DETERMINAÇÃO DA INFLUÊNCIA DOS AGREGADOS RECICLADOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO NO CONCRETO SUBMETIDO AO ENSAIO DE
CARBONATAÇÃO ACELERADA
B. B. Gindri (¹), M. P. Neivock (2), R. R. Fleming (1), G. F. da Silva (1) (1) Universidade Anhanguera – Uniderp, bruno.brites@uniderp.edu.br
(2) Instituto Federal de Mato Grosso do Sul, IFMS RESUMO
A utilização de concretos com RCD (Resíduos da Construção e Demolição) na construção civil vão de otimização de energia a redução do impacto ambiental. Este trabalho teve como objetivo a comparação de um concreto convencional e de um concreto com agregados de RCD quando submetidos ao ensaio de carbonatação acelerada. Para confecção dos corpos-de-prova houve a necessidade de ser realizado o ensaio para granulometria de acordo com a NBR-NM 248/2003 devido a uma não uniformidade de tamanho do RCD. Foram confinados 12 corpos-de-prova de concreto convencional e o composto por RCD em uma câmara com CO2, onde foram avaliadas nas idades de 1, 3, 7, e 14 dias em comparação aos de referência. Obteve-se a medida da profundidade de carbonatação através da aspersão da solução de fenolftaleína a 1%, que indica o local onde houve a penetração de CO2 no concreto. Aos 14 dias o concreto convencional apresentou 22 mm e o de RCD apresentou 11,28mm.
Palavras-chave: RCD, Concreto, Carbonatação, Fenolftaleína, Agregados. INTRODUÇÃO
A vida útil de um concreto é influenciada através da ação de agentes agressivos como: CO2 (gás carbônico), CL (cloreto), O2 (oxigênio) presentes na atmosfera. Esses agentes são oriundos do aumento crescente da emissão de gases poluentes relacionado ao crescimento das cidades e o desenvolvimento das indústrias (Helene)4.
No que diz respeito à difusão dos agentes agressivos e como o concreto se comporta frente aos mesmos, pois naturalmente esse processo se desenvolve lentamente. O ensaio de carbonatação do concreto é uma alternativa de alcançar resultados acelerados, (Helene)5. O método consiste em aplicar uma solução alcoólica de fenolftaleína sobre o concreto, que deve assumir uma coloração rosa choque para um pH maior que 12 – não carbonatado e ficar incolor quando o pH for
menor que 9 – carbonatado. (Bauer)3. O objetivo do presente trabalho (foi determinar) a influência dos agregados reciclados de construção e demolição (RCD) no concreto, quando exposto aos agentes agressivos como o CO2, elemento presente na atmosfera servindo de origem para o avanço da carbonatação do concreto. Foram moldados 12 corpos de prova utilizando uma mistura de 50% de Brita nº 1 e Pedrisco, adotou-se a substituição total dos agregados graúdos por RCD para comparação.
MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais utilizados para a confecção dos corpos-de-prova foram o cimento Portland CP II Z-32, areia grossa lavada, brita nº 1, pedrisco e resíduos de construção civil (RCD). Este RCD, conforme Fig.1 foi oriundo de uma fábrica de churrasqueiras situada em Campo Grande-MS e consiste de fragmentos de tijolos. A caracterização dos agregados areia, brita nº 1, pedrisco e RCD, foram obtidos tendo como base as normas NBR- NM45(6) e NBR- NM 248(7).
Figura 1- Agregados de resíduos de construção e demolição (RCD)
O traço utilizado foi o mesmo do artigo de (SALOMÃO)12, 1:1,65:2,55:0,52, (cimento: areia: brita: água) sendo confeccionados 12 corpos-de-prova 10x20 cm com RCD e 12 corpos-de-prova 10x20 cm convencional (50% Brita nº1 e 50% pedrisco), pois esta composição ficou mais próxima da granulometria do RCD.
Ensaio de carbonatação acelerada do concreto
Para este ensaio, foi montada uma câmara de carbonatação, representada por uma caixa, tendo como referência o artigo de (Salomão)12. Ela foi construída com
dimensões de 25x45x35 (altura, largura e comprimento), sendo vedada para permitir a alta concentração de CO2 na caixa de isopor.
Foi utilizado ainda, um cilindro metálico de CO2 com capacidade de 48,8 kg e 40,7 L com válvula de controle, permitindo o fluxo constante do gás no interior da caixa devidamente vedada, conforme visto na Fig. 2.
Figura 2 – Câmara (caixa) e o cilindro de CO2 em funcionamento
A medida das profundidades carbonatadas foi obtida com o auxílio de um paquímetro, conforme mostra a Fig. 3. A leitura é obtida através da aspersão da solução de fenolftaleína alcoólica a 1%, onde na preparação é utilizada 0,5 g de fenolftaleína em pó para 100 ml de álcool a 96%.
Figura 3 - Medida da profundidade de carbonatação
RESULTADOS E DISCUSSÂO
Devido à diferença de tamanho encontrada nos agregados de RCD, com fragmentos equivalentes a Brita nº 1 e a Pedrisco, houve a necessidade de realizar o ensaio de granulometria, para determinar os agregados que mais se aproximaram do tipo de RCD, a fim de adquirir a caracterização necessária para a dosagem do concreto, conforme a Fig. 4.
FIGURA 4 - Resultado do ensaio de Granulometria dos agregados
Através dos dados mostrados pelo gráfico 1, constatou-se que a curva granulométrica do RCD, se posicionou entre as curvas da Brita nº1 e do Pedrisco, portanto optou-se por utilizar para quantificação dos agregados graúdos 50% de substituição da massa utilizada na dosagem de RCD para Brita nº1 e 50% para Pedrisco, pois a curva do RCD se comportou de forma intermediária entre as outras duas curvas.
Ensaio de resistência à compressão
A Fig. 5 mostra as análises de resistência à compressão, das diferentes idades das amostras de concreto com RCD e convencional que sofreram o tratamento de carbonatação e das amostras sem tratamento.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Re sist ên cia à C omp re ssa o (MPa )
Idade (dias) RCD Carbonatado Referência RCD Convencional Carbonatado Convencional Referência
FIGURA 5 - Resultado do ensaio de resistência à compressão do concreto
Foi constatado um aumento da resistência do concreto com RCD carbonatado, nas primeiras idades, conforme (Leite)7,”os agregados reciclados apresentam grande porosidade e alto teor de absorção, características que podem propiciar uma boa aderência à matriz do concreto e um ganho de resistência entre as primeiras idades”.
Porém a partir do 7º dia, entre as idades 7 e 14, houve uma redução no valor de resistência de 28,71 MPa para 24,84 Mpa, indicando que quanto maior o tempo de exposição ao CO2 menor a resistência do concreto.
A carbonatação é um fenômeno físico-químico que resulta na mudança da microestrutura e do pH do concreto. A carbonatação é uma reação entre o CO2 (gás carbônico) e o Ca(OH)2 (hidróxido de cálcio) que gera o CaCO3 (carbonato de cálcio), alterando o pH do concreto ficando entre 8 e 9, extinguindo a camada passivante do aço.
Profundidade de carbonatação
Pode-se perceber que as bordas do concreto apresentaram aspecto incolor, diferentemente do interior do concreto que apresentou a coloração roxa (que indica o pH alcalino do concreto, variando de 12 a 14) isso significa que o gás esteve em
contato com as extremidades atingido as bordas, o que prova essa mudança de coloração relacionada à redução do valor do pH do concreto. As amostras de concreto convencional e com RCD com tratamento de carbonatação, após 14 dias de idade, estão mostradas na Figs. 6(a) e 6(b), respectivamente. O concreto convencional apresentou por volta de 22 mm de profundidade carbonatada, enquanto que o concreto com RCD apresentou aproximadamente 11 mm. Para 14 dias marcando o fim do ensaio o concreto convencional atingiu cerca de 22,00 mm de profundidade carbonatada, valor superior, comparado ao concreto com RCD que apresentou 11,28mm.
Figura 6(a) - Concreto convencional carbonatado após 14 dias Figura 6(b) - Concreto com RCD carbonatado após 14 dias
CONCLUSÃO
O uso do RCD como agregados no concreto, obtidos a partir de reformas e demolições em diferentes tipos de construções, se torna uma alternativa de reduzir o acúmulo de resíduos depositados em aterros, redução do uso de matéria-prima, entre outros benefícios ao meio ambiente.
Quanto à resistência, o concreto com RCD apresentou valores menores do que o concreto convencional, tanto os de referência, quanto os carbonatados, o que já era esperado, pois o concreto reciclado não pode ser utilizado para fins estruturais, devido a sua baixa resistência.
O resultado das médias da profundidade carbonatada do concreto convencional confinados na câmara, foi surpreendente, pois se esperava que o
concreto com RCD, fosse mais propício a obter maiores profundidades, principalmente por obter constituintes como o tijolo que possui essa característica relevante de absorção.
Com esses dados pode-se notar a rapidez com que o CO2 penetra no interior do concreto em ambientes saturados, isso pode ser comparado em locais onde há grande concentração de CO2, como nos grandes centros urbanos em viadutos, pontes entre outros.
REFERÊNCIAS Livro
1. MEHTA, P. Kumar; MONTEIRO, Paulo J. M. Concreto: Estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: PINI, 1994.
2. NEVILLE, Adam M. Propriedades do Concreto. 1ª. ed. São Paulo: PINI, 1982. 3..FALCÃO BAUER, Luis Alfredo, Materiais de Construção, RJ. LTC, 5º Edição, 2005. 4. HELENE, P. R. L. ; Corrosão de Armaduras para concreto armado. Editora Pini. São Paulo, 1986.
5. HELENE, P. R. L. Quais as Alternativas para Reparar Estruturas de Concreto com Problemas de Corrosão de Armaduras? – Ingenieria Estrutural – Publicación de a Associatión de Ingenieros Estruturales para la información y divulgación de temas científicos y técnicos – Ano 7, nº 16 – Buenos Aires, Argentina, 1999.
Normas
6. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 45 – Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro, 2006.
7. ___. NBR NM 248 – Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.
8. ___. NBR 9776 – Agregados – Determinação da massa específica de agregados miúdos por meio do frasco de Chapman. Rio de Janeiro, 1987.
9. ___NBR 5793 – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 2007.
Tese
10. LEITE, Mônica Batista. Avaliação de propriedades mecânicas de concretos produzidos com agregados reciclados de resíduos de construção e demolição. 2001. 290f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2001.
11. PESSÔA, Patrícia Oliveira Américo. Avaliação da influência do consumo de cimento na corrosão de armaduras em estruturas de concreto carbonatadas. 2002. 177p. Dissertação (Mestrado em Estruturas e Construção Civil) – Faculdade de Tecnologia, Universidade de Brasília, Brasília, 2002. Disponível em:
http://www.geocities.ws/poapessoa/Mestrado/Arquivos/Dissertacao_de_Mestrado/Formato-PDF/Completa.pdf acesso em: 19 de outubro 2013.
Artigo apresentado em evento
12. SALOMÃO, Maria Cláudia de Freitas; SILVA, Turibio José da. Ensaio acelerado
de carbonatação do concreto. In: XII Seminário de Iniciação Científica. UFU, 2008.
DETERMINATION OF THE INFLUENCE OF RECYCLED AGGREGATE CONSTRUCTION AND DEMOLITION IN CONCRETE UNDER THE
ACCELERATED TEST CARBONATION
The use of concrete with RCD (Construction and Demolition Waste) in building energy optimization will reduce the environmental impact. This study aimed to compare a conventional concrete and concrete with aggregates of RCD when subjected to the test of accelerated carbonation. For making bodies of the specimen was necessary to be performed to test the particle size according to NBR-NM 248/2003 due to non-uniformity of size RCD. 12 body-of-proof standard concrete and composed of the RCD in a chamber with CO2, which were assessed at ages 1, 3, 7, and 14 days compared to the reference were confined. Obtained measure the depth of carbonation by spraying with a 1% phenolphthalein solution, which indicates where there was penetration of CO2 into the concrete. At 14 days the conventional concrete showed 22 mm and the RCD presented 11,28mm.
