concreto referência.
............................................................ 98
Tabela 15 – Comparação da resistência à compressão obtida experimentalmente e
numericamente para o concreto com borracha
....................................................... 99
Tabela 16 – Comparação dos resultados de módulo de elasticidade para o concreto
referência.
............................................................................................................. 101
Tabela 17 – Comparação dos resultados de módulo de elasticidade para o concreto com
resíduo de borracha.
.............................................................................................. 101
Sumário
Capítulo 1...................................................................................................................... 12
1 Introdução............................................................................................................. 12
1.1 Objetivo .......................................................................................................... 13
Capítulo 2...................................................................................................................... 14
2 Generalidades ....................................................................................................... 14
2.1 Uso da borracha na construção civil............................................................... 19
2.2 A influência da elevada temperatura em compostos de cimento.................... 32
2.3 Normas brasileiras para situações de incêndio............................................... 34
2.4 Comportamento do concreto exposto ao fogo................................................ 38
2.5 Propriedades afetadas no concreto submetido à ação térmica........................ 40
3 Etapas dos ensaios realizados.............................................................................. 46
Capítulo 3...................................................................................................................... 47
3.1 Caracterização dos Materiais Utilizados ........................................................ 47
3.1.1 Borracha de pneu.................................................................................... 47
3.1.2 Água e álcool.......................................................................................... 48
3.1.3 Areia ....................................................................................................... 48
3.1.4 Cimento .................................................................................................. 48
3.1.5 Brita ........................................................................................................ 49
3.2 Métodos para os ensaios de caracterização dos materiais.............................. 49
3.2.1 Borracha de pneu.................................................................................... 49
3.2.2 Confecção dos corpos-de-prova de argamassa....................................... 52
3.2.3 Confecção dos corpos-de-prova de concreto.......................................... 52
3.3 Métodos para os ensaios realizados em argamassa ........................................ 53
3.3.1 Índice de consistência............................................................................. 53
3.3.2 Ensaio de resistência à compressão........................................................ 54
3.3.3 Ensaio de absorção de água.................................................................... 55
3.3.4 Ensaio de resistência à tração................................................................. 55
3.4 Métodos para os ensaios realizados em concreto........................................... 56
3.4.1 Ensaio de resistência à compressão........................................................ 56
3.4.2 Ensaio de absorção de água.................................................................... 57
3.4.3 Ensaio de resistência à tração................................................................. 57
3.4.4 Ensaio de módulo de elasticidade........................................................... 57
3.4.5 Resistência à flexão ................................................................................ 59
3.4.6 Resistência à abrasão.............................................................................. 59
3.4.7 Massa específica e teor de ar incorporado.............................................. 61
3.5 Primeira etapa: ensaios em argamassa ........................................................... 62
3.6 Segunda etapa: ensaios em concreto .............................................................. 62
3.7 Terceira etapa: ensaio em concreto aquecido................................................. 63
Capítulo 4...................................................................................................................... 68
4 resultados dos ensaios realizados........................................................................ 68
4.1 Caracterização da borracha de pneu............................................................... 68
4.2 Caracterização do agregado miúdo................................................................. 70
4.3 Caracterização do agregado graúdo................................................................ 72
4.4 Caracterização do cimento.............................................................................. 73
4.5 Ensaios realizados em argamassa................................................................... 74
4.5.1 Índice de consistência............................................................................. 75
4.5.2 Resistência à compressão ....................................................................... 77
4.5.3 Absorção de água ................................................................................... 79
4.5.4 Ensaio de resistência à tração................................................................. 80
4.6 Ensaios realizados em concreto sem aquecimento......................................... 81
4.6.1 Resistência à compressão ....................................................................... 81
4.6.2 Absorção de água ................................................................................... 84
4.6.3 Ensaio de resistência à tração................................................................. 85
4.6.4 Resistência à abrasão.............................................................................. 87
4.6.5 Ensaio de módulo de elasticidade........................................................... 89
4.6.6 Resistência à flexão ................................................................................ 90
4.7 Ensaios realizados em concreto submetido ao aquecimento.......................... 92
Capítulo 5.................................................................................................................... 102
5 Conclusões........................................................................................................... 102
5.1 Sugestões para trabalhos futuros .................................................................. 104
Capítulo 6.................................................................................................................... 106
6 Referências.......................................................................................................... 106
Capítulo 1 – Introdução
12
Capítulo 1
1 INTRODUÇÃO
O concreto é um dos materiais mais usados nas obras de engenharia e se encontra em
constante estudo. Sua grande aplicação se deve à sua durabilidade, facilidade de assumir
formas diferentes e versatilidade, sendo por isso utilizado de diversas formas, seja em
peças estruturais ou não estruturais.
A possibilidade de incorporação de resíduos em misturas à base de cimento é uma
contribuição da construção civil para reciclagem de resíduos prejudiciais ao meio
ambiente, podendo também melhorar o desempenho dos materiais com sua adição.
Alguns exemplos de resíduos adicionados são: escória de alto-forno, cinza de casca de
arroz, entulho da construção civil e materiais pozolânicos; sendo que a composição
resultante da incorporação dos resíduos pode apresentar função estrutural ou não.
A borracha de pneu, proveniente de pneus fora de uso ou da recauchutagem, é um dos
resíduos produzidos pela indústria que se encontra disposto, muitas vezes de modo
inadequado, no meio ambiente. A má disposição dos pneus fora de uso agrava ainda
mais o problema ambiental, pois os pneus descartados em sua forma inteira são focos
potenciais para a proliferação de insetos e pragas. Outro problema relacionado à falta de
controle quanto à disposição dos pneus é a possibilidade de incêndios nos locais de
descarte. Uma vez iniciado um incêndio, sua extinção é dificultada devido ao elevado
poder calorífico da borracha de pneu.
O uso da borracha em compostos a base de cimento pode ser uma alternativa limpa de
descarte para este material prejudicial ao meio ambiente. Isso é verdade quando são
analisadas as propriedades elásticas da borracha, sua resistência ao impacto e sua baixa
Capítulo 1 – Introdução
13
massa específica; características estas muitas vezes desejadas em concretos que podem
ser melhoradas através da inserção do resíduo de borracha em sua composição.
1.1 Objetivo
O objetivo principal deste trabalho é estudar a influência da substituição de parte do
agregado miúdo por resíduo de borracha em algumas propriedades de concretos e
argamassas. Também foi objetivo do trabalho determinar a influência do tratamento do
resíduo com hidróxido de sódio (NaOH) para melhorar a aderência entre o agregado de
borracha e a matriz de cimento.
O tratamento do resíduo de borracha foi estudado apenas em argamassas, sendo
analisadas as seguintes propriedades: resistência à compressão, resistência à tração por
compressão diametral, absorção de água e índice de consistência.
Os ensaios em concreto foram divididos em duas etapas, sendo que na primeira foram
feitos ensaios em temperatura ambiente. As propriedades estudadas foram: resistência à
compressão, resistência à tração por compressão diametral, módulo de elasticidade,
resistência à tração na flexão, resistência à abrasão e absorção de água.
Em concretos moldados para segunda etapa foram feitos ensaios de determinação da
massa específica e teor de ar incorporado. No estado endurecido, teve-se como objetivo
verificar a influência da elevada temperatura em concretos com resíduos de borracha.
As propriedades avaliadas foram resistência à compressão e módulo de elasticidade.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
14
Capítulo 2
2 GENERALIDADES
A borracha já era conhecida dos índios antes do descobrimento da América. Após a
chegada dos europeus, estes gradativamente foram descobrindo uma série de utilizações
que os aborígines davam a este material. Entre elas, espalhar o látex sobre suas roupas
para torná-las impermeáveis, moldar vasilhames flexíveis e seringas para
armazenamento de líquidos.
Embora a borracha possuísse uma série de utilidades, a rápida coagulação do látex
dificultava sua manipulação em regiões mais afastadas. A descoberta de solventes para
este material possibilitou a ampliação de sua aplicação.
Mesmo com o aumento da utilização de produtos de borracha, dois problemas
comportamentais desses produtos prejudicavam seu desempenho. O primeiro era o fato
da borracha ser pegajosa em temperatura ambiente; algo desagradável, porém tolerável.
O segundo era a plasticidade da borracha, que aumentava sensivelmente com o aumento
da temperatura ambiente. Ou seja, em tempos de verão, o material feito de borracha, ao
receber um esforço mecânico, se deformava permanentemente (PINHEIRO 2001).
A solução para o problema da pegajosidade foi encontrada em 1838 por Hayward,
através da adição de enxofre. Enquanto o da plasticidade foi resolvido através do
processo de vulcanização, descoberto acidentalmente por Charles Goodyear ao derrubar
borracha e enxofre no fogão.
A vulcanização é a conversão da borracha através de um processo químico de ligações
cruzadas (crosslink), levando-a de um estado essencialmente plástico para um estado
essencialmente elástico. Após o processo de vulcanização três capacidades puderam ser
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
15
verificadas na borracha: eliminação da plasticidade e da termoplasticidade e a
introdução da insolubilidade.
A invenção dos pneus, como se conhece hoje, só foi possível após o processo de
vulcanização. A borracha utilizada na fabricação de pneus, além de ser mais resistente e
durável, absorve melhor o impacto das rodas com o solo, tornando o transporte mais
confortável e funcional.
O pneu é constituído principalmente por borracha natural ou sintética, vários
hidrocarbonetos e negro de fumo. Esses componentes representam de 85 a 90% do
pneu, sendo o aço o material restante. A Figura 1 mostra a composição média de um
pneu novo.
Composição média de um pneu novo
3%
4%
4%
10%
10%
14%
28%
27%
S, ZnO, T102
Fibras
Produtos petroquímicos diversos
Cinta de aço
Óleos
Borracha natu
r
Negro de fumo Borracha sinté
t
Figura 1 – Composição média de um pneu (alterado de MAGANHA e KOMATSU, 1999)
Um dos problemas com a borracha vulcanizada é sua difícil degradação, sendo
agravado pelo crescente aumento na quantidade de pneus inservíveis produzidos. Isso se
deve, principalmente, ao caráter rodoviário do escoamento da produção do país.
De acordo com MORAIS e GÜNTHER (2004) é inviável estimar a geração de pneus
inservíveis nos municípios do ABCD Paulista e Mauá através da metodologia
empregada pelos autores. Isso acontece porque os pneus usados são considerados como
resíduos especiais e não são recolhidos pelo serviço de coleta regular municipal, que era
a fonte de informação dos autores.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
16
Segundo BERTOLLO et al. (2000), a geração anual média per capta de pneus para o
Estado de São Paulo é igual a 0,15, ou seja, aproximadamente seis milhões de pneus são
descartados anualmente. Comparando-se com outros países, pode-se suspeitar que esse
número esteja subestimado, provavelmente em razão dos vários artifícios utilizados para
a disposição clandestina e da falta de recursos para a coibição de tal prática.
Nos Estados Unidos, em 1990, foram produzidos aproximadamente 265 milhões de
pneus, enquanto que no Japão e Coréia, em 1992, foram produzidos aproximadamente
165 milhões e 40 milhões de pneus respectivamente (JANG et al., 1998). Na Europa, de
acordo com ZANZOTTO e KENNEPOHL (1996) apud BERTOLLO et al.(2000), 2
milhões de toneladas de pneu chegam ao fim de sua vida a cada ano. No Canadá,
aproximadamente, 30 milhões de pneus são descartados anualmente.
Um dos maiores problemas encontrados é a disposição do material não reciclado, pois
na maioria das vezes ocorre de modo inapropriado e, devido sua forma, os pneus
inservíveis permitem o acúmulo de água e a proliferação de insetos transmissores de
doenças. Outro problema é a borracha de pneu ser um polímero termorrígido, ou seja,
que não pode ser moldado novamente depois de aquecido, dificultando sua reciclagem.
Em aterros pode acontecer a lixiviação de aditivos de baixo peso molecular do interior
da massa de pneu para o ambiente, sendo que esses materiais podem ser nocivos a
bactérias necessárias para o solo.
Outro problema associado a aterros é o fato da borracha não poder retornar para o meio
ambiente através da degradação biológica, hidrolização ou decomposição, devido sua
incompatibilidade ambiental (YAMAMOTO e WANG apud FANG et al. 2001).
Devido o crescente aumento da produção de pneus e, conseqüentemente, de seus
resíduos, vários pesquisadores e empresas procuram formas alternativas de reciclagem
deste material. Além disso, entidades governamentais estão atuando no sentido de
melhorar a qualidade do meio ambiente. Prova disso é que, segundo o Ministério do
Meio Ambiente, foi publicada em 28 de agosto de 2003 a Resolução nº 301 do
Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA), que trata da destinação final dos
pneumáticos de forma ambientalmente correta e segura.
Conforme a Resolução fica definido que as empresas fabricantes e as importadoras de
pneumáticos ficam obrigadas a coletar e dar destinação final, ambientalmente adequada,
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
17
para os pneus fora de uso. A partir de 1
o
de janeiro de 2005, para cada quatro pneus
novos, deverá ser dada destinação final a cinco pneus inservíveis. Para os reformados
importados, a cada três que entrarem no país, as empresas importadoras deverão dar
destinação final a quatro pneus inservíveis.
O uso da borracha como combustível é uma forma de aproveitamento deste resíduo,
pois 90% da composição da borracha é de materiais orgânicos e seu poder calorífico é
de 32,6 MJ/kg, enquanto o carvão possui poder calorífico de 18,6-27,9MJ/kg (MARK
apud ADHIKARI e MAITI, 2000).
A borracha proveniente de pneus inservíveis também pode ser usada como material de
base para a indústria, pois a borracha regenerada e o pó de borracha podem ser
reutilizados, após tratamento físico-químico.
O processo de recuperação da borracha pode ser físico ou químico. A recuperação física
depende da ação de uma energia externa. Assim, em processo de recuperação física, a
malha tridimensional de ligação dupla da borracha se quebra na presença de diferentes
fontes de energia. Devido à quebra da estrutura da malha as cadeias macromoleculares
da borracha são transformadas em fragmentos de baixo peso molecular, sendo, portanto,
facilmente misturados com a borracha virgem durante a composição. Fazem parte
também da recuperação física os processos termo-mecânicos e crio-mecânicos que
podem ser, posteriormente associados com o processo de desvulcanização após a quebra
em partículas menores. Os processos químicos de recuperação da borracha utilizam-se
de agentes químicos para o reaproveitamento e, geralmente envolvem temperatura e
pressões elevadas.
A borracha de pneu também pode ser usada na composição de revestimento de pisos de
parques infantis e como agregado para asfalto. Este último é de interesse dos
construtores por apresentar propriedades consideradas essenciais: baixo peso, baixa
pressão do solo, bom isolamento térmico, propriedades de drenagem e bom
amortecimento, favorecendo o tráfego de veículos (SINGH apud ADHIKARI e MAITI,
2000). Foi observado também que o uso da borracha reciclada aumenta a durabilidade e
a resistência à fadiga do pavimento.
COLLINS et al. (2002), que compararam o uso de diversos materiais como recifes
artificiais notaram que um dos problemas encontrados no uso do pneu é que este pode
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
18
flexionar durante as tempestades, prejudicando a epifauna. Por esse motivo o pneu não
se mostra tão eficaz quanto o concreto, sendo necessários mais estudos para avaliar sua
utilização.
Algumas empresas, preocupadas com a qualidade do meio ambiente, procuram formas
alternativas de reciclagem da borracha. Raspas de pneus são utilizadas em outros países
para a fabricação de tapetes de carros, bolas de borracha, placas de pisos e solados de
calçados. O processo de fabricação a partir de raspas é possível através da regeneração
da borracha, diminuindo desta forma suas propriedades mecânicas.
Dentre os tipos de reciclagem do pneu, sabe-se que uma grande parte do resíduo
produzido é proveniente do processo de recauchutagem, que representa 70% da frota de
transporte de carga e passageiros (CEMPRE, 2003).
Em sua maioria, o processo de recauchutagem é mecânico, realizado pela raspagem das
bandas de rodagem dos pneus por intermédio de cilindros ranhurados. A raspagem é
realizada para remover a borracha remanescente da banda de rodagem, configurando a
carcaça no diâmetro, contorno e textura adequados. A Figura 2 apresenta um esquema
da distribuição dos componentes dos pneus, enquanto na Figura 3 pode ser observado o
equipamento utilizado para a raspagem da banda de rodagem.
Figura 2 – Partes que compões o pneu (http://www.norauto.pt/produtos/pneus.htm) visitado no dia
21/06/05
Banda de rolamento ou banda de rodagem: parte do pneu que toca diretamente o
solo. Os seus desenhos proporcionam aderência, tração, estabilidade e segurança ao
produto.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
19
Sulcos: cavidades projetadas para evitar deslizamentos. Geram tração entre o solo e o
pneu, e, por meio das cavidades, são escoados água e detritos.
Tela: são constituídas por fios de aço e de nylon entrelaçados em napa e sobrepostos
entra a carcaça e a banda de rolamento.
Carcaça: também chamada de esqueleto, deve resistir ao peso e a choques, além de
evitar a perda de pressão e ar.
Flancos: laterais da carcaça que são revestidas por um composto de borracha de alta
flexibilidade e alta resistência à fadiga.
Talão: o talão assegura a fixação à jante, trata-se de um cabo de aço em arco enrolado
sobre si mesmo e integrando a carcaça.
Figura 3 – Raspagem da carcaça no processo de recauchutagem. Fonte:
http://www.renosul.com.br/rnspro02.htm visitado em 21/06/05
A borracha proveniente de pneus fora de uso, assim como a do processo de
recauchutagem, pode ser usada a partir da trituração das lascas de pneus.
2.1 Uso da borracha na construção civil
A construção civil é responsável por um consumo de 15 a 50% dos recursos naturais
extraídos. No Brasil o consumo de agregados naturais somente na produção de concreto
e argamassas é de 220 milhões de toneladas. Em volta das grandes cidades, areia e
agregados naturais começam a ficar escassos, graças ao crescente controle ambiental da
extração das matérias primas. Em São Paulo, a areia natural, em sua grande maioria,
viaja distâncias superiores a 100 km, elevando o custo do agregado (JOHN, 2005).
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
20
Dessa forma, a substituição de parte do agregado por borracha de pneu pode contribuir
para a preservação dos agregados naturais e oferecer um modo alternativo limpo de
reciclagem para a borracha de pneu.
CINCOTTO (1988), que discorreu sobre o uso de subprodutos e resíduos na indústria
da construção civil, afirma que os critérios gerais para avaliar a viabilidade de
aproveitamento de um resíduo devem atender aos seguintes tópicos:
- a quantidade disponível em um local deve ser suficientemente grande para que se
possa justificar o desenvolvimento de sistemas de manuseio, processamento e
transporte;
- as distâncias de transporte envolvidas devem ser competitivas com os materiais
convencionais;
- o material não deve ser potencialmente nocivo à construção ou posteriormente à
sua incorporação na estrutura.
A borracha de pneu é encontrada em grande quantidade na região noroeste paulista e
também em centros maiores, sendo que sua incorporação em elementos da construção
pode ser feita sem causar danos à estrutura. Estudos vêm sendo feitos avaliando
propriedades físicas e mecânicas de compostos cimentíceos, para que possa ser
encontrada a melhor forma de aplicação da borracha de pneu nestes elementos.
ELDIN e SENOUCI (1993) realizaram um dos primeiros estudos com a incorporação
de borracha de pneu em concreto. Estes autores fizeram substituições no agregado
miúdo por borracha de 1mm, assim como a substituição no agregado graúdo por
borracha com dimensões de 38, 25, 19 e 6mm. Além da menor trabalhabilidade após a
incorporação da borracha, foi observada menor queda na resistência à compressão e
resistência à tração de misturas com substituição no agregado miúdo e granulometrias
mais finas. Também foi observado aumento da tenacidade de misturas contendo
borracha de pneu.
Isso indica que o tamanho do agregado influencia nas propriedades mecânicas de
materiais adicionados por borracha de pneu. A queda nas propriedades mecânicas foi
atribuída à falta de aderência entre a superfície da borracha e a matriz de cimento, por
isso, alguns autores sugeriram o tratamento superficial do resíduo.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
21
ROSTAMI et al. (1993) estudaram a resistência à compressão de concretos com
substituição de 0 a 100% de agregado graúdo por borracha. O tratamento superficial do
resíduo feito pelos autores inclui lavagem com água, solução de tetracloreto de carbono
(CCl
4
) e uma mistura de limpador látex. O resultados mostram que a borracha apresenta
grande quantidade de impurezas provenientes do processo de trituração e a simples
lavagem com água melhorou a resistência à compressão em 16% em relação à borracha
não tratada. O melhor resultado foi apresentado pelo tratamento com a solução de CCl
4
,
com um aumento da resistência de 57% em relação à borracha não tratada. A Figura 4
mostra os resultados obtidos por ROSTAMI et al. (1993).
0
10
20
30
0 20 40 60 80 100
(
M
P
A
)
% DE BORRACHA SUBSTITUINDO AGREGADO GRAÚDO
borracha lavada
tratamento CCL4
latex tratado
borracha tratada
Figura 4 – Resultados de resistência à compressão de concretos adicionados de borracha.
Fonte: alterado de ROSTAMI et al. (1993)
TOPÇU (1995) trabalhou com duas granulometrias de borracha de pneu de 0-1mm e de
1-4mm, substituindo respectivamente no agregado miúdo e graúdo, com proporções que
variam de 0 a 45% em volume de borracha. Foi observado pelo autor que para as idades
de 7 e 28 dias não há grande diferença na resistência à compressão para substituições de
0% a 15%. Já as misturas com substituição por agregados de maiores dimensões, notou-
se uma maior queda na resistência mecânica.
Também foi observado pelo autor que os corpos-de-prova resistiram a cargas mesmo
após a fratura, não ocorrendo a ruptura frágil devido ao seu comportamento plástico. A
Figura 5 apresenta os resultados de resistência à compressão obtidos por TOPÇU (1995)
e comparados com os de ELDIN e SENOUCI (1993).
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
22
Figura 5 – Comparação de resultados de resistência à compressão. Fonte: alterado de TOPÇU
(1995)
FATTUHI e CLARK (1996) trabalharam com duas granulometrias: de 1-16mm e
menores que 5mm. Os autores avaliaram a trabalhabilidade, resistência à compressão,
absorção de impacto e um ensaio investigativo acerca da extinção do fogo. O ensaio de
fogo teve apenas como objetivo observar a aparência e o tempo de extinção do fogo em
corpos-de-prova após submetê-los por três minutos a um maçarico. Para todos os
corpos-de-prova, o fogo se extinguiu sozinho de 4 a 5 segundos.
Quanto à resistência à compressão, foi observada queda após a adição da borracha e
menores resistências para os corpos-de-prova contendo agregados de maiores
dimensões. A queda na resistência à compressão é atribuída pelos autores ao fato da
borracha se comportar como vazios e pelo seu baixo módulo de elasticidade. Os autores
também afirmaram que a trabalhabilidade também é influenciada pelas dimensões dos
agregados, pois para menores granulometrias estes apresentam melhor desempenho se
comparados aos de granulometrias maiores.
TOUTANJI (1996) adicionou borracha de 12,7mm em concreto, com substituição em
volume de 0 a 100% no agregado graúdo. As propriedades estudadas pelo autor foram:
resistência à compressão, resistência à flexão e tenacidade. Foram constatadas perdas
tanto na resistência à compressão quanto na resistência à flexão ao se adicionar à
borracha de pneu. Também foi observado que a perda de resistência é menor para a
flexão do que para a compressão, e que há aumento da tenacidade com a adição da
borracha. Este aumento na tenacidade pode ser observado na Figura 6, que apresenta a
curva referente à carga pelo deslocamento vertical. A Figura 7 mostra a perda de
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
23
resistência com a adição da borracha tanto para o ensaio de resistência à compressão
quanto à resistência à flexão.
Figura 6 – Curva de carga x deformação de concretos adicionados por borracha de pneu. Fonte:
alterado de TOUTANJI (1996)
Figura 7 – Perda de resistência à compressão e resistência à flexão depois de adicionada a borracha.
Fonte: alterado de TOUTANJI (1996)
Além das propriedades de resistência mecânica, outros autores também estudaram as
propriedades referentes à durabilidade do concreto adicionado de resíduos de borracha.
HUYNH e RAGHAVAN (1997), procurando avaliar a durabilidade de borrachas
submetidas a meios altamente alcalinos, fizeram estudos em dois tipos de
granulometrias: menores que 4,75mm e menores que 2,36mm.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
24
O Resíduo foi exposto a várias soluções químicas: hidróxido de sódio (NaOH) de pH
10, hidróxido de cálcio (Ca(OH)
2
) de pH 12,5, cimento de pH 13 e água de pH 7. Foram
mantidas em temperatura ambiente por até 4 meses.
Foram feitos ensaios de perda de massa, resistência à tração, análise da microestrutura e
determinação da variação de pH. Foi constatado que as alterações provocadas nas
dimensões do resíduo e do pH não foram significativas e não houve perda na resistência
mecânica da borracha.
Embora o meio alcalino não provoque alterações consideráveis na borracha, sua adição
provoca alterações no comportamento de concreto, argamassa e pasta de cimento. Essas
alterações podem ser influenciadas pela forma, tamanho e quantidade de resíduo
substituído.
Em estudo com argamassas de cimento contendo borracha de pneu, RAGHAVAN et al.
(1998), mostraram que a trabalhabilidade das argamassas contendo borracha é próxima
ou melhor que a das argamassas sem partículas de borracha, quando submetidas ao teste
VeBe. Isso mostra que a propriedade estudada pode apresentar resultados diferentes
dependendo do método adotado.
A influência da forma do resíduo e de como o ensaio é feito pode ser mostrada por
KHATIB e BAYOMY (1999). Estes observaram que em concreto, pelo ensaio de
abatimento do tronco de cone, a mistura contendo borracha apresenta pior
trabalhabilidade que a composição controle. Também foi observado que quanto maior a
quantidade de borracha adicionada, menor é o abatimento, sendo que para 40% de
substituição tem-se um abatimento próximo a zero.
Os autores, procurando quantificar a redução na resistência à compressão
desenvolveram uma função empírica com parâmetros determinados através dos
resultados de resistência à compressão e flexão. A função SRF (Strength Reduction
Factor) pode ser vista na Equação 1.
()
m
RbaSRF −×+= 1
Equação 1
Com:
a = 1 – b
SRF = fator de redução de resistência;
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
25
R = quantidade de borracha, taxa volumétrica pelo volume total de agregado;
a, b e m = parâmetros da função
O parâmetro m reflete o grau da curvatura de decréscimo da curva, indicando a
sensibilidade da perda de resistência da mistura com borracha. Enquanto a e b são
obtidos dos ensaios de resistência à compressão aos 7 e 28 dias. Segundo os autores,
estudos referentes à durabilidade do concreto com borracha, resistência ao fogo e custo
são necessárias antes de qualquer recomendação prática.
Tentativas de tratamento da superfície do resíduo de borracha para sua melhora na
aderência com a pasta de cimento foram feitas por SEGRE e JOEKES (2000) e LI et al.
(1998).
LI et al. (1998) fizeram uma tentativa pré-revestindo a borracha com METHOCEL
(solução polimérica derivada da celulose) e com pasta de cimento. Entretanto, não
houve resultados satisfatórios: os concretos com borracha tratada apresentaram
comportamento igual ou inferior ao concreto com borracha sem tratamento.
O tratamento utilizado por SEGRE e JOEKES (2000) foi à lavagem da borracha de
pneu com solução saturada de hidróxido de sódio. Além da resistência à compressão, os
autores realizaram os seguintes ensaios: absorção de água, resistência à flexão, módulo
de elasticidade e resistência á abrasão.
Embora tenha sido observada perda na resistência à compressão nas misturas contendo
borracha, esta foi menor que a obtida para borracha sem tratamento, mostrando sua
eficiência. A abrasão dos corpos-de-prova contendo borracha tratada foi equivalente ao
sem resíduo e superior em relação aos corpos-de-prova com borracha sem tratamento.
SEGRE e JOEKES (2000) concluíram que o tratamento superficial da borracha de pneu
com solução saturada de NaOH aumentou significantemente a aderência entre as
partículas e a matriz de cimento. Esse fato pode ser observado através das Figuras 8 e 9.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
26
Figura 8 – Microscopia eletrônica de resíduos de borracha sem tratamento, onde A é o resíduo e B é
a pasta de cimento. Fonte: SEGRE e JOEKES (2000)
Figura 9 – Microscopia eletrônica de resíduos de borracha tratado com solução saturada de NaOH.
Onde A é o resíduo e B é a pasta ce cimento. Fonte: SEGRE e JOEKES (2000)
SOUZA et al. (2003) estudaram o comportamento de argamassas com adição de
borracha e latex de borracha natural quimicamente modificado. Através dos resultados
obtidos os autores observaram que embora a resistência à compressão não seja
melhorada, nota-se menor absorção de água das misturas contendo borracha. A Figura
10 apresenta a borracha de pneu (cinza escuro) envolvida pelo polímero (cinza claro).
Esta camada de polímero que envolve o resíduo demonstra aparência de melhor ligação
entra a borracha de pneu e a pasta de cimento. A Figura 11 mostra a borracha de pneu
parcialmente encoberta pela matriz de cimento, indicando bom potencial para a
reciclagem da borracha de pneus.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
27
Figura 10 – Microscopia eletrônica da borracha de pneu envolvida pelo polímero. Fonte: SOUZA et
al. (2003)
Figura 11 – Borracha de pneu parcialmente encoberta pela matriz de cimento. Fonte: SOUZA,
2003)
Dentre os tratamentos citados anteriormente, o que utiliza hidróxido de sódio comercial
mostra-se o mais interessante para um tratamento de grande quantidade de borracha,
devido seu baixo custo comparado aos outros compostos. O interesse do tratamento fica
explícito na diminuição dos efeitos prejudiciais provocados pela adição do resíduo.
Outras pesquisas foram desenvolvidas, visando encontrar uma aplicação adequada para
a borracha de pneu em materiais cimentíceos. Ao invés das propriedades mecânicas,
estes trabalhos priorizaram o comportamento de argamassas quanto à condutividade
térmica e o isolamento sonoro.
LIMA (2000), que utilizou fibras de borracha com granulometria de 10 e 30mm em
argamassas, realizaram ensaios de resistência à tração, resistência à flexão,
condutividade térmica e isolamento sonoro. Segundo LIMA (2000), os ensaios
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
28
realizados em corpos-de-prova com borracha de pneu apresentaram valores de
condutividade térmica e isolamento inferiores ao valor máximo permitido pela Norma C
208-95 ASTM, Standard Specification for Cellulosic Fiber Insulating, indicando a
adequabilidade da aplicação de materiais com resíduos de borracha segundo a
condutividade térmica e isolamento acústico.
BAUER et al. (2001), que desenvolveram traços de argamassas de cimento e concreto,
fizeram ensaios tanto no estado fresco quanto no endurecido. As substituições foram
feitas em parte dos agregados; em argamassa as substituições foram de 0 a 40% e em
concreto foram de 0 a 30%.
Em seus ensaios, os autores constataram que tanto a mistura de argamassa quanto a de
concreto contendo borracha não precisam de aditivos para sua homogeneização.
Também foi observada a perda de resistência e de trabalhabilidade com o aumento da
quantidade de borracha adicionada, diminuição da massa específica e menor exsudação
de argamassas adicionadas de borracha.
Em seus ensaios BAUER et al. (2001) fizeram traços para argamassas de regularização
e contra-piso, e segundo eles, a menor resistência não prejudica o uso das argamassas na
construção civil. Para o concreto, os autores indicam seu uso no envelopamento de
dutos enterrados em valas.
O uso da borracha de pneu em blocos de alvenaria estrutural e de vedação, estudado por
FIORITI et al. (2002), também mostrou viabilidade para sua utilização. Segundo o
autor, que substituiu parte da areia por borracha de pneu variando as proporções de 0 a
35%, os resultados obtidos a partir dos ensaios atendem às especificações das normas
brasileiras, oferecendo um material mais leve, permitindo facilitar a execução e menor
desgaste dos equipamentos.
AKASAKI et al. (2002) fizeram substituição de 0 a 25% em volume dos agregados e
observaram menor resistência mecânica e menor trabalhabilidade das misturas contendo
25% de borracha.
HERNÁNDEZ-OLIVARES et al. (2002) fizeram ensaios para calcular o módulo de
elasticidade sob carregamento estático e dinâmico. Os autores analisaram também a
capacidade do concreto de alta resistência adicionado de borracha (5% em volume) de
dissipar energia elástica. Ainda de acordo com os autores, após visualização em
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
29
microscopia eletrônica, ocorre perfeita aderência entre a borracha e a matriz de cimento.
Na Figura 12 pode ser visto o detalhe da microscopia eletrônica realizada por
HERNÁNDEZ-OLIVARES et al. (2002), que mostra a superfície da fibra em contato
com a matriz de cimento.
Segundo os autores pode ser dito que o cimento hidratado reage com a superfície
externa da borracha e acontece uma difusão dos produtos hidratados, especialmente
aqueles com alto conteúdo de óxido de cálcio. Dessa forma, é produzida uma interface
diferente de ambos componentes que cria uma junção adequada entre a borracha e a
matriz de cimento.
Figura 12 – Microscopia eletrônica de concreto adicionado com resíduo de borracha. Fonte:
HERNÁNDEZ-OLIVARES (2002)
Também é afirmado por HERNÁNDEZ-OLIVARES et al. (2002) que a substituição de
até 5% em volume no concreto não implica em uma variação significante de suas
propriedades. Os resultados de ensaio em corpos-de-prova com borracha de pneu
apresentaram maior dispersão e retardo na propagação de fissuras, assim como aumento
na absorção de energia por deformação (tenacidade).
AKASAKI et al. (2003) analisaram diferentes granulometrias do resíduo e fizeram
substituições tanto no agregado graúdo quanto no agregado miúdo. Em seu estudo
avaliaram a resistência à flexão, absorção de água, densidade no estado fresco e a
trabalhabilidade.
Os autores observaram queda na trabalhabilidade nas misturas após a incorporação da
borracha, diminuição da densidade e menor absorção de água. Entretanto, a absorção de
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
30
água sofre interferência com o tamanho do agregado, pois para a borracha com
granulometria mais fina a absorção de água foi menor.
PINTO et al. (2003), que além de avaliar propriedades de resistência à compressão e
massa específica, avaliaram pastas de cimento adicionadas de resíduos de borracha
quanto a sua porosidade. Em seus estudos, os autores concluíram que é possível
incorporar 5% de pó de borracha em relação ao cimento, sem decréscimo significativo
da resistência à compressão. Em relação à porosidade, foi observado aumento após a
adição de pó de borracha, assim como maior porosidade ao se aumentar o tamanho do
resíduo utilizado.
Outra propriedade estudada foi à resistência ao gelo e degelo (freeze–thaw). Segundo
DHIR et al. (2003) o concreto adicionado de resíduo de borracha aumenta a
incorporação de ar na mistura, colaborando com a resistência ao gelo-degelo. Os
melhores resultados foram obtidos com os resíduos de maior granulometria.
PAINE et al. (2002) avaliaram a durabilidade de concretos adicionados de resíduos de
borracha através de ensaios de condutividade térmica. Para os autores, o uso da
borracha em concreto leva a menores valores de condutividade térmica. Concretos
contendo altas proporções de borracha têm propriedades de densidade e resistência
semelhantes às de outros materiais de eficiência térmica, como por exemplo, blocos de
concreto com ar.
BENNAZOUK et al. (2003), estudando o comportamento do concreto com borracha em
presença de água e examinando as propriedades hidráulicas, determinaram que a
presença de partículas de borracha reduz a difusividade hidráulica através da diminuição
da absorção de água. Da mesma forma, a permeabilidade ao ar foi reduzida
consideravelmente. Estes resultados demonstram a importância do uso da borracha para
a durabilidade do concreto em ambientes agressivos.
SIDDIQUE e NAIK (2004), que fizeram uma revisão bibliográfica sobre trabalhos de
materiais cimentíceos com adição de resíduos de borracha de pneu, sugerem várias
utilizações para este material. Dentre elas encontram-se: locais onde é necessário o
amortecimento de vibrações, locais onde resistência ao impacto é necessária, fachadas,
entre outros.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
31
Alguns autores, procurando melhorar o desempenho de concretos adicionados com
resíduos de borracha, utilizaram outros tipos de mistura.
GÜNEYISI et al.(2004) trabalharam com resíduos de borracha de caminhões de
partículas de no máximo 4mm e 20mm e também sílica ativa para a produção de
concretos. A quantidade de borracha substituída foi de 0 a 50% em partes iguais em
volume dos agregados, ou seja, uma substituição de 50% significa 50% em volume do
agregado miúdo e 50% do agregado graúdo.
Foi constatado peso específico de até 77% mais baixo que o do concreto controle para
uma substituição de 50% do agregado. O uso de sílica ativa aumentou a resistência à
compressão em 43%, apresentando-se como boa solução para a queda de resistência que
ocorre ao se adicionar à borracha.
Os autores também recomendam uso de até 25% de substituição do agregado natural
pelo resíduo devido a grande perda na resistência. Afirmam também que a equação
sugerida por KHATIB e BAYOMY (1999), fornece uma boa estimativa da perda de
resistência do concreto adicionado de resíduo de borracha de pneu.
Além de pesquisas em concretos com resistência usual, também foram realizadas
pesquisas em concretos de elevado desempenho.
HERNÁNDEZ-OLIVARES e BARLUENGA (2004), que estudaram o comportamento
do concreto de elevado desempenho em relação ao fogo, adicionaram a borracha de
pneu para verificar o desempenho em relação ao lascamento (spalling). Para isso, os
autores seguiram as recomendações da norma espanhola EN-UNE 1363-1, que é
equivalente a ISO 834. Os autores concluem que a adição do resíduo de borracha
diminui a forma de ruptura frágil do concreto de alta resistência, assim como a
ocorrência do lascamento. Ensaios termogravimétricos também indicam que o aumento
da quantidade de borracha diminui a temperatura alcançada a uma certa distância da
superfície exposta. Dessa forma, pode ser diminuído o cobrimento da armadura ou obter
maior segurança em elementos estruturais contra fogo.
Estudos mais recentes com argamassas foram feitos por TURATSINZE et al. (2005).
Foram utilizados, no trabalho supracitado, agregados com dimensões máximas de 4mm
e fibras de aço de 13mm de comprimento para a composição das argamassas. A
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
32
substituição foi feita em volume de agregados em 20% e 30%, enquanto o uso de fibras
metálicas foi feito em 20 e 40kg/m³.
Segundo os autores, embora ocorra perda na resistência à compressão, a adição de
borracha atrasa o surgimento de fissuras e dá maior capacidade de deformação para as
argamassas e, associados com as fibras metálicas, aumentam sua ductilidade. Embora é
sabido que a principal causa de fissuras em argamassa são provenientes da retração, os
autores sugerem que sejam avaliadas diferentes granulometrias dos resíduos de
borracha.
SUKONTASUKKUL e CHAIKAEW (2005) estudaram algumas propriedades de
blocos de concreto adicionados de borracha de pneu. Foram analisadas propriedades
como densidade, resistência à compressão, resistência à flexão e resistência à abrasão. O
aumento da quantidade de borracha diminui a densidade, aumentando, em contrapartida,
a porosidade.
Os autores observaram que a quantidade e o tamanho dos resíduos de borracha
interferem na resistência à compressão. A resistência à abrasão foi medida por perda de
massa, sendo observado que corpos-de-prova contendo borracha apresentaram maior
perda de massa.
Ainda segundo SUKONTASUKKUL e CHAIKAEW (2005), é possível produzir blocos
de concreto com aproximadamente 20% em massa de borracha usando processos de
fabricações normais. Embora os blocos apresentem menor resistência, eles são mais
leves e mais flexíveis e possuem maior absorção de energia.
De modo geral as composições adicionadas de borracha de pneu são indicadas para uso
em elementos que exijam baixa resistência mecânica, menor peso e absorção de água,
bom isolamento térmico e acústico além de resistência ao impacto.
2.2 A influência da elevada temperatura em compostos de cimento
De acordo com PINTO (2001), o errôneo pensamento de que edifícios construídos com
materiais incombustíveis eram imunes à severidade dos incêndios, só veio realmente a
ser desmistificado através da ocorrência de incêndios em tais edifícios.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
33
A proteção contra incêndio também deve ser considerada em cada etapa do projeto,
desde o projeto arquitetônico até a escolha dos materiais a serem utilizados na obra.
Segundo CÁNOVAS (1988), o incêndio numa edificação é constituído de três fases
principais:
− início do incêndio, com elevação gradual da temperatura;
− plenitude do fogo e;
− final, quando a intensidade decresce até a extinção.
A transição entre a primeira e a segunda fase representa o instante mais crítico de um
incêndio, devido à rápida elevação de temperatura. A primeira fase está ligada à
contribuição do edifício para o incêndio.
A intensidade do fogo, extensão e efeitos sobre as estruturas dependem dos seguintes
fatores:
− materiais: qualidade, natureza e quantidade de materiais combustíveis no
ambiente. A estrutura e a natureza dos materiais definem a combustibilidade
e tendência de propagar o fogo;
− correntes de ar: ajudam a combustão dos materiais e aumentam a intensidade
do fogo e a extensão das chamas;
− cinzas: podem acumular e criar uma camada isolante ou armazenar calor e se
tornar motivo para novos focos de incêndio;
− efeitos da luta contra o fogo: a água produz resfriamento e contrações
repentinas, afetando os materiais estruturais e as superfícies.
Diversos fatores podem influenciar no comportamento dos materiais expostos ao fogo.
Em busca de maior segurança para o usuário, surgiram várias normas brasileiras para o
dimensionamento de estruturas e materiais de concreto submetidos a incêndios.
As normas têm como objetivo a orientação e precauções a serem tomadas no
dimensionamento de peças com e sem função estrutural para edificações.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
34
2.3 Normas brasileiras para situações de incêndio
A NBR 9442 da ABNT trata da determinação do índice de propagação superficial de
chama. O objetivo de tal normalização é verificar comparativamente qual o material
mais conveniente para a segurança contra incêndio.
O índice de propagação de chama é dado pelo produto do fator de evolução do calor
pelo fator de propagação da chama. O fator de evolução do calor é a relação entre a
variação da temperatura no ensaio, devido à queima do material, e a razão de
desenvolvimento do calor. A velocidade com que a chama percorre a superfície do
material nas condições de ensaio é chamada de fator de propagação de chama.
A norma estabelece que os materiais ensaiados sejam o mais próximo dos utilizados na
obra. Quando não se pode fazer o ensaio em corpos-de-prova em escala real, são
estipuladas dimensões que podem ser utilizadas para representar o material a ser usado.
A NBR 10636 prescreve o método de ensaio utilizado para a determinação da
resistência ao fogo de paredes divisórias sem função estrutural. Não é tratado, porém, a
toxidade dos gases emanados pelos corpos-de-prova durante a realização do ensaio.
Ainda segundo a NBR 10636 a resistência ao fogo é a propriedade de suportar o fogo e
proteger contra sua ação. É caracterizada pela capacidade de manter a estabilidade,
estanqueidade e isolamento térmico.
A estabilidade é verificada através da medição das flechas devendo também ser relatada
a ocorrência de colapso ou qualquer sinal de instabilidade. Deve ser verificada três
minutos antes do término do ensaio, pela aplicação do teste de choque mecânico por
uma esfera de aço em movimento pendular.
A estanqueidade é verificada através de um chumaço de algodão a uma distância entre
20mm e 30mm. Deve-se anotar o instante em que ocorrer a primeira inflamação do
chumaço. Quaisquer ocorrências de trincas ou outras aberturas devem ser observadas e
registradas, assim como o aparecimento de chamejamento na face não exposta.
O isolamento térmico é verificado pelo aumento da temperatura observada na face não
exposta do corpo-de-prova durante o decorrer do ensaio.
Os resultados podem ser expressos quanto ao critério, categorias e graus de resistência
ao fogo. No critério de resistência ao fogo é avaliado quanto à estabilidade,
estanqueidade e isolamento térmico. As categorias de resistência ao fogo são:
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
35
− corta fogo: quando atender a todas as exigências, ou seja, estabilidade,
estanqueidade e isolamento térmico;
− pára-chamas: quando atender às exigências de estabilidade e estanqueidade.
A cada categoria de resistência ao fogo é associado um grau de resistência, expresso
pelo tempo de ensaio durante o qual os corpos-de-prova satisfazem os critérios de
resistência correspondentes à sua categoria. Os graus de resistência ao fogo, expressos
em minutos, são os seguintes: 360, 240, 180, 120, 90, 60, 45, 30 e 15.
O resultado do ensaio deve fornecer a classificação do corpo-de-prova segundo a
categoria e o grau de resistência ao fogo, aos quais os critérios de resistência referentes
a quaisquer das duas categorias tiverem sido atendidos.
A NBR 14432 tem como objetivo estabelecer as condições a serem atendidas pelos
elementos estruturais e de compartimentação que integram os edifícios. Os elementos de
compartimentação devem atender aos requisitos de estanqueidade e isolamento por um
tempo suficiente para possibilitar a:
− fuga dos ocupantes da edificação em condições de segurança;
− segurança das operações de combate ao incêndio e;
− minimização de danos a edificações adjacentes e à infra-estrutura pública.
A norma também define termos e características de resistência ao fogo dos materiais
baseados nos ensaios descritos na NBR 10636 e NBR 5628. Alguns dos termos são
descritos a seguir:
− incêndio-padrão: elevação padronizada de temperatura em função do tempo,
dada pela expressão mostrada pela Equação 2:
(
)
18log345
0
+
+= t
g
θ
θ
Equação 2
Onde:
θ
g
: Temperatura do forno no tempo t, em ºC;
θ
0
: Temperatura inicial do forno em ºC;
t: Tempo de ensaio em minutos.
− incêndio natural: variação de temperatura que simula o incêndio real, função
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
36
da geometria, ventilação, características térmicas dos elementos de vedação
e da carga de incêndio específica.
− isolamento: capacidade de um elemento construtivo de impedir a ocorrência,
na face que não está exposta ao incêndio, de incrementos de temperatura
maiores que 140ºC na média dos pontos de medida, ou maiores que 180ºC
em qualquer ponto de medida.
− resistência ao fogo: propriedade de um elemento de construção de resistir à
ação do fogo por determinado período de tempo, mantendo sua segurança
estrutural, estanqueidade e isolamento.
− tempo equivalente ao fogo: tempo, determinado a partir do incêndio-padrão,
necessário para que um elemento estrutural atinja a máxima temperatura
calculada por meio do incêndio natural considerado.
− tempo requerido de resistência ao fogo (TRRF): tempo mínimo de
resistência ao fogo de um elemento construtivo quando sujeito ao incêndio-
padrão.
A NBR 5628, que trata da determinação da resistência ao fogo dos componentes
construtivos estruturais, prescreve o método de ensaio destinado a determinar sua
resistência ao fogo. Esta norma se aplica aos seguintes componentes de edificações:
paredes estruturais, lajes, pilares e vigas.
O programa térmico adotado é o da curva padrão “temperatura-tempo”, mostrada pela
Equação 2. O ensaio deve ser realizado sobre uma amostra representativa do elemento
construtivo incluindo, segundo os casos, todos os tipos de juntas previstas, os sistemas
de fixação e apoio, os vínculos e os acabamentos que reproduzam as condições de uso.
No início do ensaio, a amostra deve ter teor de umidade próximo daquele previsto para
as condições normais de uso.
Para a determinação da estanqueidade, os gases junto à amostra devem ter uma pressão
acima da atmosférica. Também deve ser verificada a permeabilidade às chamas e gases
quentes das frestas e fissuras por meio de um chumaço de algodão.
A medição de isolamento térmico é feita através da observação da resistência mecânica
e da estanqueidade.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
37
Na resistência mecânica são registrados os deslocamentos transversais e a ocorrência de
ruína ou qualquer outro fator que possa afetar a sua resistência. Os requisitos que devem
ser atendidos para a verificação da resistência ao fogo devem ser maiores que o
estipulado.
A NBR 15200 tem como objetivo estabelecer os critérios de dimensionamento de
estruturas de concreto em situação de incêndio. Esta norma é baseada na correlação
entre o comportamento dos materiais e da estrutura em situação normal (temperatura
ambiente), com o que ocorre no incêndio.
Os objetivos gerais da verificação de estruturas em situação de incêndio são:
− limitar o risco à vida humana;
− limitar o risco da vizinhança e da própria sociedade e;
− limitar o risco da propriedade exposta ao fogo.
Considera-se que estes objetivos são atingidos se for demonstrado que a estrutura
mantém as seguintes funções:
− função corta-fogo: compreende o isolamento térmico e a estanqueidade à
passagem de chamas e;
− função de suporte: a estrutura mantém sua capacidade de suporte da
construção como um todo ou de cada uma de suas partes, evitando o colapso
global ou o colapso local progressivo.
Também na NBR 15200 são estipuladas expressões para estimar características como
resistência à compressão e módulo de elasticidade de concreto, assim como da armadura
ativa e passiva quando submetido a incêndios.
O calor transmitido à estrutura num intervalo de tempo (TRRF) gera em cada elemento
estrutural uma certa distribuição de temperatura. Esse processo gera a redução da
resistência dos materiais e da capacidade dos elementos estruturais, além do
aparecimento de esforços solicitantes decorrentes de alongamentos axiais ou de
gradientes térmicos.
Também são sugeridas dimensões mínimas dos elementos estruturais, assim como as
verificações de cálculo que devem ser feitas em situação de incêndio.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
38
2.4 Comportamento do concreto exposto ao fogo
O concreto é um material heterogêneo, macroscopicamente bifásico composto por
partículas de agregados dispersos em uma matriz de cimento. Quando este é exposto a
altas temperaturas, sua heterogeneidade é realçada, devido à incompatibilidade de
deformações entre a pasta e o agregado (TAYLOR apud NINCE et al., 2003).
Dessa forma, para que se possa conhecer o comportamento do concreto submetido a
elevadas temperaturas, é necessário saber qual o comportamento de seus constituintes.
Segundo LUCCIONE et al. (2003), podem-se distinguir os seguintes efeitos quando a
pasta de cimento é exposta ao aumento de temperatura: a expulsão da água livre
(100
º
C), o começo da desidratação do silicato de cálcio hidratado (180
º
C), a
decomposição do hidróxido de cálcio (500
º
C) e do silicato de cálcio hidratado (que
começa por volta de 700
º
C). E, de acordo com GEORGALI e TSAKIRIDIS (2005),
quando a temperatura se aproxima de 250
º
C, começa a perda da água de hidratação.
HERTZ (2003) afirma que com o aumento da temperatura, a água no interior do
concreto tende a evaporar fazendo com que surjam tensões que provocam o lascamento
(spalling) do concreto. Para o concreto tradicional o efeito do lascamento explosivo é
principalmente visto nos primeiros 20 minutos do incêndio. Esse causa perda
significativa de resistência e pode levar à perda das camadas externas, expondo o
material interno ao calor (LIMA e SILVA FILHO, 2003). O lascamento, além de
prejudicial ao material, é influenciado por uma série de fatores. De acordo com NINCE
et al. (2003), alguns fatores são: relação água/cimento, natureza mineralógica do
agregado, existência de partículas finas, entre outros.
O aquecimento da água presente no concreto cria gradientes de pressões associados à
vaporização e ao transporte de grandes quantidades de água, influenciando no processo
de lascamento do concreto (KALIFA et al. apud COSTA et al., 2002).
Além da maneira e intensidade com que o material é aquecido, o modo como ocorre o
resfriamento também causa influência em seu comportamento quando submetido a
elevadas temperaturas.
De acordo com BAUER (1995), o esfriamento rápido por ação da água utilizada no
combate ao incêndio provoca um choque térmico que pode ser traduzido pelo
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
39
surgimento de fissuras. Além disso, segundo COSTA et al. (2002), o resfriamento
rápido por água produz uma reidratação destrutiva da cal. Isto ocorre porque o óxido de
cálcio, quando entra em contato com a água, sofre uma expansão abrupta e pode causar
danos adicionais ao concreto endurecido, levando à desagregação após o incêndio.
A elevação da temperatura também pode causar danos irreversíveis tanto à resistência
mecânica quanto à durabilidade. Segundo LUCCIONE et al. (2003), em temperaturas
próximas e acima de 500
º
C, a maior parte das alterações ocorridas no concreto podem
ser consideradas irreversíveis. A maioria das alterações é produzida nas primeiras duas
horas de exposição a altas temperaturas. Os autores também afirmam que a perda de
resistência é maior quando as amostras são rapidamente esfriadas. Isto pode ser
atribuído à micro-fissurações produzidas no material por tensões de tração.
A elevação da temperatura e a desestruturação do concreto permitem que ocorra, além
de outros efeitos, perda na resistência mecânica, fissuração, lascamento e a perda de
ligação entre aço e concreto (SHORT et al, 2001).
Segundo GEORGALI e TSAKIRIDIS (2005), a primeira diminuição mensurável em
resistência à compressão geralmente acontece entre 200 e 250
º
C. A 300
º
C, a redução na
resistência à compressão encontra-se entre 15-40%, chegando a valores entre 55% e
75% do original a 550
º
C.
O surgimento das microfissuras com o aquecimento do concreto colabora
principalmente na redução da resistência à flexão e módulo de elasticidade. Para
temperaturas de 204ºC, o módulo de elasticidade apresenta de 70% a 80% do seu valor
inicial, enquanto aos 427ºC este valor é de 40% a 50% (NEVILLE, 1997).
O ensaio de resistência é a principal forma de caracterização do dano sofrido pelo
concreto. Mas a constatação da ação prejudicial do fogo geralmente começa pela
observação visual da mudança de cor, irregularidades, fissuras e lascamento (SHORT et
al, 2001).
De acordo com CÂNOVAS apud LIMA e SILVA FILHO (2003), a 200
º
C, o concreto
continua exibindo uma coloração cinza, embora já ocorra um decréscimo suave na
resistência à compressão. A partir de 300
º
C até 600
º
C, o concreto tende a adquirir uma
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
40
coloração rosa ou vermelha, sendo que a perda de resistência pode alcançar 50% a
600
º
C.
Entre 600 e 950
º
C, a mudança de cor volta ao tom cinza, com pontos vermelhos,
indicando grande perda de água, fazendo com que o concreto perca sua integridade.
De 950 a 1000
º
C, ocorre mudança de cor para um tom laranja-amarelado e o concreto
começa a apresentar textura mais porosa que vai acentuando até que, a 1200
º
C o
concreto se torne amarelo pálido; estágio onde a resistência é mínima porque resta
apenas um material calcinado e brando.
Além da resistência e alteração de coloração também existe a preocupação com a
durabilidade do concreto.
Recentemente POON et al. (2001), descobriram que a perda na durabilidade é
geralmente maior que as perdas na resistência mecânica, especialmente em concreto de
elevado desempenho. Os efeitos da elevada temperatura podem ser percebidos na forma
da fissuração da superfície, lascamento e desintegração que tornam a estrutura do
concreto inservível.
2.5 Propriedades afetadas no concreto submetido à ação térmica
As propriedades físicas e mecânicas do concreto submetido a elevadas temperaturas são
influenciadas por uma série de fatores. Dentre estes podem ser citados o tipo de
agregado utilizado, regime de aquecimento e resfriamento, idade do concreto, adições,
entre outros.
Dentro do fator regime de aquecimento encontram-se: taxa de aumento da temperatura,
temperatura máxima atingida, tempo de exposição e material usado para o aquecimento.
A taxa de aquecimento também está ligada ao tipo de material combustível presente em
um incêndio. De acordo com MILKE et al. apud NINCE et al. (2003) duas
características importantes diferenciam o incêndio de materiais hidrocarbonetos do
incêndio de materiais celulósicos: a taxa do aquecimento e o fluxo de calor liberado
durante a combustão, pois hidrocarbonetos são altamente inflamáveis.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
41
O regime de resfriamento também é um fator analisado que pode ser desde a espera para
um decréscimo gradual da temperatura, até o uso de água gelada para permitir que esta
baixe rapidamente.
YÜZER et al., (2004), que compararam o comportamento de argamassas submetidas a
resfriamento em água com o resfriado em ar, concluíram que a resistência não muda até
300ºC e que corpos-de-prova resfriados em água apresentam efeitos mais prejudiciais
comparados aos resfriados em ar. O oposto é verificado por SHOAIB et al. (2001); a
comparação entre corpos-de-prova de argamassa resfriados em água, ar e no forno
mostra que a resistência à compressão é notavelmente afetada pelo método de
resfriamento. A perda na resistência de argamassas sem adições é maior para os corpos-
de-prova resfriados em ar do que os em água ou forno. Sendo que as menores perdas
foram obtidas após o resfriamento em água.
XIAO e KÖNIG (2004), após a revisão bibliográfica sobre concreto aquecido na China,
observaram o mesmo efeito em concreto constatado por YÜZER et al. (2004) em
argamassa, ou seja, o tipo de resfriamento interfere na resistência final do material,
sendo que o resfriamento com água faz a resistência à compressão diminuir de forma
mais significativa.
Além do tipo de resfriamento, também é observado interesse em estudar as propriedades
mecânicas, tais como resistência à compressão, resistência à tração, módulo de
elasticidade, resistência à tração na flexão, entre outros.
Dentre as propriedades mecânicas estudadas, a resistência à compressão tem maior
destaque, visto que grande parte dos pesquisadores baseou suas comparações neste
ensaio.
De modo geral, a literatura concorda que há perda de resistência à compressão do
concreto submetido a elevadas temperaturas (YÜZER et al., 2004; SHOAIB et al.,
2001; XIAO e KÖNIG, 2004; XU et al., 2001; GEORGALI e TSAKIRIDIS, 2005;
CHENG et al., 2004; LIMA e SILVA FILHO, 2003 e NINCE et al., 2003).
Uma equação para estimar a perda de resistência à compressão após o aquecimento foi
proposta por XIE e QIAN apud XIAO e KÖNIG (2004), que pode ser vista na Equação
3.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
42
()
()
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
−•
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−•
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
=
Cf
T
Cf
T
f
t
t
T
t
º80030042,0
300
6,142,0
º3002042,0
300
0,158,0
Equação 3
Onde:
T
t
f
= a resistência à compressão após o aquecimento;
t
f
= a resistência na temperatura ambiente;
T = temperatura de aquecimento do corpo-de-prova.
Segundo YÜZER et al. (2004), a temperatura crítica para a perda de resistência em
argamassas é de 300
º
C. De acordo com os autores a perda de resistência é mais rápida
após esta temperatura. XU et al. (2001) afirma que, após a exposição à temperatura de
650
º
C, obtém-se cerca de metade da resistência original. Já GEORGALI e
TSAKIRIDIS (2005), concluíram através de seus resultados, que a redução na
resistência pode atingir 70% acima de 700
º
C.
CHENG et al. (2004), que trabalharam com concreto de alta resistência inicial, afirmam
que o concreto chega a perder 75% desta a 800
º
C.
Outras propriedades juntamente avaliadas com a resistência à compressão foram:
resistência à tração, resistência à tração na flexão, cisalhamento e módulo de
elasticidade.
Assim como na resistência à compressão, ocorre decréscimo na resistência à flexão. De
acordo com YÜZER et al. (2004) a resistência à flexão em argamassa decresce a partir
de 100
º
C.
XIAO e KÖNIG (2004), que através de revisão bibliográfica de ensaios realizados em
concreto, compararam a degradação na resistência à compressão com a da resistência à
tração, notaram que a última é bem mais acentuada.
Os autores também detectaram que a perda na resistência à flexão é maior que a da
tração enquanto o decréscimo da resistência ao cisalhamento é próximo ao da
compressão.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
43
Embora seja verificado que várias propriedades de concretos são afetadas quando estes
são submetidos a elevadas temperaturas, LUCCIONI et al. (2003) consideram que a
propriedade mecânica mais sensível à elevada temperatura é o módulo de elasticidade.
De acordo com CHENG et al. (2004), o módulo de elasticidade para temperaturas em
torno de 400
º
C decresce, atingindo 50% de seu valor inicial, sendo que a tensão atingida
correspondente à resistência máxima, é influenciada pelo tipo de agregado.
XIAO e KÖNIG (2004) observaram que o decréscimo do módulo de elasticidade com o
aumento da temperatura é aproximadamente linear. Neste trabalho também são
apresentadas equações para estimar o resultado final de módulo de elasticidade após o
aquecimento do concreto. LU apud XIAO e KÖNIG (2004), sugeriu uma expressão tri-
linear para a representação do módulo de elasticidade após o aquecimento do concreto.
A expressão pode ser vista através da Equação 4.
()
()
(
)
()
C
C
C
E
ET
ET
E
C
C
C
T
C
º700
º700300
º300º20
28,0
0011,083,0
0015,01
<
−
−
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
•
•−
•−
=
Equação 4
Onde:
T
C
E
é o módulo de elasticidade na temperatura de aquecimento;
T é a temperatura na qual o concreto foi aquecido e;
E
C
é o módulo de elasticidade na temperatura ambiente.
Já LI e GUO apud XIAO e KÖNIG (2004), sugerem uma expressão bi-linear para a
representação da queda do módulo de elasticidade após o aquecimento. A Equação 5
mostra a expressão bi-linear.
()
(
)
()
C
C
ET
E
E
C
C
T
C
º70060
º6020
0011,083,0
−
−
⎩
⎨
⎧
•−
=
Equação 5
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
44
Pode ser usado como denominação dos termos da Equação 5 os mesmos utilizados para
a Equação 4.
XIAO et. al. apud XIAO e KÖNIG (2004) afirmam que aparentemente a deterioração
do módulo de elasticidade está relacionada à máxima temperatura atingida durante o
aquecimento.
O estudo do comportamento do concreto submetido à elevada temperatura tem sido
feito tanto em nível macroscópico como microscópico. Ensaios para avaliar a
durabilidade também têm sido levados em consideração neste tipo de material.
Segundo CASTELLOTE et al. (2003), em seus ensaios de difração de raios-X em
amostras de pasta de cimento, concluíram que a falta de capacidade das amostras em
eliminar vapor de água implica na acumulação de tensões, levando a um aumento
generalizado na porosidade capilar.
SHOAIB et al. (2001), que fizeram o monitoramento das fissuras e analisaram os
padrões de difração de raios-X observaram que a intensidade do pico de silicato de
cálcio hidratado (C-S-H) foi decrescendo com o aumento da temperatura, como
resultado de decomposição térmica. Os autores também observaram que o aumento do
número e a espessura das fissuras estão ligados ao aumento da relação água/cimento.
Isto é principalmente associado com processos físico-químicos ligados à liberação de
água em alta temperatura e, portanto, argamassas com maior relação água/cimento
tiveram porosidade relativamente maior.
A quantificação da deterioração da durabilidade do concreto submetido à elevada
temperatura, segundo XU et al. (2001), foi avaliada através do ensaio de difusão de
cloreto. Em seus resultados observaram que a perda da durabilidade do concreto ocorreu
mesmo antes da perda de resistência, em torno de 250
º
C. Os autores também
determinaram a distribuição do tamanho dos poros por porosimetria pela técnica de
intrusão de mercúrio. Perceberam que o aumento da temperatura provoca aumento no
tamanho dos poros, que são prejudicados para temperaturas cada vez mais elevadas
(acima de 650
º
C).
De acordo com GEORDALI e TSAKIRIDIS (2005) a análise microscópica junto à
observação macroscópica, foi usada para determinar a história térmica do concreto
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
45
danificado pelo fogo e fornecer informações a respeito da máxima temperatura na
superfície exposta ao fogo.
YÜZER et al. (2004), afirmam que em seus ensaios, as mudanças na coloração da
argamassa sob o efeito da temperatura elevada podem dar uma idéia sobre a temperatura
a que o material foi exposto. Já SHORT et al. (2001) fizeram a análise da imagem
colorida através de um software, para poder quantificar a cor do concreto danificado
pelo fogo, método este superior a análise visual subjetiva. Em seu trabalho, SHORT et
al. (2001) afirmam também que a medida de cor, embora dependa do agregado usado,
torna possível estimar a profundidade da zona afetada pelo calor.
GEORDALI e TSAKIRIDIS (2005) também observaram alteração da coloração do
concreto para uma tonalidade de cinza diferente, indicando que a temperatura excedeu
800
º
C. Ao atingir 900
º
C perceberam grande quantidade de vazios e a transformação
dos agregados carbonatados em CaO.
Embora várias propriedades do concreto tenham sido avaliadas quando este é sujeito a
temperaturas elevadas, poucos estudos foram realizados quando este é adicionado de
borracha de pneu.
Segundo HERNÁNDEZ-OLIVARES e BARLUENGA (2004) a adição de borracha de
pneu em concretos de alta resistência, eliminou o problema de lascamento em corpos-
de-prova que foram expostos até uma temperatura de 1000
º
C.
O estudo do concreto submetido à elevada temperatura é de grande importância, pois
segundo CHENG et al. (2004), o incêndio representa uma das mais severas condições
de exposição do concreto.
Também é observado que o comportamento do concreto está diretamente ligado ao
comportamento dos materiais que o constituem, podendo influenciar nas propriedades
do material quando este é aquecido.
Neste trabalho pretende-se analisar a resistência à compressão e módulo de elasticidade
de corpos-de-prova de concreto adicionados de resíduos de borracha submetidos à
elevada temperatura.
Capítulo 2 – Revisão Bibliográfica
46
3 ETAPAS DOS ENSAIOS REALIZADOS
O trabalho foi desenvolvido e realizado em três etapas: a primeira com ensaios em
argamassa, a segunda com ensaios em concreto em temperatura ambiente e a terceira
em concreto submetido a elevadas temperaturas.
Os primeiros ensaios realizados foram os de caracterização dos materiais a serem
usados ao longo do trabalho.
A primeira etapa consta de ensaios em argamassa no estado fresco (índice de
consistência) e no estado endurecido (resistência à compressão, resistência à tração por
compressão diametral e absorção de água). Também faz parte desta etapa a realização
de ensaios para as mesmas propriedades em corpos-de-prova de argamassa adicionada
de borracha de pneu tratada com solução de hidróxido de sódio.
A segunda etapa é composta por ensaios em concreto de resistência à compressão,
resistência à flexão, resistência à tração por compressão diametral, resistência à abrasão,
módulo de elasticidade e absorção de água.
Na terceira etapa foram feitos ensaios em concreto com e sem substituição do agregado
miúdo por resíduos de borracha no estado fresco e endurecido. No estado fresco foram
determinados a massa específica e o teor de ar incorporado ao concreto, enquanto no
estado endurecido, foram feitos ensaios de resistência à compressão e módulo de
elasticidade dos concretos utilizados como referência e dos submetidos a elevadas
temperaturas.
A moldagem dos corpos-de-prova foi feita no Laboratório de Engenharia Civil da
Companhia Energética do Estado de São Paulo (CESP) Também foram realizadas neste
laboratório a primeira e a segunda etapa do trabalho. A terceira etapa foi concluída no
Laboratório de Estruturas da UNICAMP.
Os tópicos que seguem apresentam os materiais e métodos de ensaios utilizados no
trabalho, de acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
47
Capítulo 3
3.1 Caracterização dos Materiais Utilizados
3.1.1
Borracha de pneu
A borracha de pneu utilizada, proveniente do processo de recauchutagem de pneus, foi
cedida pela empresa ARAÇÁ – Recauchutadora de Pneus, localizada na cidade de
Araçatuba – S.P.
A faixa granulométrica do resíduo utilizado no trabalho foi obtida após seu
peneiramento na peneira de nº16 da ABNT, com abertura de 1,19mm; sendo utilizado o
material que passa por esta.
Também foi feito o tratamento com solução saturada de hidróxido de sódio em parte do
material peneirado. Nas Figuras 13 e 14 estão mostrados respectivamente os resíduos
como foi recebido e depois de peneirado.
Figura 13 – Borracha de pneu recebida Figura 14 – Borracha de pneu peneirada
Para a caracterização dos resíduos de borracha foram utilizadas as seguintes normas da
ABNT:
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
48
- Análise granulométrica: NBR 7217 (1987);
- Massa específica aparente: NBR 7810 (1983);
- Massa específica absoluta: NBR 9937 (1987).
3.1.2 Água e álcool
Utilizou-se na composição das misturas de concreto e argamassa água potável
proveniente da rede de distribuição municipal, enquanto o álcool etílico hidratado foi
utilizado para a determinação da massa específica absoluta do resíduo.
3.1.3 Areia
Para o trabalho foram utilizados dois lotes de agregado miúdo; um para a confecção de
argamassas e outro para concreto, ambos provenientes da região de Castilho – SP. A
caracterização destes foi feita de acordo com as seguintes normas da ABNT:
- Análise granulométrica: NBR 7217 (1987);
- Massa específica na condição saturada superfície seca (S.S.S.) e ensaio de
absorção: NM 52 (1996);
- Massa específica aparente: NBR 7810 (1983);
- Massa específica absoluta: NBR 9776 (1987);
- Materiais pulverulentos: NBR 7218 (1987);
- Matéria orgânica: NM – 49 (1996).
3.1.4 Cimento
O cimento utilizado tanto nas composições de argamassa quanto nas de concreto foi o
cimento CP V-ARI PLUS. O ensaio de caracterização físico-química foi realizado no
Laboratório de Engenharia Civil da CESP, de acordo com as seguintes normas
brasileiras:
- Determinação da finura através de peneiramento: NBR 9202 (1985);
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
49
- Determinação da finura – Método de Blaine → NM 76 (1998);
- Determinação do tempo de pega → NM 65 (1996);
- Massa específica aparente → NBR 7810 (1983);
- Massa específica absoluta → NM 23 (2000);
- Resistência à compressão do cimento → NBR 7215 (1996).
3.1.5 Brita
O agregado graúdo utilizado, proveniente da região de Ilha Solteira, foi a Brita 1, com
dimensão nominal 19 – 9,5mm. A caracterização do material foi feita segundo a ABNT
através dos ensaios que seguem:
- Análise granulométrica: NBR 7217 (1987);
- Massa específica na condição saturada superfície seca (S. S. S.) e ensaio de
absorção: NM 52 (1996);
- Massa específica absoluta: NBR 9937 (1996);
- Massa específica aparente: NBR 7810 (1983);
- Materiais pulverulentos: NBR 7218 (1987);
- Matéria orgânica: NM 49 (1996).
3.2 Métodos para os ensaios de caracterização dos materiais
3.2.1
Borracha de pneu
Ensaio de granulometria
Após o recebimento da borracha de pneu esta foi peneirada e separada de impurezas
como fios de nylon e aço. Os ensaios de caracterização foram feitos no resíduo passante
na peneira nº16 da ABNT.
Para o ensaio de granulometria nos agregados de borracha, foi utilizada a NBR 7217 da
ABNT. Devido à diferença de massa específica entre a borracha e o agregado
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
50
convencional, o ensaio foi feito em uma amostra de 250g do material e não 1kg como
diz a norma.
Massa específica absoluta
A determinação da massa específica absoluta para os agregados de borracha de pneus
foi feita baseada na NBR 9937. Como a densidade da borracha é próxima à da água,
optou-se pelo uso do álcool para a realização do ensaio. Procurando evitar problemas
com possíveis reações com o álcool, estes foram deixados em contato o menor tempo
possível. O procedimento adotado para a realização do ensaio foi o que segue:
Inicialmente, pesou-se 60g do resíduo de borracha (denominado de massa “A”). Em
seguida pesou-se o conjunto picnômetro + álcool (denominado de massa “B”), sendo o
álcool colocado até a altura da marca estabelecida no frasco. O resíduo foi introduzido
no conjunto após a retirada de parte do álcool.
Após a introdução do resíduo no frasco, o ar foi retirado do conjunto durante 5 minutos
com uma bomba a vácuo e, em seguida, adicionou-se álcool até a marca estabelecida no
picnômetro, pesando-se o conjunto novamente (denominando-se de massa “C”).
A determinação da massa específica absoluta (ρ
s
) foi obtida pela Equação 6:
aS
C
B
A
A
ρρ
•
−+
=
Equação 6
Onde:
ρ
s
: Massa específica absoluta da borracha;
A: Massa do resíduo;
B: Massa do picnômetro + álcool;
C: Massa do picnômetro + álcool + resíduo;
ρ
a
: Massa específica do álcool.
Massa específica aparente
A determinação da massa específica aparente foi realizada segundo a NBR 7810 da
ABNT. Esta define que a massa unitária é a massa da unidade de “volume aparente” do
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
51
agregado. Para a realização do ensaio foi usado um recipiente de volume conhecido e
superior a 15 litros. O cálculo foi feito através da Equação 7:
C
BA
UM
−
=..
Equação 7
Onde:
M.U.: Massa específica unitária;
A: Massa do recipiente + borracha;
B: Massa do recipiente vazio;
C: Volume do recipiente.
Tratamento do resíduo
A borracha de pneu, depois de peneirada foi tratada com solução saturada de hidróxido
de sódio comercial na proporção de 1:1. Para cada 500g de água, foram colocadas 500g
de soda cáustica. Esta quantidade de material foi o suficiente para tratar 500g da
borracha de pneu.
O material, que ficou imerso por 30 minutos na solução, foi lavado com água corrente
até que seu pH voltasse a ser 7, ou seja, neutro. Isto foi observado através de um papel
indicador de pH (Figura 15).
Figura 15 – Papel indicador usado para verificar o pH da borracha
Após esta etapa o material foi deixado para secar na sombra ao ar livre até estabilização
de sua massa.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
52
3.2.2 Confecção dos corpos-de-prova de argamassa
O processo de mistura dos materiais em argamassadeira foi realizado do seguinte modo:
− introdução da água e do cimento na argamassadeira, misturando-os por trinta
segundos na velocidade baixa;
− com a argamassadeira ainda ligada, foi adicionado o agregado miúdo em
trinta segundos. Sendo este misturado por mais trinta segundos na
velocidade alta;
− após a mistura, com a argamassadeira desligada, tinha-se quinze segundos
para remover o excesso de material aderido na parede do recipiente; sendo
esta deixada em descanso por mais um minuto e quinze segundos e;
− terminando o período de descanso a argamassadeira foi novamente ligada
por mais um minuto na velocidade alta.
A diferença no preparo entre as misturas usadas como referência e as que contêm
borracha é na adição do resíduo, que ocorre juntamente ao agregado miúdo.
Após a mistura, os corpos-de-prova foram moldados em formas cilíndricas metálicas de
dimensões de 5x10cm e seu adensamento foi manual. A desforma foi realizada 24 horas
após a moldagem e os corpos-de-prova foram mantidos em câmara úmida até a data de
ensaio. Procedimento este recomendado pela a NBR 5738.
Os ensaios foram realizados em três corpos-de-prova por idade, sendo que os ensaios de
resistência à compressão e resistência à tração foram feitos aos 7, 28, 56, 90 e 180 dias,
enquanto o de absorção foi feito aos de 7, 28, 56 e 90 dias.
3.2.3 Confecção dos corpos-de-prova de concreto
A mistura dos materiais dos corpos-de-prova de concreto foi feita em betoneira,
seguidas das etapas abaixo:
− com a betoneira desligada, foram inseridos os agregados miúdo e graúdo.
Em seguida esta foi ligada por um minuto para a mistura dos materiais secos.
− ao término da mistura seca, com a betoneira desligada, foi adicionada
metade da água; sendo o conjunto misturado por mais um minuto.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
53
− após a mistura, adicionou-se o cimento e o restante da água, ligando a
betoneira por mais três minutos, que foram seguidos de três minutos de
descanso e mais dois minutos para a mistura final.
A moldagem dos corpos-de-prova foi feita em formas de diferentes dimensões (de
acordo com o ensaio a ser realizado). O adensamento foi feito em mesa vibratória.
Após a desforma, os corpos-de-prova foram mantidos em câmara úmida até a data de
ensaio. Os ensaios de resistência à compressão e resistência à tração por flexão foram
feitos para as idades de 7 e 28 dias. Os ensaios de absorção de água, resistência à tração
e módulo de elasticidade foram feitos aos 28 dias de idade. Para cada ensaio foram
moldados três corpos-de-prova por idade.
Os ensaios feitos em corpos-de-prova aquecidos foram realizados em idades acima de
130 dias. As propriedades estudadas foram resistência à compressão e módulo de
elasticidade.
3.3 Métodos para os ensaios realizados em argamassa
3.3.1
Índice de consistência
A determinação do índice de consistência foi feita imediatamente após a preparação da
argamassa. Após a retirada da forma, foram dados 25 golpes de queda da mesa em 25
segundos, medindo-se em seguida o espalhamento da argamassa sobre a mesa em duas
direções perpendiculares. Os procedimentos utilizados para a realização do ensaio
foram de acordo com a NBR 5739.
A média das medidas determina a trabalhabilidade da argamassa. Nas Figuras 16 e 17
estão dispostas as fotos do ensaio de índice de consistência, respectivamente antes e
depois dos golpes.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
54
Figura 16 – material antes da aplicação dos
golpes
Figura 17 – material após a aplicação dos golpes
3.3.2 Ensaio de resistência à compressão
A determinação da resistência à compressão simples foi efetuada de acordo com a NBR
5739 da ABNT. O capeamento dos corpos-de-prova foi feito com uma mistura
composta por 60% de enxofre e 40% de pozolana. É mostrada na Figura 18 a realização
do ensaio em corpos-de-prova de argamassa.
Figura 18 – Ensaio de resistência à compressão em argamassa
Depois de capeados, os corpos-de-prova foram rompidos em uma prensa universal para
ensaios, seguindo as especificações de norma e dimensões da amostra. A tensão de
ruptura é obtida pela Equação 8:
()
()
2
4
D
P
C
×
×
=
π
σ
Equação 8
Onde:
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
55
σ
C
: Tensão de compressão na ruptura;
rova para o ensaio em argamassa, nas idades de 7, 28,
.3.3 Ensaio de absorção de água
P: Carga de ruptura lida na prensa;
D: Diâmetro do corpo-de-prova.
Foram utilizados três corpos-de-p
56, 90 e 180 dias. O resultado final é a média aritmética dos resultados obtidos.
3
zado de acordo com a NBR 9778 da ABNT. O ensaio de absorção de água foi reali
Inicialmente o corpo-de-prova é seco em estufa, sendo determinada sua massa. A seguir
faz-se a imersão das amostras em água por 24 h. A absorção é calculada pela Equação
9:
()
()
100% ×
−
=
S
SSAT
P
PP
A
Equação 9
Onde:
bsorção de água em porcentagem;
istência à compressão, a determinação da absorção de água
.3.4 Ensaio de resistência à tração
A(%): A
P
SAT
: Massa saturada;
P
S
: Massa seca.
Da mesma forma que na res
foi feita através da média aritmética dos resultados obtidos pelos corpos-de-prova
ensaiados.
3
pressão diametral é aplicada uma tensão de No ensaio de resistência à tração por com
compressão na geratriz do cilindro, o qual é colocado apoiado em duas taliscas de
madeira (em contato com os pratos da prensa). O ensaio, realizado em corpos-de-prova
de argamassa, pode ser visto na Figura 19.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
56
resistência à tração por compressãFigura 19 – Ensaio de o diametral
bteve-se o valor da resistência à tração dos corpos-de-prova, de acordo com a NBR O
7222, através do ensaio Lobo Carneiro que utiliza a Equação 10:
LD
P×
=
T
××
π
σ
2
Equação 10
Onde:
T
σ
: Tensão de tração na ruptura;
P: C
de prova;
va (cm).
s nas idades de 7, 28, 56, 90 e 180 dias em
.4 Métodos para os ensaios realizados em concreto
arga de ruptura;
D: Diâmetro do corpo
L: Comprimento do corpo-de-pro
Os ensaios em argamassa foram realizado
corpos-de-prova cilíndricos de 5x10 cm.
3
3.4.1
Ensaio de resistência à compressão
A determinação da resistência à compressão simples no concreto foi efetuada de acordo
uma prensa universal para
ensaios, seguindo as especificações de norma e dimensões da amostra. A tensão de
ruptura também é obtida pela Equação 8.
com a NBR 5739 da ABNT. Assim como os corpos-de-prova de argamassa, também foi
necessário o capeamento dos corpos-de-prova de concreto.
Depois de capeados, os corpos-de-prova foram rompidos em
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
57
O ensaio foi realizado em três corpos-de-prova aos 7 e 28 dias para o concreto em
temperatura ambiente e em quatro corpos-de-prova para a idade acima de 130 dias,
referentes ao concreto aquecido. A resistência final é a média aritmética dos resultados.
3.4.2 Ensaio de absorção de água
O ensaio de absorção de água tanto no corpo-de-prova de concreto quanto no de
argamassa foi realizado de acordo com o procedimento descrito anteriormente, que pode
pos-de-prova cilíndricos de concreto de 10x20
ção
ser visto no item 3.3.3. O ensaio, em cor
cm, foi feito para a idade de 28 dias.
3.4.3 Ensaio de resistência à tra
procedimento adotado para o ensaio de resistência à tração seguiu a mesma norma
tanto em concreto quanto em argamassa. O ensaio em concreto foi feito em três corpos-
da como resistência final, a média aritmética
ulo de elasticidade
O
de-prova, de dimensões 10x20cm. Foi toma
dos resultados obtidos.
3.4.4 Ensaio de mód
módulo de elasticidade dos corpos-de-prova de concreto em temperatura ambiente foi
determinado através do uso de extensômetros pela máquina
Emic DL 2000. O
i o
Mtest versão 3.00.
ção do ensaio é
O
programa utilizado para a aquisição de dados fo
Após o ensaio de resistência à compressão, utilizado para definir o limite do
carregamento para a determinação do módulo de elasticidade, o programa e o sistema de
aquisição de dados forneceram os resultados diretamente. A realiza
mostrada na Figura 20.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
58
Figura 20 – Ensaio de módulo de elasticidade
O ensaio, feito para a idade de 28 dias, foi realizado em corpos-de-prova cilíndricos de
concreto com dimensões de (10x20)cm.
Para os corpos-de-prova submetidos a elevadas temperaturas também foi utilizado um
sistema de aquisição de dados para a obtenção do módulo de elasticidade.
Posteriormente foi utilizada a Equação 11, encontrada na NBR 8522 para determinar o
módulo de elasticidade a 40% da carga máxima.
Os equipamentos utilizados para a aquisição dos dados do ensaio de módulo de
elasticidade foram: aquisitor de dados SYSTEM 5000 da Vishay, extensômetros da
DINATESTE com precisão de 0,0001 mm. Com a leitura dos dados e a Equação 11 foi
calculado o módulo de elasticidade dos corpos-de-prova.
MPafc
fc
MPa
E
5,04,0
4,0
5,0
εε
σ
−
−
=
Equação 11
Onde:
σ
0,4fc
: Tensão a 0,4 da tensão de resistência à compressão;
ε
0,4fc
: Deformação do corpo-de-prova a 0,4 da tensão de resistência à compressão e;
ε
0,5 MPa
: Deformação do corpo-de-prova para a tensão de 0,5MPa.
Foram utilizados dois corpos-de-prova para a verificação do módulo de elasticidade dos
corpos-de-prova aquecidos. O resultado final foi o obtido através da média aritmética.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
59
3.4.5 Resistência à flexão
O ensaio de resistência à flexão foi realizado em prismas de concreto de dimensões
(15x15x50)cm de acordo com a NBR 12142 com dois pontos de aplicação de carga no
prisma bi-apoiado. Na Figura 21 é mostrado o ensaio resistência à tração na flexão.
Figura 21 – Ensaio de resistência à tração na flexão
O cálculo da resistência é dado pela Equação 12.
2
db
lp
f
ctm
×
×
=
Equação 12
Onde:
f
ctm
: Resistência à tração na flexão;
P: Carga máxima aplicada;
l: Distância entre cutelos;
b: Largura média do corpo-de-prova na seção de ruptura;
d: Altura média do corpo-de-prova na seção de ruptura.
3.4.6 Resistência à abrasão
O procedimento utilizado para o ensaio de resistência à abrasão é o adotado pela CESP,
que é baseado em um relatório do U. S. Corps of Engineers intitulado “Abrasion –
Erosion Resistance of Concrete”.
Que consiste essencialmente de um motor elétrico, uma pá de agitação e um recipiente
cilíndrico de aço para conter o corpo-de-prova a ser ensaiado.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
60
O sistema motor, correia e roldanas são dimensionados para manter a pá de agitação a
1200rpm, durante todo o período de ensaio. A carga abrasiva é composta por bolas
metálicas.
Os corpos-de-prova são de formato cilíndrico, com 30 cm de diâmetro e 10 cm de
altura. O desgaste é calculado pela perda de massa em termos do peso inicial. A abrasão
pode ser calculada segundo a Equação 13. O corpo-de-prova foi pesado antes e após
ciclos de 10, 24, 48 e 71 horas.
100
0
0
×
−
=
P
PP
d
t
Equação 13
Onde:
d: Desgaste em %
P
0
: Peso do corpo-de-prova no início do ensaio e;
P
t
: Peso no tempo “t” do ensaio.
Pode-se ver visto nas Figuras 22 e 23 o equipamento utilizado para o ensaio de
resistência à abrasão.
Figura 22 – Equipamento utilizado para o
ensaio de resistência à abrasão
Figura 23 – Detalhe da pá do equipamento
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
61
As esferas metálicas utilizadas no ensaio podem ser vistas na Figura 24.
Figura 24 – Esferas metálicas utilizadas para o ensaio de resistência à abrasão
3.4.7 Massa específica e teor de ar incorporado
As determinações da massa específica e do teor de ar incorporado pelo método
gravimétrico foram feitos segundo a NBR 9833. Para a obtenção da massa específica
utiliza-se um recipiente de peso e volume conhecido. O concreto é colocado no
recipiente e adensado, sendo posteriormente pesado. Após a pesagem e o uso da
Equação 14 obtém-se a massa específica.
V
M
cf
=
γ
Equação 14
Onde:
γ
cf
: Massa específica do concreto fresco;
M
c
: Massa do concreto fresco e;
V: Volume do recipiente.
A determinação do teor de ar incorporado é obtida através da moldagem do concreto
fresco em um recipiente e posterior aplicação de pressão com ar comprimido. Através
de resultados determinados pela calibração do equipamento com água, pode-se
determinar quanto de ar foi incorporado no concreto. A Figura 25 ilustra o ensaio de
teor de ar incorporado.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
62
Figura 25 – Ensaio de teor de ar incorporado
3.5 Primeira etapa: ensaios em argamassa
Os ensaios realizados nesta etapa foram feitos em argamassa nas proporções de 1:3:0,5
em massa de cimento:areia:água, com substituição de 12% em volume do agregado
miúdo por borracha.
Foram adicionados à argamassa resíduos de borracha de pneu com e sem tratamento em
solução saturada de hidróxido de sódio. As propriedades avaliadas em argamassa,
visando também à verificação da interferência do tratamento do resíduo, foram: índice
de consistência, resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral
e absorção de água.
Os ensaios foram feitos até 180 dias, exceto o de absorção de água que foi realizado até
90 dias. Após a análise dos resultados, passou-se para a segunda etapa.
3.6 Segunda etapa: ensaios em concreto
Para os ensaios em concreto em temperatura ambiente, foi utilizada uma composição
com substituição de 10% em volume de borracha de pneu no agregado miúdo.
A escolha do traço utilizado foi feita com base no trabalho desenvolvido por FRANÇA
(2004) que estudou a aderência entre aço e concreto fabricado com resíduos de
borracha. A composição pode ser vista na Tabela 1.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
63
Tabela 1 – Composição do traço utilizado no trabalho.
Consumo (kg/m³) Materiais
Traço controle Traço com resíduo
Cimento 280,30 280,30
Areia 911,26 820,13
Brita 1 1055,64 1055,64
Resíduo – 37,67
Água 185,00 185,00
A partir do traço citado na Tabela 1, foram moldados corpos-de-prova e realizados
ensaios de resistência à compressão, resistência à tração, absorção de água, módulo de
elasticidade, resistência à abrasão e resistência à tração na flexão.
Os ensaios de resistência à compressão e resistência à tração na flexão foram realizados
para as idades de 7 e 28 dias, enquanto os de absorção de água, módulo de elasticidade,
resistência à abrasão e resistência à tração por compressão diametral foram feitos para a
idade de 28 dias.
3.7 Terceira etapa: ensaio em concreto aquecido
O aquecimento dos corpos-de-prova foi feito segundo a curva padrão “temperatura-
tempo”, que pode ser vista na Figura 26. A curva de aquecimento utilizada no ensaio é
constituída de dois patamares; o primeiro até a temperatura de 538ºC com taxa de
aquecimento de 107ºC/min e o segundo até a temperatura de 600ºC com taxa de
33ºC/min.. Para evitar explosões os corpos-de-prova foram mantidos em estufa por
24horas, visando à retirada do excesso de umidade.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
64
Curva padrão "temperatura-tempo"
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Tempo (min)
Elevação da temperatura (T-T0) (ºC)
Figura 26 – Curva padrão “temperatura-tempo”
Para o aquecimento dos corpos-de-prova, foi feita primeiramente a determinação da
curva de temperatura em um forno tubular. Foi estabelecido que os ensaios em concreto
submetidos a elevadas temperaturas seriam realizados após o aquecimento do seu
interior a 600ºC. O uso do forno tubular permitiu o uso de termopares para estabelecer o
controle da temperatura, sendo assim determinado o tempo necessário para que a
temperatura no interior do corpo-de-prova fosse a desejada.
O corpo-de-prova utilizado para o forno tubular apresentava um orifício no qual foi
introduzido um termopar para o controle da temperatura interna. Também foi colocado
um termopar em contato com sua superfície para controle da temperatura externa. O
forno tubular vazio e um detalhe do posicionamento dos termopares no corpo-de-prova
podem ser vistos, respectivamente, nas Figuras 27 e 28.
Após a determinação do tempo necessário de aquecimento, seis corpos-de-prova foram
colocados em outro forno com maior capacidade, com controle de temperatura e de taxa
de elevação. É mostrado, na Figura 29, o forno com maior capacidade.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
65
Figura 27 – Forno tubular para o monitoramento
da temperatura na superfície e no interior do
corpo-de-prova
Figura 28 – Detalhe com o corpo-de-prova
monitorado pelos termopares
Figura 29 – Forno utilizado para o aquecimento dos corpos-de-prova para posterior ensaio
Como a relação água/cimento e a resistência interferem nos resultados obtidos através
do aquecimento do concreto, foi elaborado um diagrama de dosagem para que
pudessem ser feitas comparações entre os traços contendo borracha e os utilizados como
referência.
Para a elaboração do diagrama de dosagem foram feitos três traços com diferentes
consumos de cimento e relação água/cimento, sendo mantido um abatimento de tronco
de cone de 7
±1cm. Os traços podem ser vistos na Tabela 2 e 3.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
66
Tabela 2 – Traços utilizados como referência para a confecção do diagrama de dosagem.
Consumo (kg/m³)
Materiais
Traço
1:3,5
Traço
1:5,0
Traço
1:6,5
Cimento 503,42 378,27 301,06
Areia 699,75 824,63 897,16
Brita 1 1062,22 1066,72 1059,73
Água 186,26 177,79 177,63
Tabela 3 – Traços com resíduos de borracha utilizados para a confecção do diagrama de dosagem.
Consumo (kg/m³)
Materiais
Traço 1:3,5 Traço 1:5,0 Traço 1:6,5
Cimento 474,28 358,28 286,1
Areia 626,29 742,00 809,96
Brita 1 1000,73 1010,35 1007,09
Resíduo 32,96 39,05 42,63
Água 194,46 179,14 174,52
A partir dos traços citados nas Tabelas 2 e 3, foram moldados corpos-de-prova e
realizados ensaios de massa específica, determinação do teor de ar incorporado,
resistência à compressão e módulo de elasticidade. As propriedades mecânicas foram
determinadas antes e após o aquecimento dos corpos-de-prova de concreto a 600
o
C.
Na Tabela 4 é apresentado um resumo dos ensaios realizados em argamassa e concreto.
Capítulo 3 – Materiais e Métodos
67
Tabela 4 – Resumo dos ensaios realizados com argamassa e concreto.
Material
Dimensão do
corpo-de-prova
(cm)
Quantidade de
corpos-de-
prova
Idades de
Ruptura
Tipo de
ensaio
Norma
5x10 3
7, 28, 56,
90 e 180
Resistência
à
compressão
NBR-7215
5x10 3
7, 28, 56,
90 e 180
Resistência
à tração
NBR-7222
Argamassa
5x10 3
7, 28, 56
e 90
Absorção de
água
NBR-9778
10x20 3 7 e 28
Resistência
à
compressão
NBR-5739
10x20 3 28
Resistência
à tração
NBR-7222
10x20 3 28
Absorção de
água
NBR-9778
10x20 3 28
Módulo de
elasticidade
NBR-8522
15x15x50 3 7 e 28
Resistência
à flexão
NBR-12142
Concreto em
temperatura
ambiente
30x10 1 28
Resistência
à abrasão
Relatório
técnico do U.
S. Corps of
Engineers.
10x20 4
mais de
130
Resistência
à
compressão
NBR-5739
Concreto
submetido a
elevadas
temperaturas
10x20 2
mais de
130
Módulo de
elasticidade
NBR-8522
Capítulo 4 – Resultados
68
Capítulo 4
4 RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS
4.1 Caracterização da borracha de pneu
A caracterização dos resíduos de borracha foi feita após sua passagem na peneira de
número de 16 da ABNT, com abertura de 1,19mm. Os resultados obtidos encontram-se
dispostos na Tabela 5.
Tabela 5 – Resultados da caracterizaçao da borracha de pneu após peneirada.
Ensaio
Resultado da caracterização da
borracha
Módulo de finura 2,23
Massa específica absoluta 1,09g/cm³
Massa específica aparente 0,35g/cm³
Foi feita a análise granulométrica do material no estado natural e após o peneiramento.
Pode ser visto na Figura 30 a curva granulométrica da borracha no estado natural e na
Figura 31 é mostrada a curva granulométrica da borracha após peneiramento.
Capítulo 4 – Resultados
69
Curva granulométrica da borracha
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10
abertura (mm)
% retida acumulada
Especificação faixa 4
Areia Natural
Figura 30 – Curva granulomética da borracha de pneu
Curva granulométrica da borracha
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10
abertura (mm)
% retida acumulada
Especificação faixa 2
Borracha
Figura 31 – Granulometria da borracha que passa pela peneira de número 16
Capítulo 4 – Resultados
70
A borracha em natura apresenta a granulometria de uma areia grossa e após o
peneiramento a curva granulométrica enquadra-se na faixa 2, que representa uma areia
fina.
4.2 Caracterização do agregado miúdo
A areia utilizada pode ser caracterizada como fina, de acordo com sua curva
granulométrica, sendo que esta é proveniente do Porto de Areia Nossa Senhora
Aparecida – Castilho SP. Os resultados da caracterização do agregado miúdo utilizado
para a confecção das argamassas podem ser vistos na Tabela 6.
Tabela 6 – Caracterização da areia usada em argamassa.
Ensaio Caracterização
Módulo de finura 2,04
Diâmetro máximo 2,38 mm
Massa específica S.S.S. 2,65 g/cm³
Massa específica absoluta 2,62 g/cm³
Massa específica aparente 1,48 g/cm³
Absorção 0,28%
Pulverulento 0,16%
Matéria orgânica Abaixo
A Figura 32 apresenta a curva granulométrica da areia usada para a confecção de
argamassas.
Capítulo 4 – Resultados
71
Curva granulométrica da areia
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10
abertura (mm)
% retida acumulada
Especificação faixa 2
Areia Natural
Figura 32 – Curva granulomética da areia para as composições em argamassa
Para o concreto foi utilizada a areia do mesmo local, mas de lotes diferentes, portanto
foi feita uma nova caracterização do material. A caracterização do agregado miúdo
usado para a confecção dos corpos-de-prova de concreto situa-se na Tabela 7.
Tabela 7 – Caracterização da areia usada em concreto.
Ensaio Caracterização
Módulo de finura 2,40
Diâmetro máximo 4,76 mm
Massa específica absoluta S.S.S 2,65 g/cm³
Massa específica absoluta 2,64g/cm³
Massa específica aparente 1,58g/cm³
Absorção 0,26%
Materiais pulverulentos 0,25%
Matéria orgânica Abaixo
A Curva granulométrica da areia usada para os corpos-de-prova de concreto, é mostrada
na Figura 33.
Capítulo 4 – Resultados
72
Curva granulométrica da areia
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10
abertura (mm)
% retida acumulad
a
Especificação faixa 2
Areia Natural
Figura 33 – Curva granulométrica da areia usada para a confecção de concreto
4.3 Caracterização do agregado graúdo
Os resultados obtidos através da caracterização do agregado graúdo podem ser vistos na
Tabela 8. A curva granulométrica da brita basáltica, obtida através da análise
granulométrica, encontra-se na Figura 34.
Tabela 8 – Caracterização do agregado graúdo.
Ensaio Caracterização
Módulo de finura 6,99
Diâmetro máximo 19,0 mm
Massa específica absoluta 2,84g/cm³
Massa específica absoluta S.S.S. 2,90g/cm³
Massa específica aparente 1,54g/cm³
Absorção 1,93%
Pulverulento 0,31%
Capítulo 4 – Resultados
73
Curva granulométrica da brita
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
1 10 100
abertura (mm)
% retida acumulada
Especificação B 1
Brita 1
Figura 34 – Curva granulométrica do agregado graúdo
4.4 Caracterização do cimento
A caracterização do cimento utilizado foi obtida através de ensaios físico-químicos;
seus resultados encontram-se na Tabela 9.
Capítulo 4 – Resultados
74
Tabela 9 – Caracterização físico-química do cimento CP-V ARI PLUS
Análise física de cimento Portland CP V ARI PLUS
Referência
22680
Amostra
7
Especificações
NBR 5733
Data da coleta /03
01.04
Min. máx.
Finura peneira 200 (% retida)
0,09 - 6,0
Finura peneira 350 (% retida)
0,9 - -
Superf. espec. Blaine (cm²/g)
6916 3000 -
Densidade aparente (g/cm³)
0,92 - -
Densidade absoluta (g/cm³)
3,08 - -
Gramas
165 - -
Água de consistência da
pasta
(%)
33,0 - -
Início de pega (h:min)
01:48 01:00 -
Expansão em autoclave (%)
5,748 - -
gramas
150 - -
Consistência
da argamassa
a / c
0,48 - -
Data da moldagem
07.04 - -
03 dias
40,1 24,0 -
07 dias
46,6 34,0 -
Resistência a
Compressão
Axial
Tensão (MPa)
28 dias
53,9 - -
Perda ao fogo
3,97 - 4,5
Insolúveis
8,17 - 1,0
SiO
2
23,89 - -
Fe
2
O
3
2,72 - -
Al
2
O
3
8,91 - -
CaO
51,27 - -
MgO
4,48 - 6,5
SO
3
3,55 - 3,5
Na
2
O
0,18 - -
K
2
O
0,96 - -
Equiv alcalino Na2O
0,81 - -
Análise
Química (%)
Cal livre em CaO
0,63 - -
4.5 Ensaios realizados em argamassa
Todos os resultados apresentados nesta parte referem-se aos ensaios feitos em
argamassa usada como referência, adicionada de borracha tratada e sem tratamento com
Capítulo 4 – Resultados
75
hidróxido de sódio (NaOH). Pretendeu-se através do tratamento do resíduo, melhorar a
aderência entre a argamassa e a borracha de pneu. Visto que em trabalhos da literatura,
o tratamento do resíduo ajuda a diminuir a perda nos resultados das propriedades
mecânicas estudadas.
4.5.1 Índice de consistência
A determinação do índice de consistência, descrita no item 3.3.1, foi feita
imediatamente após a preparação da argamassa. O resultado do ensaio encontra-se na
Figura 35.
ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Traço
ÍNDICE DE CONSISTÊNCIA (%)
Controle
Borracha
Borracha
Tratada
Figura 35 – Resultado do índice de consistência
Pode-se perceber através do ensaio acima que a argamassa referência, ou seja, sem
borracha de pneu, apresenta maior índice de consistência, indicando que a mistura
contendo borracha apresenta menor trabalhabilidade. Este comportamento também é
observado na literatura.
Outro ponto também a ser observado é a comparação entre a borracha tratada e a sem
tratamento. Como pode ser visto na Figura 35, o tratamento do resíduo pouco influencia
Capítulo 4 – Resultados
76
nesta propriedade, visto que os resultados obtidos para esta propriedade econtram-se
próximos.
MENEGUINI (2003) utilizou resíduos com dimensão máxima de 1,19 mm, submetidos
a tratamento com solução saturada de hidróxido de sódio (NaOH). Em seu trabalho,
utilizou três tipos de traços em cimento: areia: água de 1:3:0,33; 1:5:0,45 e 1:7:0,60,
sendo que para as misturas contendo borracha foi feita substituição de 10% em massa de
cimento na areia. Foi observado que as misturas referentes ao traço mais rico,
adicionados de resíduos de borracha, apresentam maior índice de consistência (94%),
enquanto os traços mais pobres (1:5 e 1:7) apresentam pequena melhora nesta
propriedade. Com os resultados de melhor índice de consistência apresentados para o
traço mais rico, o autor conclui que o tratamento do resíduo melhora a trabalhabilidade
de argamassas, o que é contrário aos resultados obtidos nesta pesquisa. Os traços mais
pobres apresentam comportamento semelhante ao deste trabalho, ou seja, argamassas
com borracha de pneu apresentam índice de consistência semelhantes à referência.
O comportamento da trabalhabilidade de argamassas com e sem borracha de pneu
também são observadas por RAGHAVAN
et al. (1998), que utilizaram o ensaio VeBe
para avaliar a trabalhabilidade de argamassas. Um dos tipos de resíduos utilizados
apresentavam partículas de borracha com dimensões de 2mm, sem nenhum tratamento.
É observado pelos autores que, para substituição de 10% de agregado por resíduos de
borracha, a trabalhabilidade da argamassa é menor mas próxima à da estabelecida como
referência.
ALBUQUERQUE
et al. (2004) avaliaram a rabalhabilidade através do ensaio de
abatimento de tronco de cone, utilizando equipamentos com dimensões reduzidas. Para
uma mistura de cimento:areia:água de 1:2,5:0,6, com substituição de 10% em volume
na areia e resíduo com dimensão de 0,075mm, observaram que a introdução do resíduo
de borracha interfere na incorporação de ar da argamassa, sendo também responsável
pela trabalhabilidade. Em seu estudo concluem que as misturas contendo borracha
apresentam melhor trabalhabilidade que as utilizadas como referência. Indicando
novamente que o modo como o ensaio é realizado pode interferir nos resultados obtidos
quando se trata desta propriedade.
Em grande parte dos resultados observados pela literatura é constatado que a
substituição de parte do agregado por borracha de pneu resulta em queda na
Capítulo 4 – Resultados
77
trabalhabilidade, o que não impede que argamassas com borracha de pneu sejam feitas
utilizando os mesmos equipamentos que a referência.
4.5.2 Resistência à compressão
Os resultados obtidos através do ensaio de resistência à compressão em argamassa, que
estão dispostos na Figura 36, foram feitos para as idades de 7, 28, 56, 90 e 180 dias.
Resistência à compressão axial
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Idade (dias)
Resistência à compressão (MPa)
Referência Borracha sem tratamento Borracha tratada
Figura 36 – Resultados de resistência à compressão em argamassa
Observando a Figura 36, pode ser visto que há queda nos resultados de resistência à
compressão após 28 dias tanto para a mistura referência quanto para as misturas
contendo borracha de pneu. Este fato é atribuído ao cimento utilizado, visto que este
comportamento também foi observado em trabalhos anteriores que utilizaram o mesmo
tipo de cimento.
Como encontrado em literatura, percebe-se através da Figura 36 que a adição do resíduo
de borracha em argamassa reduz a resistência à compressão. Também pode ser visto, na
Capítulo 4 – Resultados
78
mesma figura, que o resultado do ensaio para a substituição de agregado por borracha
tratada não apresentou melhoras quando comparado ao da borracha sem tratamento.
De modo geral pode-se dizer que a adição da borracha de pneu em argamassa, diminui a
resistência final em 40% para todas as idades. Já os resultados obtidos pela argamassa
contendo borracha de pneu tratada apresentaram perda de resistência por volta de 47%.
Entre os corpos-de-prova contendo a borracha, a perda na resistência é de
aproximadamente 10% após o tratamento do resíduo.
A queda na resistência à compressão, observada por todos os autores é, em muitos
casos, atribuída à baixa aderência entre a borracha e a matriz.
TURATSINZE
et al. (2005) que pesquisaram o uso de borracha de pneu em concreto
em substituições de 20% em volume da areia por borracha de pneu, constataram que
após a substituição, a resistência inicial foi reduzida em 50%. Também foi observada
por MENEGUINI (2003) a perda na resistência dos corpos-de-prova com borracha de
pneu, pois para substituição de 10% em massa de cimento por borracha de pneu na
areia, a perda é 10% do valor inicial. Também foi observado pelo autor, que para
maiores quantidades de borracha na mistura, maior é a perda na resistência.
ALBUQUERQUE
et al. (2004) também observou a queda na resistência à compressão
após adição da borracha de pneu em argamassa e concluem que nada pode ser afirmado
em relação à aderência entre a argamassa e a borracha, visto que a substituição de parte
do agregado pela borracha aumenta a quantidade de ar incorporado.
A eficiência do tratamento do resíduo para a propriedade de resistência à compressão
foi observada por SEGRE e JOEKES (2000) em pasta de cimento, fazendo substituição
de 10% em massa no cimento. Foi observado que o tratamento não interfere em
resultados de resistência à abrasão, mas, responde de forma diferente para o ensaio de
resistência à compressão, pois para a pasta referência a resistência aos 28 dias foi de
43,1 MPa, enquanto as pastas contendo borracha sem tratamento e borracha tratada
apresentaram resistências à compressão muito próximas (29,4 MPa e 28,1 MPa,
respectivamente).
ROSTAMI
et al. (1993), em seus experimentos em concreto, afirmam que ao se lavar o
resíduo com água, as melhoras em seus resultados são de 16% em relação à borracha
Capítulo 4 – Resultados
79
não tratada e o uso de solvente tetracloreto de carbono, melhora em 57% essa
propriedade.
Pode ser observado, a partir dos resultados obtidos nesta pesquisa, que embora alguns
autores confirmem que o tratamento do resíduo melhora algumas propriedades das
misturas à base de cimento, o tratamento com NaOH não mostrou influenciar na
resistência à compressão das argamassas.
4.5.3 Absorção de água
Os resultados obtidos do ensaio de absorção de água em corpos-de-prova de argamassa
para as idades de 7, 28, 56 e 90 dias podem ser vistos na Figura 37.
Absorção de água
0
1
2
3
4
5
6
7
8
7285690
Idade (dias)
Absorção de água (%)
Referência Borracha sem tratamento Borracha tratada
Figura 37 – Absorção de água em argamassa
Na Figura 37 observa-se que embora a mistura referência apresente absorção de água
ligeiramente maior quando comparada às misturas que contêm borracha, não há
diferença significativa entre elas. Estas diferenças são de aproximadamente 6% para a
maioria das idades. Também é observado que o tratamento do resíduo não tem muita
Capítulo 4 – Resultados
80
influência nos resultados referentes a este ensaio, pois, a diferença de absorção de água
entre os corpos-de-prova com borracha sem tratamento e dos com borracha tratada é de
apenas 1%.
MENEGUINI (2003), em seu ensaio de absorção de água por capilaridade, obteve
resultado semelhante, ou seja, a adição do resíduo de borracha não causa interferência
nos resultados deste ensaio.
Embora ALBUQUERQUE
et al. (2004) tenham observado que as misturas contendo
borracha apresentam resultados próximos aos da argamassa referência, houve maior
absorção de água das misturas contendo borracha de pneu. Também foi visto pelos
autores, que o tratamento do resíduo também não interfere nesta propriedade.
Foi observado por este trabalho e por outros da literatura que o uso de borracha de pneu
não altera de forma significativa a absorção de água de argamassas e que o tratamento
do resíduo não demonstra influenciar nos resultados referentes a esta propriedade.
4.5.4 Ensaio de resistência à tração
O ensaio de resistência à tração por compressão diametral feito para as idades de 7, 28,
56, 90 e 180 dias e seus resultados podem ser vistos na Figura 38.
Resistência à tração por compressão diametral
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Idade (dias)
Tensão (MPa)
Referênica Borracha sem tratamento Borracha tratada
Figura 38 – Resistência à tração de argamassas
Capítulo 4 – Resultados
81
Nos resultados de resistência à tração, assim como nos de resistência à compressão, é
observada a perda de resistência em relação ao obtido pela referência. Quando é feita a
comparação entre os corpos-de-prova com e sem borracha, nota-se diminuição em
média de 40% para os corpos-de-prova feitos com a borracha sem tratamento. Para a
argamassa com borracha tratada, esta é de aproximadamente 37%.
A comparação entre os corpos-de-prova feitos com borracha com e sem tratamento
mostra que, os corpos-de-prova com borracha sem tratamento apresentam resultados em
média 8,5% mais baixos que os resultados obtidos com os feitos com borracha tratada.
Embora tenha sido observada esta diferença entre os resultados, não se pode afirmar que
o tratamento influencie no aumento da resistência à tração, pois os resultados obtidos
para os dois tipos de borracha são próximos.
De modo geral, é observado pela literatura que ocorre perda da resistência à tração ao se
adicionar a borracha de pneu e que esta é menor quando comparada à resistência à
compressão.
TURATSINZE
et al. (2005) observaram que a substituição de 20% em volume do
agregado por borracha resulta em perda de 40% da resistência inicial, enquanto para
esta mesma substituição em relação à resistência à compressão a queda é de 50%.
ALBUQUERQUE
et al. (2004) observaram o mesmo fenômeno, ou seja, menor perda
da resistência para a tração do que para a resistência à compressão, sendo que o
tratamento feito pelos autores também não mostrou interferir nos resultados
relacionados à resistência mecânica.
Diante dos resultados obtidos em argamassa em relação ao tratamento do resíduo, foi
decidido que este não seria levado adiante para os ensaios em concreto. Visto que, o
tratamento não influenciou nas propriedades estudadas.
4.6 Ensaios realizados em concreto sem aquecimento
4.6.1
Resistência à compressão
O ensaio de resistência à compressão em concreto, feito para as idades de 7 e 28 dias,
são mostrados na Figura 39.
Capítulo 4 – Resultados
82
Resistência à compressão
0
5
10
15
20
25
30
35
0 5 10 15 20 25 30
Idade (dias)
Resistência (MPa)
Controle
Borracha
Figura 39 – Resistência à compressão em concreto
Pode-se observar da Figura 39 que a adição da borracha em concreto diminui sua
resistência e que os resultados obtidos após a substituição foram 44% menores que os
do concreto referência. Comportamento este, semelhante ao observado em argamassa.
Segundo LI
et al. (2004), que fizeram substituição de 15% em volume de agregado por
borracha em concretos de 40MPa, a adição do resíduo provocou queda de 40% dos
resultados.
HERNÁNDEZ-OLIVARES e BARLUENGA (2004), substituindo 5% de borracha no
agregado miúdo de concreto de elevada resistência, determinaram decréscimo de 27%
na resistência à compressão. Já BENAZZOUK
et al. (2003), substituindo 10% em
volume de borracha em concreto de elevada resistência, obtiveram resultados 33%
menores após a substituição do resíduo.
Tem sido observado, pelos trabalhos encontrados na literatura, que a substituição de
parte do agregado por resíduos de borracha reduz a resistência à compressão em relação
à mistura sem borracha.
Também é afirmado que quanto maior a quantidade de borracha de pneu substituída no
concreto, maior é a perda na resistência. Alguns dos autores que observaram esse
Capítulo 4 – Resultados
83
comportamento foram: BENAZZOUK
et al. (2003), TOUTANJI (1996), TOPÇU
(1995), KHATIB e BAYOMI (1999) e SUKONTASUKKUL e CHAIKAEW (2005).
Também é afirmado que o tamanho do resíduo utilizado influencia nos resultados. Os
autores da literatura afirmam que, para menores granulometrias, a perda na resistência é
menor (NIRSCHL
et al. (2002), LI et al. (2004) e TOPÇU (1995)). Outros autores
defendem que, a melhor combinação das granulometrias da borracha, resulta em
resultados mais favoráveis (KHATIB e BAYOMI (1999) e SUKONTASUKKUL e
CHAIKAEW (2005)).
A forma dos agregados de borracha também interferem nos resultados obtidos. Para LI
et al. (2004), o resíduo em forma de fibras apresentaram melhores resultados que os
com formato quadrangular. LI
et al. (2004) substituíram 15% em volume do agregado
graúdo por borracha de pneu, também fizeram o tratamento do resíduo com hidróxido
de sódio. Foi concluído, pelos autores, que o tratamento do resíduo não interfere nos
resultados, visto que estes permaneceram muito próximos aos outros traços com
borracha, para todas as propriedades avaliadas. Também foi constatado pelos autores
que a resistência à compressão é reduzida porque a borracha atua como concentrador de
tensões, causando seu desprendimento da matriz de concreto e o surgimento de
microfissuras, pois a borracha passa a agir como vazio no concreto.
SUKKONTASUKUL e CHAIKAEW (2005), trabalharam com blocos de concreto para
pavimentação, utilizando borracha de dimensões de 5mm e menores que 1mm. Segundo
os autores, para 10% de substituição as perdas de resistência são menores quando se usa
a mistura das duas granulometrias. Para 10% de substituição, a resistência é de 36MPa,
19,96MPa, 19,08MPa e 23,44MPa para a mistura referência, de maior granulometria, de
menor granulometria e mistura das duas respectivamente. A última representa 34% a
menos da resistência inicial, fato este atribuído ao melhor fechamento da granulometria.
KHATIB e BAYOMI (1999), utilizaram fibras de 10 a 50mm e borracha granular com
granulometria próxima à da areia (diâmetro máximo 4mm) e substituíram no agregado
em volume. Analisaram três composições; substituindo menor na areia e a maior no
agregado graúdo. A terceira mistura foi feita com uma composição entre os dois
resíduos sendo metade na areia e metade no agregado graúdo. De todas as misturas, a
que substitui apenas o agregado miúdo é a que possui melhor resultado.
Capítulo 4 – Resultados
84
BENAZZOUK
et al. (2003) trabalharam com resíduos de borracha de 1 a 4mm,
mantendo a trabalhabilidade constante em concreto com resistência de 82MPa aos 28
dias. A substituição de 10% de borracha reduz em valores de resistência da ordem de
30% do concreto referência.
TAHA
et al. (2003) utilizaram borracha de pneu com granulometrias de 5 a 20mm, que
foram substituídas no agregado graúdo. Os autores concluem que embora se tenha
queda na resistência à compressão, é possível fazer um concreto de 15 a 20MPa.
Segundo eles, para 50% de substituição a resistência é de 15MPa aos 28 dias.
Dessa forma, pode-se observar que, em termos de resistência, é possível aplicar o
concreto com borracha em construções com baixa solicitação estrutural. Também pode
ser visto que uma melhor composição granulométrica pode levar a menor queda na
resistência após a adição do resíduo.
4.6.2 Absorção de água
O resultado do ensaio de absorção de água, realizado para a idade de 28 dias, pode ser
visto na Figura 40.
Absorção de água
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
Traço
Absorção (%)
Controle
Borracha
Figura 40 – Absorção de água em concreto com e sem resíduo
Capítulo 4 – Resultados
85
O ensaio de absorção de água em concreto, comportou-se da mesma forma tanto para os
corpos-de-prova contendo borracha quanto para o referência. A absorção de água de
ambos foi de 2,72%, comportamento este semelhante ao obtido em argamassa.
AKASAKI
et al., (2003) usaram resíduos entre 2,5mm e 1,25mm e abaixo de 1,25mm e
concluíram que embora o concreto usado como referência apresentasse menor absorção
de água, todos os resultados permaneceram próximos entre si. Também foi observado
pelos autores que, o traço com fibras maiores absorveram mais água que o traço com
fibras menores.
BENAZZOUK
et al. (2003) avaliaram a absorção de água por capilaridade de misturas
contendo borracha de pneu de 1 a 4mm e concluíram que o aumento da quantidade de
borracha diminui a absorção de água da mistura.
Ensaios com diferentes granulometrias de borracha de pneu seriam interessantes para
avaliar o comportamento do concreto para esta propriedade.
Os resultados deste trabalho, obtidos para este ensaio, indicam que o uso de borracha de
pneu em concreto não afeta esta propriedade, deixando como obstáculo para aplicação
do concreto sua resistência mecânica.
4.6.3 Ensaio de resistência à tração
O ensaio de resistência à tração em concreto, assim como o de absorção de água, foi
realizado para a idade de 28 dias. Está apresentado na Figura 41 o resultado obtido.
Capítulo 4 – Resultados
86
Resistência à tração
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
Traço
Resistência (MPa)
Concreto
Borracha
Figura 41 – Resistência à tração em concreto
O resultado de resistência à tração para os corpos-de-prova contendo borracha, assim
como no resultado de resistência à compressão, também foi menor. Os valores vão de
3,53MPa para 2,07MPa respectivamente, para os corpos-de-prova referência e com
borracha, representando perda de 40% na resistência.
Segundo a literatura, além da quantidade de borracha que substitui o agregado, a forma
e dimensão do resíduo utilizado também interferem no resultado, pois LI
et al. (2004),
concluíram que as fibras apresentam melhor desempenho que as lascas, uma vez que as
fibras têm melhor capacidade de transferência de tensões.
A quantidade de borracha substituída também interfere nos resultados, pois quanto
maior a quantidade de borracha, maior a perda na resistência. Para GÜNEYISI
et al.
(2004), o aumento da quantidade de borracha reduz a resistência à tração. Para a mistura
contendo 10% de substituição no agregado miúdo por borracha com granulometria
próxima à da areia, os autores determinaram perda de aproximadamente 20% da
resistência inicial.
Também é observado que a granulomteria interfere nos resultados. TOPÇU (1995)
constatou que, para uma mistura de 58% do agregado em volume, a resistência cai de
30% e 50% respectivamente para as granulometrias finas e grossas (0 a 1mm e 1 a
4mm). Mostrando que para agregados menores a perda na resistência é maior. Já
Capítulo 4 – Resultados
87
NIRSCHL
et al (2002), comparando resíduos de menores dimensões concluiram que a
resistência à tração entre amostras contendo borracha de 3 a 1mm e menores que 1mm
são próximas, embora a resistência seja levemente menor para as granulometrias mais
finas.
BAUER
et al. (2001), substituindo num total de 15% em volume do agregado por
borracha, distribuindo-o em parte do agregado graúdo e do agregado miúdo, obteve
queda em torno de 30% na resistência à tração para a idade de 28 dias, para concretos
com f
ck
de 20MPa.
FRANÇA (2004), substituindo 10% em volume do agregado miúdo por borracha em
concreto com f
ck
de 32MPa, determinou queda em torno de 20% na resistência à tração.
Isto mostra que uma substituição de granulometria mais adequada pode resultar em
menor queda na resistência. Diante dos resultados obtidos, uma melhor escolha na
granulometria poderia ter resultados em melhores resultados das propriedades
mecânicas.
4.6.4 Resistência à abrasão
O ensaio de resistência à abrasão foi feito em apenas um corpo-de-prova, para a idade
de 28 dias. Este ensaio foi limitado pela quantidade de formas disponíveis para
moldagem. A abrasão foi medida através da perda de massa comparada com a massa
inicial do corpo-de-prova. Os resultados referentes ao ensaio estão dispostos nas
Tabelas 10 e 11.
Tabela 10 – Peso dos corpos-de-prova submetidos ao ensaio de resistência à abrasão.
Traço
Peso
inicial
(kg)
Peso após
10hs (kg)
Peso após
24hs (kg)
Peso após
48hs (kg)
Peso após 71hs
(kg)
Referência 16,200 15,750 15,290 14,710 14,270
Borracha 15,530 15,010 14,554 14,110 13,590
Capítulo 4 – Resultados
88
Tabela 11 – Percentagem de perda de massa dos corpos-de-prova ao longo do tempo.
Traço
% de perda de
massa após
10hs
% de perda de
massa após 24hs
% de perda de
massa após 48hs
% de perda de
massa após 71hs
Referência 2,78 5,62 9,20 11,91
Borracha 3,35 6,25 9,14 12,49
De acordo com os resultados obtidos, percebe-se que os concretos adicionados de
resíduos de borracha apresentam resultados próximos de resistência à abrasão, mas
inferiores aos obtidos pelo concreto referência.
Como a resistência à compressão dos concretos adicionados de resíduo de borracha é
44% inferior à do concreto referência, nota-se que o concreto adicionado de resíduo de
borracha apresenta boa resistência à abrasão. Podem ser vistas nas Figuras 42 e 43 os
corpos-de-prova após a realização dos ensaios.
Figura 42 – Corpo-de-prova do concreto
referência após o ensaio de resistência à abrasão
Figura 43 – Corpos-de-prova do concreto com
resíduo de borracha após o ensaio de resistência
à abrasão
SEGRE e JOEKES (2000), em pasta de cimento com borracha de pneu, concluíram que
a perda de massa dos corpos-de-prova contendo borracha de pneu foi mais baixa que a
das amostras usadas como referência. Sendo que as amostras sem a borracha tratada,
apresentou piores resultados que a tratada. Em seus resultados foi concluído que o
tratamento do resíduo melhora o desempenho à abrasão de pastas de cimento.
MENEGUINI (2003) conclui que o uso de borracha melhora a resistência à abrasão de
argamassas e que para traços mais ricos em cimento o desgaste é menor.
Capítulo 4 – Resultados
89
Já SUKONTASUKKUL e CHAIKAEW (2005), mediram a abrasão de blocos de
concreto em termos de perda de massa e constataram que, os corpos-de-prova com
borracha de pneu apresentam menor resistência à abrasão que o referência. Também foi
notado que o aumento da quantidade de borracha diminuiu a resistência à abrasão.
Os resultados obtidos neste ensaio estão de acordo com o obtido por MENEGUINI
(2003) e SEGRE e JOEKES (2000), pois o concreto com borracha apresenta resistência
menor que o concreto referência e mesmo assim a perda de massa foi próxima.
Isso indica que o concreto com borracha pode ter sucesso em aplicações como
pavimentação, onde a resistência à abrasão é mais relevante que a resistência à
compressão.
4.6.5 Ensaio de módulo de elasticidade
O ensaio de módulo de elasticidade, também realizado para a idade de 28 dias, é
mostrado na Figura 44.
Módulo de elasticidade
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Traço
Tensão (MPa)
Controle
Borracha
Figura 44 – Módulo de elasticidade para corpos-de-prova de concreto
Capítulo 4 – Resultados
90
Esta propriedade também é afetada pela inserção da borracha de pneu. A diferença entre
os resultados fica clara através da observação da Figura 44. Os valores vão de 36,58GPa
para 26,25GPa, respectivamente para os resultados referência e com borracha. Esta
diferença de valores resulta em queda de 30% do módulo de elasticidade original.
LI
et al. (2004) registraram perda de 25% no módulo de elasticidade de corpos-de-prova
com substituição de 15% em volume de borracha.
Para BENAZZOUK
et al. (2003), em concreto de elevada resistência (82 MPa), o
módulo de elasticidade de misturas contendo borracha é menor que o usado como
referência e, quanto maior a quantidade de borracha menor é o módulo de elasticidade.
Para uma substituição de 10% em volume os autores constataram perda de 5% no
módulo; considerando-os praticamente iguais.
Também se pode notar que a granulometria da borracha utilizada interfere nos
resultados obtidos, pois para NIRSCHL
et al. (2002), comparando resíduos de menores
dimensões, concluem que o módulo de elasticidade entre amostras com borracha de 3 a
1mm e menores que 1mm são menores para as granulometrias mais finas. A forma,
além das dimensões, é outra característica da borracha que interfere nos resultados
finais. LI et al. (2004), notaram redução no módulo de elasticidade de concretos com
borracha de pneus e que as fibras apresentam melhor comportamento que as lascas.
A quantidade de resíduo incorporado é outra variável que influencia nos resultados.
GÜNEYISI
et al. (2004) observaram que o aumento da quantidade de borracha inserida
na mistura reduz o módulo. A substituição de 10% do agregado provoca queda no
módulo de elasticidade da ordem de 20% do valor inicial. Indicando que o concreto com
borracha de pneu possibilita maiores deformações.
4.6.6 Resistência à flexão
O ensaio de resistência à tração na flexão foi realizado em prismas de concreto, sendo
os ensaios feitos para as idades de 7 e 28 dias em amostras com e sem borracha de pneu.
São mostrados na Figura 45 os resultados obtidos pelo ensaio.
Capítulo 4 – Resultados
91
Resistência à flexão
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0 5 10 15 20 25 30
Idade (dias)
Resistência (MPa)
Controle
borracha
Figura 45 – Resistência à flexão de prismas de concreto
Os resultados referentes à resistência à tração na flexão apresentaram redução após a
introdução da borracha de pneu. Este comportamento também foi observado por
BENAZZOUK
et al. (2003).
Outro fator observado foi à redução na resistência que, diferente do resultado de
resistência à tração por compressão diametral, foi de apenas 30%.
Assim como nos resultados referentes à resistência mecânica do concreto com borracha
de pneu, quanto maior a quantidade de borracha inserida na mistura, maior será a perda
na resistência à flexão (TOUTANJI (1996), KHATIB e BAYOMI (1999) e AKASAKI
et al. (2003)).
As dimensões do resíduo utilizado também alteram os resultados referentes a esta
propriedade. AKASAKI
et al. (2003), usaram resíduos entre 2,5 e 1,25mm e abaixo de
1,25mm e observaram que as fibras médias apresentam melhores resultados que as
fibras finas.
Já KHATIB e BAYOMI (1999), usaram borracha de 10 a 50mm e triturada (dimensão
máxima de 4mm). Observaram que para misturas contendo apenas a menor
granulometria da borracha, substituindo 10% do agregado miúdo, a resistência vai de
Capítulo 4 – Resultados
92
5MPa para 3,8MPa, sendo que foi constatado pelos autores que a maior perda de
resistência ocorre para a substituição no agregado graúdo.
Isto indica que há uma granulometria ótima para a substituição do agregado para que
ocorra menor perda na resistência à flexão.
4.7 Ensaios realizados em concreto submetido ao aquecimento.
Nos concretos utilizados para os ensaios após o aquecimento foram estudadas
propriedades tanto no estado fresco quanto no endurecido. No estado fresco foram
determinados o teor de ar incorporado e a massa específica. No estado endurecido foi
determinada a resistência à compressão e o módulo de elasticidade. Para todos os traços
foi mantido constante o abatimento do tronco de cone em 7
±1cm e feita substituição de
5% em massa da areia por borracha de pneu.
Os resultados obtidos através do ensaio no concreto endurecido estão dispostos nas
curvas de dosagens, nas quais são mostradas relações entre resistência à compressão,
relação água/cimento e consumo de cimento.
As Tabelas 12 e 13 mostram os resultados obtidos através dos ensaios de teor de ar
incorporado e massa específica.
Tabela 12 – Resultados de teor de ar incorporado dos concretos.
Traço Teor de ar incorporado (%)
1:3,5 0,53
1:5,0 1,8
Controle
1:6,5 1,8
1:3,5 3,1
1:5,0 5,9
Borracha
1:6,5 6,4
Tabela 13 – Resultados de massa específica do concreto no estado fresco
Traço Massa específica (kg/m³)
1:3,5 2489,07
1:5,0 2469,87
Controle
1:6,5 2440,32
1:3,5 2367,95
1:5,0 2283,75
Borracha
1:6,5 2257,16
Capítulo 4 – Resultados
93
Os resultados dispostos nas Tabelas 12 e 13 mostram que, o uso da borracha de pneu em
concreto aumenta a quantidade de ar incorporado e diminui a massa específica da
mistura. É observado, através dos resultados obtidos, que concretos com borracha
podem apresentar massa específica 10% mais baixas que a do concreto referência. Este
fato pode ser influenciado também pelo maior teor de ar incorporado em concretos com
resíduo de borracha.
TAHA
et al. (2003) observaram em seu estudo que o aumento na quantidade de
borracha na mistura, resulta em aumento significativo da quantidade de ar incorporado.
Já para LI
et al. (2004), a quantidade de ar incorporada no concreto com borracha de
pneu são próximas as do concreto sem o resíduo, para uma substituição de 15% em
volume do agregado graúdo.
Em relação à massa específica, de modo geral é observado que com o aumento da
quantidade de borracha incorporada na mistura, ocorre diminuição em sua massa
específica. Fato este observado por alguns autores tais como TOPÇU (1995),
MENEGUINI (2003), GÜNEYISI (2004), KHATIB e BAYOMI (1999), AKASAKI
et
al.
(2003) e BENAZZOUK et al. (2003). Isto ocorre porque parte do agregado é
substituída por outro mais leve.
Segundo GÜNEYISI (2004), para uma substituição de 10% dos agregados por borracha
de pneu a massa específica foi de 2400kg/m³ para 2250kg/m³ (6% mais baixa que a
referência). BENAZZOUK
et al. (2003), também constataram o mesmo
comportamento, ou seja, queda de aproximadamente 5% das misturas com borracha.
KHATIB e BAYOMI (1999), além de observarem a menor massa específica de
concretos com borracha, afirmam que esta queda em relação à quantidade de borracha
na mistura é linear.
Mesmo sendo observada menor massa específica do concreto com borracha não pode
ser afirmado qual a influencia da massa específica da borracha nesta propriedade, visto
que, as misturas contendo borracha apresentam maior teor de ar incorporado, o que
também interfere nos resultados referentes a esta propriedade.
Na etapa de ensaios aquecidos, o aquecimento dos corpos-de-prova foi feito em um
forno tubular. Após colocar os corpos-de-prova em estufa, para retirada do excesso de
umidade, foram utilizados dois patamares de aquecimento, o primeiro de 105ºC/min, até
Capítulo 4 – Resultados
94
a temperatura de 538ºC e o segundo de 33ºC/min até a temperatura de 600ºC. Na Figura
46 estão dispostas as curvas obtidas pelo aquecimento dos corpos-de-prova usados
como referência, mostrando tanto os resultados obtidos nos termopares na face do
corpo-de-prova (termopar 2), quanto às obtidas pelo termopar no interior do corpo-de-
prova (termopar 1). Na Figura 47 estão as curvas obtidas para os corpos-de-prova com
resíduos de borracha.
Curva dos termopares dos corpos-de-prova controle
0
100
200
300
400
500
600
700
00:00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00 02:52:48
tempo (h:min:s)
temperatura (ºC)
ct1 termo1
ct1 termo2
ct2 termo1
ct2 termo2
ct3 termo1
ct3 termo2
curva teórica
Figura 46 – Curvas de temperatura-tempo determinadas para os corpos-de-prova controle
Curvas de aquecimento dos cps de borracha
0
100
200
300
400
500
600
700
00:00:00 00:28:48 00:57:36 01:26:24 01:55:12 02:24:00
tempo (h:min:s)
temperatura (ºC)
br1 termo1
br1 termo2
br2 termo1
br2 termo2
br3 termo1
br3 termo2
curva teórica
Figura 47 – Curvas de temperatura-tempo determinadas para os corpos-de-prova com borracha
Capítulo 4 – Resultados
95
As denominações na Figura 46 ct1, ct2 e ct3 são referentes respectivamente às
proporções entre cimento e agregado de 1:3,5, 1:6,5 e 1:5,0 para o concreto referência.
Enquanto as denominações na Figura 47 br1, br2 e br3 são referentes aos traços com
proporções respectivamente de 1:3,5, 1:5,0 e 1:6,5 para o concreto com borracha.
Os termopares foram colocados tanto na parte externa quanto na parte interna, para
assegurar que a temperatura interna do corpo-de-prova fosse de 600ºC.
Pôde ser observado durante o aquecimento do concreto que, em temperaturas próximas
a 130ºC, os corpos-de-prova que contêm borracha liberam gases com odores
característicos de sua queima. Após o aquecimento a 600ºC, notou-se que ocorre a
grafitização da borracha, ou seja, alteração em sua estrutura. Esta alteração pode ser
vista a olho nu.
Pode ser observado na Figura 46 que os diferentes tipos de traços não interferem no
tempo decorrido para que a temperatura interna do corpo-de-prova seja atingida. Nos
traços contendo resíduos de borracha, o comportamento é notadamente diferente. Pode-
se observar que para o traço br1, que contém menos agregado e, portanto, menos
quantidade de borracha inserida, que este apresenta melhor isolamento térmico. Isto
pode ser visto porque, o tempo decorrido para que a temperatura de 600ºC chegue em
seu interior, é maior que o das outras misturas. Isto mostra que existe uma quantidade
ótima de borracha que deve ser inserida para que um melhor desempenho seja obtido
dos concretos adicionados de borracha de pneu.
O melhor comportamento de isolamento para o traço br3 em relação ao br2, pode ser
justificado pela maior quantidade de ar incorporado neste concreto. Nas curvas
referentes ao concreto referência isto não é observado, visto que, a quantidade de ar
incorporada nas misturas permaneceram próximas.
Além dos ensaios realizados antes do aquecimento, ainda no estado fresco, foram feitos
ensaios após o aquecimento no estado endurecido. Parte dos ensaios realizados no
estado endurecido pode ser vista, através da curva de dosagem com os resultados
referentes à resistência à compressão, mostrados na Figura 48.
Capítulo 4 – Resultados
96
Resistência à compressão
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65
Relação água/cimento
Resistência (MPa)
Controle sem aquecimento Borracha sem aquecimento Controle aquecido Borracha aquecido
Consumo de cimento
0
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600
Consumo de cimento (kg/m³)
Relação de agregado
Referência Borracha
Relação água/cimento e agregados/cimento
0
1
2
3
4
5
6
7
0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65
Relação água/cimento (a/c)
Relação agregados/cimento (m)
Referência Borracha
Figura 48 – Curvas de dosagens dos concretos com e sem borracha submetidos ao aquecimento
Pode ser observado pela Figura 48, que a substituição de parte do agregado miúdo por
resíduos de borracha resulta em queda na resistência à compressão do concreto. Nota-se
também, que para manter a trabalhabilidade constante, é necessária maior relação
água/cimento dos concretos com borracha de pneu.
A perda de resistência ao se adicionar a borracha foi observada em ensaios anteriores e
também na literatura consultada. NIRSCHL
et al. (2002), comparando resíduos de
menores dimensões conclui que a trabalhabilidade entre amostras contendo borracha de
3 a 1mm e menores que 1mm é maior para as granulometrias mais finas. Os autores
também concluem que, mesmo com a incorporação de borracha, o material é
perfeitamente viável para uso na construção civil.
GÜNEYISI
et al. (2004) também observaram que a trabalhabilidade das misturas
contendo borracha decresce com o aumento da quantidade de borracha inserida. Este
decréscimo é mais notado para misturas com menores relações água/cimento. Para 10%
de substituição e relação a/c de 0,6, o abatimento vai de 19cm para 16,5cm, enquanto
Capítulo 4 – Resultados
97
para relação a/c de 0,4 este vai de 13cm para 10cm. Já para LI
et al. (2004) a
trabalhabilidade permanece próxima para as misturas com e sem borracha de pneu.
De acordo com KHATIB e BAYOMI (1999) o aumento da quantidade de borracha
reduz o abatimento de
aproximadamente 8cm para 3cm com 10% de borracha. Também
foi visto pelos autores que a substituição do agregado graúdo por borracha, apresenta
menor perda na trabalhabilidade que a substituição de borracha mais fina no agregado
miúdo.
Assim, pode ser observado pela literatura, que a granulometria, relação água/cimento e
quantidade de borracha adicionada, interferem na trabalhabilidade dos concretos com
resíduos de borracha de pneu.
Em relação ao consumo, pode ser afirmado que para o concreto com borracha
apresentar resultados de resistência semelhantes aos do concreto referência, é necessário
maior consumo de cimento. A substituição de parte do agregado miúdo por borracha de
pneu resulta em perda de aproximadamente 44% da resistência em relação ao concreto
sem o resíduo. Fato este, observado em ensaios anteriores.
A comparação entre os resultados de aquecimento de concretos com mesma relação
água/cimento, resulta na determinação de um decréscimo de aproximadamente 66% da
resistência inicial do concreto referência. Já para o concreto com borracha, este é em
torno de 68%. O concreto com e sem o resíduo após o aquecimento apresenta diferença
de 45% entre as misturas.
A comparação feita entre concretos com e sem borracha de mesma resistência inicial
mostra que, após o aquecimento, a mistura contendo borracha apresenta resistência
aproximadamente 70% inferior à inicial. Os resultados do concreto referência indicam
que a resistência final é em torno de 64% menor que a inicial.
Pode ser observado, pelos resultados obtidos em literatura, que a taxa de aquecimento
interfere nos resultados obtidos. SHORT
et al. (2001), que trabalharam com concretos
de resistência de 56MPa aos 28 dias e com areia quartsoza e agregado graúdo de rocha
calcárea, constataram que após aquecimento a 500ºC, em uma taxa de 6ºC/min, houve
perda de 60% da resistência inicial. Enquanto SAKR e EL-HAKIM (2005), cujo
concreto estudado apresentava resistência de 44MPa aos 28 dias usando agregados
Capítulo 4 – Resultados
98
constituídos principalmente por bário, ferro e titânio, observaram queda de 50% na
resistência inicial após aquecimento a 500ºC e taxa de 10ºC/min..
De acordo com XU
et al. (2001), utilizando granito e areia de rio, concretos de 57MPa
após aquecimento até 600º, apresentaram redução de sua resistência inicial para 38MPa.
Isto representa perda de 33% da resistência após aquecimento. Uma das razões da perda
não ser tão acentuada é devido à taxa de aquecimento de 1ºC/min.
YÜZER
et al. (2004), em argamassa com agregado silicoso aquecida a 600ºC, com taxa
de aquecimento de 6 a 10ºC/min, observaram que 40% da resistência foi perdida para
resfriamento em ar.
LIMA e SILVA FILHO (2003) fizeram concreto com agregado basáltico e areia de rio,
e o aquecimento foi com taxa de 8ºC/min. Observaram em seus resultados que para uma
temperatura de 400ºC, a perda de resistência em comparação ao valor inicial, foi de
16%, enquanto para uma temperatura de 800ºC esta foi de 67%. Isto mostra como a
temperatura pode interferir de forma significativa na resistência final do material
aquecido.
Também foi verificada, através do ensaio de resistência à compressão deste trabalho, a
possibilidade de uso da Equação 3, descrita no capítulo 2, para estimar a resistência à
compressão do concreto referência e do com borracha. As Tabelas 14 e 15 mostram a
comparação entre os resultados obtidos experimentalmente, com os fornecidos através
da Equação 3.
Tabela 14 – Comparação de resistência à compressão obtido experimentalmente e numericamente
para o concreto referência.
Comparação da resistência à compressão do concreto referência
traço Antes de aquecer
Depois de
aquecido
Resistência com a
equação
1:3,5 64,04 20,29 16,14
1:5,0 52,54 13,84 13,24
1:6,5 40,87 17,72 10,30
Capítulo 4 – Resultados
99
Tabela 15 – Comparação da resistência à compressão obtida experimentalmente e numericamente
para o concreto com borracha
Comparação da resistência à compressão do concreto com borracha
traço Antes de aquecer
Depois de
aquecido
Resistência com a
equação
1:3,5 44,31 12,48 11,17
1:5,0 27,29 8,49 6,88
1:6,5 20,33 6,83 5,12
Pode ser visto que a Equação 3 não representa de forma precisa o real comportamento
da queda na resistência à compressão após o aquecimento do concreto. Problemas para
se criar uma equação adequada pode ocorrer pela diferença de resultados que ocorre
quando são alterados o tipo de agregado e a forma dos corpos-de-prova.
Embora a equação não tenha representado de forma satisfatória a queda na resistência,
seu uso é a favor da segurança, visto que os resultados fornecidos estimam valores
menores que os obtidos experimentalmente.
O resultado de módulo de elasticidade, que pode ser visto na Figura 49 indica que os
concretos com resíduos de borracha permitem maior deformação, quando comparados
aos usados como referência.
Módulo de elasticidade x relação água/cimento
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65
relação água/cimento (a/c)
Módulo de elasticidade (GPa)
Referência sem aquecimento Borracha sem aquecimento
Referência aquecido
Borracha aquecido
Figura 49 – Resultado de módulo de elasticidade para os concretos com e sem aquecimento
Capítulo 4 – Resultados
100
O módulo de elasticidade dos concretos com borracha apresentam resultados em torno
de 30% menores que os dos concretos referência. Após o aquecimento, o módulo de
elasticidade decresce em mais de 90% tanto para o concreto referência quanto para o
com borracha. A proporção de perda de resistência, da ordem de 30% do concreto com
borracha em relação ao referência, é mantida mesmo após o aquecimento. A
comparação entre concretos com mesmo módulos de elasticidade indica 93% de perda
do valor inicial tanto para o concreto referência quanto para o com borracha.
O mesmo comportamento também foi observado por SAVVA
et al. (2005), pois para
agregados silicosos e calcáreos, e relação a/c de 0,6, os autores obtiveram valores de
resistência 54% mais baixos que a inicial para ambos os tipos de agregados. O módulo
de elasticidade a 600ºC fica a 10% do que era inicialmente.
LUCCIONI
et al. (2003), que fez o estudo de modelos termo-mecânicos para concretos
submetidos a elevadas temperaturas, fez ensaios de módulo de elasticidade para
concretos com resistência à compressão de 39,3MPa. Foi observado que para uma
temperatura de aquecimento de 500ºC, houve decréscimo de aproximadamente 60% no
módulo de elasticidade.
Comparando a perda em relação ao módulo de elasticidade dos autores com os obtidos
neste trabalho, pode ser observado que a taxa de aquecimento influencia nos resultados,
pois para uma taxa de aproximadamente 100ºC/h (1,67ºC/min) a perda foi de 60%,
sendo que para a taxa de aquecimento de 105ºC/min, adotada neste trabalho, provocou
perda no módulo de aproximadamente 90%.
Os resultados obtidos foram comparados com as Equações 4 e 5, que foram sugeridas
para estimar o módulo de elasticidade após o aquecimento do concreto. Primeiramente
tentou-se comparar os resultados de módulo com a Equação 4, mas estes não se
adequaram à equação. Desse modo, foi utilizada apenas a Equação 5. Na Tabela 16
estão dispostos os resultados experimentais e os estimados pela Equação 5, referentes ao
concreto usado como referência. Na Tabela 17 encontram-se os resultados dos concretos
com resíduo de borracha.
Capítulo 4 – Resultados
101
Tabela 16 – Comparação dos resultados de módulo de elasticidade para o concreto referência.
Comparação entre módulo de elasticidade do concreto referência
traço Antes de aquecer Depois de aquecido Módulo com a equação
1:3,5 37,43 1,43 6,36
1:5,0 33,45 1,82 5,69
1:6,5 30,8 2,11 5,23
Tabela 17 – Comparação dos resultados de módulo de elasticidade para o concreto com resíduo de
borracha.
Comparação entre módulo de elasticidade do concreto com borracha
traço Antes de aquecer Depois de aquecido Módulo com a equação
1:3,5 32,84 1,38 5,58
1:5,0 24,24 1,26 4,12
1:6,5 20,52 0,94 3,49
Pode ser observado pelas Tabelas 16 e 17 que as equações sugeridas para estimar a
queda nos resultados de módulo de elasticidade não representam ,de forma adequada, o
comportamento tanto dos concretos sem o resíduo quanto o dos adicionados de
borracha. Os valores obtidos através da Equação 5 foram superiores aos obtidos
experimentalmente, o que é contra a segurança.
Capítulo 5 – Conclusão
102
Capítulo 5
5 CONCLUSÕES
Os resultados obtidos na etapa de argamassa indicam que para todos os ensaios
analisados, o tratamento da borracha com hidróxido de sódio comercial, não altera de
forma considerável, as misturas com borracha de pneu.
No caso da resistência à compressão, as misturas contendo borracha sem tratamento
apresentaram desempenho melhor que a mistura com borracha tratada.
A análise do ensaio de índice de consistência mostrou que a adição da borracha de pneu
diminui a trabalhabilidade do composto. A absorção de água, também analisada, indica
que embora o uso do resíduo permita uma leve melhora, não se pode considerar que sua
adição traz alterações nesta propriedade.
Os ensaios referentes à resistência mecânica apresentaram valores mais baixos com a
adição da borracha de pneu na mistura, confirmando o que foi encontrado em literatura.
Diante dos resultados obtidos na primeira etapa do trabalho foi determinado que, para os
ensaios realizados nos concretos, não seria utilizado o resíduo tratado com solução de
hidróxido de sódio.
Os resultados obtidos na etapa de ensaio em concretos em temperatura ambiente,
apresentaram comportamento semelhante aos obtidos na etapa anterior, com ensaios em
argamassa.
As propriedades mecânicas avaliadas em concreto apresentaram valores mais baixos
após a adição da borracha de pneu. Comportamento este esperado, pois foi de acordo
com o encontrado na literatura. Isto também ocorre porque a borracha é um material que
permite maiores deformações, atuando como vazios dentro do concreto.
Capítulo 5 – Conclusão
103
As perdas na resistência à compressão foram da ordem de 40% para argamassas e 44%
em concreto. Embora também tenham sido observados menores valores para os ensaios
referentes às propriedades mecânicas, a perda foi maior para a resistência à compressão.
A diminuição foi respectivamente de 40%, 30% e 30%, para a resistência à tração, o
módulo de elasticidade e a resistência à flexão de concretos.
O ensaio de absorção de água, diante das divergências encontradas na literatura, foi de
grande interesse. Neste trabalho foi concluído que a absorção de água tanto em concreto
quanto em argamassa após a inserção da borracha nas misturas praticamente não é
influenciada.
O resultado do ensaio de abrasão no concreto indica que as misturas contendo borracha,
mesmo com resistência inferior quando comparada ao concreto sem o resíduo, apresenta
perda de massa semelhante ao concreto referência. Isto mostra que os concretos com
resíduos de borracha apresentam boa resistência à abrasão.
Na terceira etapa do trabalho, que foi feita através das curvas de dosagem de concretos
referência e concretos com borracha, foram realizados ensaios no estado fresco e
endurecido. Através dos ensaios realizados no estado fresco pôde ser observado que o
uso do resíduo de borracha em concreto causa redução na massa específica e maior
incorporação de ar em concreto. Também é observado que as misturas contendo
borracha de pneu apresentam menor trabalhabilidade. Fato observado através das curvas
de dosagem, pois para que fosse mantida a trabalhabilidade dos concretos com borracha
foi preciso aumentar a relação água/cimento da mistura.
No estado endurecido foram estudadas as propriedades de resistência à compressão e
módulo de elasticidade dos concretos antes e após o aquecimento a 600ºC.
O aquecimento dos concretos com e sem borracha resultou em queda na resistência à
compressão. A perda de resistência entre concreto referência e concreto com borracha
foi mantida após o aquecimento, pois estas foram da ordem de 40%.
O módulo de elasticidade foi uma propriedade fortemente afetada após o aquecimento,
visto que tanto para o concreto referência quanto para o concreto com borracha houve
queda superior a 90% nos resultados. Também foi constatado que a diferença entre os
resultados com o concreto referência e o concreto com borracha é mantida, ou seja,
Capítulo 5 – Conclusão
104
mesmo após o aquecimento esta diferença permanece da ordem de 30% menor para o
concreto com borracha.
Também foi observado que após o aquecimento ocorre a grafitização das partículas de
borracha, além da liberação de odores provenientes de sua queima no interior dos
corpos-de-prova.
As perdas na resistência mecânica tanto de concretos quanto de argamassas são
atribuídas às diferenças de deformações sofridas pela borracha quando comparadas ao
agregado natural. O maior teor de ar incorporado nas misturas contendo borracha
também pode ser considerado como fator que influencia na perda de resistência das
propriedades mecânicas.
O uso do concreto com borracha na construção civil, através dos resultados obtidos,
indicam que seu uso como função estrutural é inviável, embora seja possível a
confecção de concretos com resistência de 15MPa e 20MPa. Mas, devido à perda de
resistência após a adição da borracha, para que a resistência necessária fosse obtida deve
ser aumentado o consumo de cimento. Entretanto, seu uso em materiais pré-moldados
como blocos de alvenaria também é interessante. Para tanto, é imprescindível que sejam
feitos ensaios quanto à toxidade dos gases liberados quando estes elementos são
submetidos a temperaturas elevadas.
O uso em blocos de pavimentação apresenta-se uma forma viável para o aproveitamento
deste material, visto que a resistência à compressão não é sua principal propriedade.
Além disso, os resultados referentes à resistência à abrasão indicam que esta pode ser
uma boa aplicação para o concreto com borracha.
5.1 Sugestões para trabalhos futuros
Para que seja avaliada a utilização do concreto com borracha de pneu, além do ensaio de
resistência à abrasão, feito neste trabalho, é recomendado que seja feito ensaio de
absorção de impacto.
O uso em blocos de alvenaria com ou sem função estrutural, também é uma alternativa
interessante, mas para isso, é imprescindível que seja feita avaliação da toxidade dos
gases liberados após o aquecimento do concreto com borracha. A partir dos resultados
Capítulo 5 – Conclusão
105
obtidos deste ensaio podem-se prosseguir estudos referentes ao isolamento térmico e
acústico de paredes composta por elementos de concreto com borracha de pneu. Ou até
mesmo seu uso em argamassas de revestimento e assentamento.
É sugerido para trabalhos futuros que sejam feitos ensaio quanto à durabilidade do
concreto adicionado de resíduos de borracha, ensaios de variação de temperatura,
isolamento térmico e acústico.
Em relação ao aquecimento em elevadas temperaturas é sugerido ensaio de microscopia
eletrônica, fluorescência (para determinação dos componentes obtidos após o
aquecimento), avaliação da toxidade dos gases liberados pelo aquecimento das misturas
contendo borracha, índice de propagação de chamas, estabilidade e estanqueidade, que
são ensaios recomendados por norma.
Também é sugerido o desenvolvimento de equações que possam simular o
comportamento do módulo de elasticidade do concreto após seu aquecimento.
Capítulo 6 – Referências
106
Capítulo 6
6 REFERÊNCIAS
ADHIKARI, B.; MAITI, D.D. Reclamation and recycling of waste rubber. Progress in
Polymer Science, v.25, p. 909-948, 2000.
AKASAKI, J. L.; SERNA ROS, P. REYES, B. TRIGO, A. P. M. Avaliação da
resistência à flexão do concreto com borracha de pneu com relação ao concreto
convencional. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 45, 2003, Vitória.
Anais... Vitória: Arte Interativa, 2003. CD-ROM.
AKASAKI, J. L., FIORITI, C. F.; NIRSCHL, G.C. Análise experimental da resistência
à compressão do concreto com adição de fibras de borracha vulcanizada. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 44, 2002, Belo Horizonte.
Anais...
Belo Horizonte: Arte Interativa, 2002, CD-ROM.
ALBUQUERQUE, A. C.; HASPARYK, N. P.; ANDRADE, A. S.; CORRÊA M. I. F.;
SOUZA NETO, M. M.; MACEDO, D. C. B.; CARDOSO, C. G.
Investigation of
different treatments in tire rubber with a view to concrete application
, In:
International RILEM Conference on the Use of Recycled Materials in Buildings and
Structures, 2004, Barcelona, Spain, p.412-421.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 7810 – Agregado em
Estado Compacto e Seco – Determinação da Massa Unitária. Rio de Janeiro, 1983.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 7217 – Agregados –
Determinação da Composição Granulométrica. Rio de Janeiro, 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 9776 – Agregados –
Determinação da Massa Específica de Agregados Miúdos Por Meio do Frasco de
Chapman. Rio de Janeiro, 1987.
Capítulo 6 – Referências
107
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 7218 – Agregados –
Determinação do Teor de Argila em Torrões e Materiais Friáveis. Rio de Janeiro, 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 9937 – Agregados –
Determinação da Absorção e da Massa Específica do Agregado Graúdo.
Rio de Janeiro,
1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NM 49 – Agregado Miúdo
– Determinação de Impurezas Orgânicas. Rio de Janeiro, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NM 52 – Agregado Miúdo
– Determinação da Massa Específica e Massa Específica Aparente. Rio de Janeiro,
1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 7222 – Argamassa e
concreto – Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-
prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 9778 – Argamassa e
Concreto Endurecidos – Determinação da Absorção de água por Imersão – Índice de
Vazios e Massa Específica. Rio de Janeiro, 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NM 76 – Cimento Portland
– Determinação da Finura Pelo Método de Permeabilidade ao Ar (Método de Blaine).
Rio de Janeiro, 1998.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 7215 – Cimento
Portland – Determinação da Resistência à Compressão. Rio de Janeiro, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NM 65 – Cimento Portland
– Determinação do Tempo de Pega. Rio de Janeiro, 1996.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 9202 – Cimento
Portland e Outros Materiais em Pó – Determinação da Finura Por Meio da Peneira
0,044 mm (Número 325). Rio de Janeiro, 1985.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NM 23 – Cimento Portland
e Outros Materiais em Pó – Determinação da Massa Específica. Rio de Janeiro, 2000.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 5733 – Cimento
Portland de Alta Resistência Inicial. Rio de Janeiro, 1991.
Capítulo 6 – Referências
108
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 5739 – Concreto –
Ensaio de Compressão de Corpos-de-Prova Cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 9833 – Concreto
fresco – Determinação da massa específica e do teor de ar pelo método gravimétrico.
Rio de Janeiro, 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 8522 – Concreto –
Determinação dos módulos estáticos e de deformação e da curva tensão-deformação.
Rio de Janeiro, 2003.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 12142 – Concreto –
Determinação da resistência à tração na flexão em corpos-de-prova prismáticos. Rio de
Janeiro, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 5738 – Moldagem e
cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. Rio de Janeiro, 1994.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 14432 – Exigências
de resistência ao fogo de elementos construtivos de edificações - Procedimento. Rio de
Janeiro, 2001.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 5628 – Componentes
construtivos estruturais – Determinação da resistência ao fogo. Rio de Janeiro, 2001.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 9442 – Materiais de
construção – Determinação do índice de propagação superficial de chama pelo método
do painel radiante. Rio de Janeiro, 1986.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 10636 – Paredes
divisórias sem função estrutural – Determinação da resistência ao fogo. Rio de Janeiro,
1989.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS.
NBR 15200 – Projeto de
estruturas de concreto em situação de incêndio. Rio de Janeiro, 2004.
BAUER, L. A. F.
Materiais de Construção 1. 5 ed. Rio de Janeiro: LTC – Livros
Técnicos e Científicos Editora S. A., 1995, 435p.
Capítulo 6 – Referências
109
BAUER, R. J. F.; TOKUDOME, S.; GADRET, A. D. Estudo de Concreto com Pneu
Moído. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 43, 2001, Minas Gerais.
Anais... Fortaleza: Arte Interativa, 2001. CD-ROM.
BENAZZOUK, A.; MEZREB, K.; DOYEN, G.; GOULLIEUX, A.; QUÉNEUDEC, M.
Effect of rubber aggregates on the physico-mechanical behavior of cement–rubber
composites-influence of the alveolar texture of rubber aggregates.
Cement and
Concrete Composites
, v. 25, p.711-720, 2003.
BERTOLLO, S. A. M.; FERNANDES JÚNIOR, J. L.; VILLAVERDE, R. B.;
MIGOTTO FILHO, D. Pavimentação asfáltica: uma alternativa para a reutilização de
pneus usados.
Revista de Limpeza Pública, ed. 54. p. 23-30, 2000.
CÁNOVAS, M. F.
Patologia e terapia do concreto armado. Trad. Maria Celeste
Marconde, Carlos Wagner F. dos Santos e Beatriz Cannabrava. São Paulo: PINI, 1988.
CASTELLOTE, M.; ALONSO, C.; ANDRADE, C.; TURRILLAS, X.; CAMPO, J.
Composition and microstructural changes of cement pastes upon heating, as studied by
neutron diffraction.
Cement and Concrete Research, 2003.
CEMPRE.
Pneus – O mercado para Reciclagem. (Disponível na Internet no endereço
http://www.cempre.org.br/fichas_tecnicas_pneus.php . Acessado em 8 de dezembro de
2003).
CHENG, F-P.; KODUR, V.K.R.; WANG, T.C. Stress-strain curves for high strength
concrete at elevated temperatures.
Journal of Materials in Civil Engineering, v.16,
p.84–94, 2004.
CINCOTTO, M. A.
Utilização de Subprodutos e Resíduos na Indústria da
Construção Civil. Editora Pini Ltda Tecnologia das Edificações p.23-26. São Paulo,
1988.
COLLINS, K. J.; JENSEN, A. C.; MALLINSON, J. J.; ROENELLE, V.; SMITH, I. P.
Environmental impact assessment of scrap tyre artifical reef.
ICES Journal of Marine
Science
, v. 59, p. S243-S249, 2002.
COSTA, C. N.; FIGUEIREDO, A. D.; SILVA, V. P.. Aspectos tecnológicos dos
materiais de concreto em altas temperaturas. In: NUTAU'2002., São Paulo, 2002.
NUTAU'2002. Sustentabilidade arquitetura desenho urbano: seminário
Capítulo 6 – Referências
110
internacional. São Paulo: Universidade de São Paulo / Faculdade de Arquitetura e
Urbanismo / Departamento de tecnologia e Urbanismo, 2002. p.1278-1289.
DHIR, R., PAINE, K. and MORONEY, R. Recycling of used tyres in concrete.
Concrete, London, v.37, No.9, p.47-48, 2003.
ELDIN, N. N.; SENOUCE, A. B. Observations on rubberized concrete behavior.
Cement, Concrete and Aggregates, v. 15, nº1, p. 74-84, 1993.
FANG, Y.; ZHAN, M.; WANG, Y. The status of recycling of waste rubber.
Materials
and Design
, v.22, p. 123-127, 2001.
FATTUHI, N. L.; CLARK, L. A Cement-based materials containing shredded scrap
truck tire rubber.
Construction and Building Materials, v. 10, p.229-236, 1996.
FIORITI, C. F.; AKASAKI, J. L.; NIRSCHL, G. C. Estudo da viabilidade de produção
de blocos estruturais de concreto com adição de resíduos de borracha. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 44, 2002, Belo Horizonte.
Anais...
Belo Horizonte: Arte Interativa, 2002. CD-ROM
FRANÇA, V. H.
Aderência aço-concreto – Uma análise do comportamento do
concreto fabricado com resíduos de borracha. 2004, 128f. Dissertação (Mestrado em
Engenharia Civil) – Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira. Universidade Estadual
Paulista, Ilha Solteira.
GEORGALI, B.; TSAKIRIDIS, P. E. Microestructure of fire-damaged concrete. A case
study.
Cement & Concrete Composites, v.27, p. 255-259, 2005.
GÜNEYISI, E.; GESOĞLU, M.; ÖZTURAN, T. Properties of rubberized concretes
containing silica fume.
Cement and Concrete Research, v.34, p. 2309–2317, 2004.
HERNÁNDEZ-OLIVARES, F.; BARLUENGA, G.; BOLLATI, M.; WITOSZEK, B.
Static and dynamic behavior of recycled tire rubber-filled concrete.
Cement and
Concrete Research
, v. 32, p.1587–1596, 2002.
HERNÁNDEZ-OLIVARES, F.; BARLUENGA, G. Fire performance of recycled
rubber-filled high-strength concrete.
Cement and Concrete Research, v. 34, p.109–
117, 2004.
HERTZ, K. D. Limits of spalling of fire-exposed concrete.
Fire Safety Journal, v.38,
p.103–116, 2003.
Capítulo 6 – Referências
111
HUYNH, H.; RAGHAVAN, D. Durability of Simulated Shredded Rubber Tire in
Highly Alkaline Environments.
Advn Cem Bas Mat, v.6 p.138-143, 1997.
JANG, J-W.; YOO, T-S.; OH, J-H.; IWASAKI, I.
Discarded tire recycling practices
in the United States, Japan and Korea
. Resources, Conservation and Recycling, v.22,
p. 1-14, 1998.
JOHN, V. M.
A construção e o meio ambiente. (Disponível na Internet no endereço
http://www.reciclagem.pcc.usp.br/a_construcao_e.htm. Acessado em 23 de abril de
2005).
KHATIB, Z. K.; BAYOMY, F. M. Rubberized Portland Cement Concrete.
Journal of
Materials in Civil Engineering
, p.206-213, 1999.
LI, Z.; LI, F.; LI, J. S. L. Properties of concrete incorporating rubber tyre particles.
Magazine of Concrete Research, n. 4, p.297-304, 1998.
LI, G. et al. Waste tire fiber modified concrete.
Composites: Part B: engineering. v.35,
p.305–312, 2004.
LIMA, I. S.; ROCHA, F. S.; FERREIRA, J. B. Um Estudo da Argamassa de Cimento
com Adição de Fibras de Borracha Vulcanizada Para a Construção Civil. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 42, 2000, Fortaleza.
Anais...
Fortaleza: Arte Interativa, 2000. CD-ROM
LIMA, R. C. A.; SILVA FILHO, L. C. P.
Analysis of High Performance Concrete with
Polypropylene and/or Steel Fiber in High Temperature. In: CONGRESSO
BRASILEIRO DO CONCRETO, 45, 2003, Vitória.
Anais... Vitória: Arte Interativa,
2003. CD-ROM.
LUCCIONI, B. M.; FIGUEROA, M. I.; DANESI, R. F. Thermo-mechanic model for
concrete exposed to elevated temperatures.
Engineering Structures, v.25, p. 729–742,
2003.
MAGANHA, M. F. B.; KOMATSU, C. E. Pneus Como Alternativa Energética. In:
CONGRESSO BRASILEIRO DE CIMENTO, 5, 1999, São Paulo.
Anais... São Paulo:
BPS, 1999. CD-ROM.
Capítulo 6 – Referências
112
MENEGUINI, E. A. C.
Comportamento De Argamassas Com O Emprego De Pó De
Borracha. 2003, 85f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Faculdade de
Engenharia Civil. Universidade Estadual de Campinas, Campinas.
MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE.
Resolução nº 301, de 21 de março de 2003.
(Disponível na Internet no endereço http://www.mma.gov.br/ascom/ultimas/index.cfm
?id=619&pesquisa=pneu. Publicado em 2003. Acessado em 1 de agosto de 2005).
MORAIS, C. M. P.; GÜNTHER, W. M. R. Descarte de pneus inservíveis., disponível
no site
http://www.setorreciclagem.com.br/modules.php?name=News&file=article&sid
=204, visitado em 01/07/05.
MÜLLER, A.; LINSZ, E.
Processing of concrete with high performance sonic
impulses.
In: International RILEM Conference on the use of recycled materials in
buildings and structures. Proceedings. Barcelona, Espanha. 2004. p. 123-132.
NEVILLE, A. M.
Propriedades do concreto. 2ªed. Ed. PINI, São Paulo, 1997.
NINCE, A. A.; COSTA, C. N.; FIGUEIREDO, A. D.; SILVA, V. P. Influência das
fibras de polipropileno no comportamento do concreto de alta resistência endurecido,
submetido à ação térmica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO, 45,
2003, Vitória.
Anais... Vitória: Arte Interativa, 2003. CD-ROM.
NIRSCHL, G. C.; AKASAKI, J. L., FIORITI, C. F. Influência da granulometria das
fibras de borracha vulcanizada em dosagens de Concreto.
In: Congresso Brasileiro
do Concreto, 44º, 2002, CD-ROM.
PAINE K. A., DHIR R. K., MORONEY R., KOPASAKIS K., Use of crumb rubber to
achieve freeze/thaw resisting concrete, Proc. In: Congress Concrete for Extreme
Conditions, Setembro 2002, p. 485-498.
PINHEIRO, E. G.
Modelos Numéricos Aplicados à Vulcanização de Pneus. 2001,
125f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) – Escola Politécnica. Universidade de São
Paulo, São Paulo.
PINTO, C. A.; JOSÉ, C. L. V.; VIANNA, M. M. G. R.; KOZIEVITCH, V. F. J.;
HAMASSAKI, L. T.; WIEBECK, H. BÜCHLER, P. M.; VELENZUELA DIAZ, F. R.
Study of the mechanical performance opf composites of rubber powder and cement.
Materials Science Forum. v. 416-418, pp. 720-724, 2003.
Capítulo 6 – Referências
113
PINTO, E. M.
Proteção Contra Incêndio para Habitações em Madeira. 2001, p.1-
49. Dissertação (Mestrado em Arquitetura) – Escola de Engenharia de São Carlos.
Universidade de São Paulo, São Carlos.
POON, C. S.; AZHAR, S.; ANSON, M.; WONG, Y. L. Strength and durability
recovery of fire-damaged concrete after post-fire-curing.
Cement and Concrete
Research
, v.31, p. 1307–1318, 2001.
RAGHAVAN, D.; HUYNH, H.; FERRARIS, C. F. Workability, mechanical properties,
and chemical stability of a recycled tyre rubber-filled cementitious composite.
Journal
of Materials science
, v. 33, p.1745-1752, 1998.
ROSTAMI, H.; LEPORE, J.; SILVESTIM, T.; ZANDI, I. Use of Recycled Rubber
Tires in Concrete
. In: Proc. Int. Conf. Concrete 2000: Economic and Durable
Construction Through Excellence University of Dundee, UK 1993, v.2, p. 391-
399,1993
SAVVA, A.; MANITA, P.; SIDERIS, K. K. Influence of elevated temperatures on the
mechanical properties of blended cement concretes prepared with limestone and
siliceous aggregates.
Cement and Concrete Composites, 2005. No Prelo.
SAKR, K.; EL-HAKIM, E. Effect of high temperature or fire on heavy weight concrete
properties.
Cement and Concrete Research, v.35, p. 590-596, 2005.
SEGRE, N.; JOEKES, I. Use of tire rubber particles as addition to cement paste.
Cement and Concrete Research, v. 30, p.1421-1425, 2000.
SHOAIB, M.M.; AHMED, S.A.; BALAHA, M.M. Effect of fire and cooling mode on
the properties of slag mortars.
Cement and Concrete Research, v.31, p.1533–1538,
2001.
SHORT, N. R.; PURKISS, J. A.; GUISE, S. E. Assessment of fire-damaged concrete
using colour image analysis.
Construction and Building Materials, v.15, p.9–15,
2001.
SIDDIQUE, R.; NAIK, T. R. Properties of concrete containing scrap-tire Rubber – an
overview.
Waste Management, 2004.
SOUZA, F. C. T.; OLIVEIRA, P. C.; GUIMARÃES, A.; GUIMARÃES, R. C. O.;
RODRIGUES JR, D.; SANTOS, A. M.; OLIVEIRA, M. J. E.; VOORWALD, H. J. C.
Capítulo 6 – Referências
114
Microscopic analysis of mortar modified with látex and recycled tires rubber. Proc. In
XIX Congress of the Brazilian Society for Microscopy and Microanalysis. V. 12,
supplement C, p.147-148, setembro de 2003.
SUKONTASUKKUL, P.; CHAIKAEW, C. Properties of concrete pedestrian block
mixed with crumb rubber.
Construction and Building Materials, no prelo.
TAHA, M. M. R.; EL-DIEB, A. S.; ABDEL-WAHAB, M. M. Fracture Toughness of
Concrete Incorporating Rubber Tire Particles. In: ICPCM – A New Era of Building,
Cairo, February, p.18-20, 2003.
TOPÇU, I.B. The properties of rubberized concretes.
Cement and Concrete Research,
v.25, nº2, p. 304-310, 1995.
TOUTANJI, H. A. The Use of Rubber Tire Particles in Concrete to Replace Mineral
Aggregates.
Cement and Concrete Composites, n.18, p.135-139, 1996.
TURATSINZE, A.; BONNET, S.; GRANJU, J-L. Mechanical characterization of
cement-based mortar incorporating rubber aggregates from recycled worn tyres.
Sustainable Waste Management and Recycling: Challenges and Opportunities,
v.40, p. 221-226, 2005.
XIAO, J.; ONIG, G. K. Study on concrete at high temperature in China – an overview.
Fire Safety Journal, v.39, p.89–103, 2004.
XU, Y.; WONG, Y. L.; POON, C. S., ANSON, M. Impact of high temperature on PFA
concrete.
Cement and Concrete Research, v.31, p.1065–1073, 2001.
YÜZER, N.; AKÖZ, F.; ÖZTÜRK, L. D. Compressive strength–color change relation
in mortars at high temperature.
Cement and Concrete Research, v. 34, p. 1803-1807,
2004.
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