UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA - EEL

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MURILO DE OLIVEIRA SACCO JUNIOR

ESTUDO DA SUBSTITUIÇÃO PARCIAL DO CIMENTO PORTLAND POR ARGILA CALCINADA NA PRODUÇÃO DE CONCRETOS.

LORENA 2016

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MURILO DE OLIVEIRA SACCO JUNIOR

Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação apresentado à Escola de Engenharia de Lorena – Universidade de São Paulo, para atender parte dos

requisitos para obtenção do diploma de Engenheiro de materiais.

Orientador: Prof. Dr. Sebastião Ribeiro

Lorena - SP 2016

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Ficha catalográfica elaborada pelo Sistema Automatizado da Escola de Engenharia de Lorena,

com os dados fornecidos pelo(a) autor(a)

Sacco Júnior, Murilo de Oliveira

Estudo da substituição parcial do cimento Portland por argila calcinada na produção de concretos / Murilo de Oliveira Sacco Júnior; orientador Sebastião Ribeiro. - Lorena, 2016.

47 p.

Monografia apresentada como requisito parcial para a conclusão de Graduação do Curso de Engenharia de Materiais - Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo. 2016

Orientador: Sebastião Ribeiro

1. Pozolana. 2. Argila calcinada. 3. Cimento portland. 4. Concreto. 5. Resistência à compressão. I. Título. II. Ribeiro, Sebastião, orient.

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Dedico esse trabalho

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mim durante toda minha vida.

 Aos meus irmãos Bruno e Jaqueline, pela amizade e companheirismo incondicional.

 À minha namorada Beatriz, companheira, amiga e parceira em todos os momentos desde o início da minha graduação

 Ao orientador, professor Dr. Sebastião Ribeiro, por todo apoio, paciência e dedicação durante todas as etapas desse trabalho.

 Aos demais professores e técnicos do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMAR) da escola de engenharia de Lorena (EEL), por tornarem possível esse trabalho e minha formação.

 Aos melhores amigos que sempre estiveram ao meu lado, em momentos de dificuldade e alegria, que tornaram essa etapa da minha vida muito mais divertida.

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EPÍGRAFE

“Com a minha mente vou a mil lugares...”

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PORTLAND POR ARGILA CALCINADA NA PRODUÇÃO DE CONCRETOS. 2016

45p TCC (Graduação em Engenharia de Materiais) – Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, Lorena, 2016.

O concreto é um dos materiais estruturais mais utilizados pela humanidade e é constituído por uma mistura de cimento Portland, areia, brita e água. O cimento Portland é o seu componente mais caro e que demanda mais energia para ser produzido e libera grandes quantidades de CO2 na atmosfera, devido à origem fóssil

da energia utilizada e à calcinação do calcário. Reduzir seu consumo é de grande interesse econômico e ambiental.

A indústria mineradora produz uma grande quantidade de materiais argilosos como rejeito e argilas que, quando calcinadas, desenvolvem propriedades semelhantes às dos cimentos quando hidratados na presença de hidróxido de cálcio, e são chamadas de pozolanas. Então é uma boa opção para substituir o cimento Portland.

O objetivo desse trabalho é produzir concretos substituindo parte do cimento Portland de sua composição por argila calcinada proveniente da argila residual da mineração de areia de quartzo, sem prejudicar suas propriedades.

Diferentes quantidades de cimento Portland foram substituídos por argila calcinada em um concreto com traço 1:3:3 (cimento:areia:brita) e corpos de prova cilíndricos foram produzidos por moldagem, retificados e ensaiados por compressão. Além da resistência à compressão foram realizadas análises de fases e microestruturais dos concretos.

Como resultado, obteve-se que a substituição de cimento Portland por argila calcinada leva à um aumento da resistência à compressão. Porém grandes substituições levam à uma redução considerável na trabalhabilidade do concreto.

Então a substituição parcial do cimento Portland em concretos por argilas calcinadas é viável já que produzir concretos mais resistentes e utilizar um rejeito, reduz o impacto na natureza desses produtos.

Palavras chave: Pozolana, argila residual, cimento Portland, concreto,

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ABSTRACT

SACCO JÚNIOR, M. O. ESTUDY OF PARTIAL REPLACEMENT OF PORTLAND

CEMENT BY CALCINED CLAY IN CONCRETE PRODUCTION. 2016 45p Course

Conclusion Paper (Materials Engineering) – Engineering School of Lorena, University of São Paulo, Lorena, 2016.

Concrete is one of the most used structural materials by humanity and consists of a mixture of Portland cement, sand, gravel and water. Portland cement is its most expensive component, requiring a lot of energy to be produced, and releases large amounts of CO2 into the atmosphere, due to the fossil origin of the energy used

and the calcination of limestone, prime material to produce the Portland cement. Therefore reducing its consumption is of great economic and environmental interest.

The mining industry produces a large amount of clay as byproducts and clays when calcined develops similar properties of cement when hydrated in the presence of calcium hydroxide. This kind of material is also called pozzolan. Consequently, it is a good option to replace Portland cement in concrete.

The objective of this work is to produce concretes replacing part of the Portland cement of its composition with residual calcined clay from quartz sand mining.

Different amounts of Portland cement were replaced by calcined clay in a concrete with a 1: 3: 3 (cement: sand: coarse aggregate) mixture and cylindrical proof bodies were produced by molding, rectified and tested by compression. In addition to the compressive strength the phases and the microstructure were analyzed.

As a result, it has been found that the replacement of Portland cement by calcined clay leads to an increase in compressive strength but large substitutions lead to a considerable reduction in the workability of the concrete.

Therefore, the partial replacement of Portland cement in concrete by calcined clays is feasible since it produces concretes that are more resistant and reduces the natural impact of the mining industry.

Keywords: Pozzolan, residual clay, Portland cement, concrete, compressive

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altura inicial e F a carga aplicada ... 21

Figura 2 - Fluxograma da metodologia experimental ... 23

Figura 3 - Análise granulométrica da areia ... 24

Figura 4 - Fluxograma da preparação da argila ... 25

Figura 5 - Fluxograma da preparação do concreto ... 26

Figura 6 - Fotografia dos moldes utilizados ... 27

Figura 7 - Corpos de cura em processo de cura ... 27

Figura 8 - Corpos de prova retificados ... 28

Figura 9 - Resultado da análise térmica ... 31

Figura 10 - Resistência à compressão de todas as composições e tempo de cura .. 32

Figura 11 - Tipos de ruptura. A – Cisalhada. B – Colunar com formação de cones .. 34

Figura 12 - Resistência característica à compressão de todas as composições e tempo de cura... 35

Figura 13 - Difratogramas de Raios X da argila. C – Caulinita. Q – Quartzo. F – Óxido de ferro (III) ... 37

Figura 14 - Difratogramas de Raios X da matriz dos concretos curados por 7 dias. Q – Quartzo. ... 38

Figura 15 - Difratogramas de Raios X da matriz dos concretos curados por 28 dias. Q – Quartzo ... 39

Figura 16 - Micrografia do concreto com 0% de substituição, curado por 7 dias ... 40

Figura 17 - Micrografia do concreto com 10% de substituição, curado por 7 dias .... 41

Figura 21 - Micrografia do concreto com 10% de substituição, curado por 28 dias .. 43

Figura 22 - Micrografia do concreto com 20% de substituição curado por 28 dias ... 43

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Composição de um cimento comum ... 16

Tabela 2 - Notação simplificada ... 16

Tabela 3 - Composição de um clínquer ... 16

Tabela 4 - Classificação da areia ... 17

Tabela 5 - Classificação da brita segundo Petrucci ... 18

Tabela 6 - Classificação da brita segundo a ABNT ... 18

Tabela 7 - Grupos e classes de resistência segundo a norma ABNT ... 20

Tabela 8 – Valores de Ψ6 ... 22

Tabela 9 - Composição química da argila homogeneizada ... 30

Tabela 10 - composição química após peneiração ... 31

Tabela 11 - Resistencia à compressão de cada composição e tempo de cura ... 32

Tabela 12 - Número de corpos de prova ensaiados por compressão de cada composição e tempo de cura ... 35

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2 OBJETIVO ... 13 3 JUSTIFICATIVA ... 13 4 REVISÃO DA LITERATURA ... 13 4.1 Argila ... 13 4.1.1 Argila residual ... 13 4.1.2 Material pozolânico ... 14 4.1.2.1 Argila calcinada ... 14 4.2 Concreto ... 15 4.2.1 Definição ... 15 4.2.2 Cimento Portland ... 15 4.2.3 Agregados ... 17 4.2.3.1 Areia... 17 4.2.3.2 Pedra Britada ... 17 4.2.4 Água ... 18 4.2.5 Aditivos ... 19 4.3 Resistência à compressão ... 19

4.3.1 Resistência característica à compressão ... 21

5 MATERIAIS E MÉTODOS ... 23

5.1 Materiais ... 23

5.2 Metodologia ... 23

5.2.1 Preparo das matérias-primas ... 24

5.2.2 Mistura e moldagem ... 25

5.2.2.1 Moldagem dos corpos de prova cilíndricos ... 26

5.2.3 Cura dos corpos de prova ... 27

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5.2.5 Massa específica ... 28

5.2.6 Resistência à compressão ... 29

5.2.7 Análise microestrutural ... 29

5.2.8 Análise de fases ... 29

5.2.9 Análise de composição química ... 29

5.2.10 Análise térmica ... 30

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 30

6.1 Composição química da argila ... 30

6.2 Análise térmica ... 31

6.3 Resistência à compressão ... 32

6.3.1 Resistência característica à compressão ... 34

6.4 Análise de fases ... 36

6.5 Análise microestrutural ... 39

7 Conclusão ... 44

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1 INTRODUÇÃO

O concreto é um dos materiais estruturais mais utilizados pela humanidade. Em 2009 foi estimada uma produção anual mundial de 11 bilhões de toneladas (PEDROSO, 2009). É constituído por uma mistura de cimento Portland, areia, brita e água.

O cimento Portland é o componente mais caro do concreto. Sua produção consome muita energia, aproximadamente 4 GJ por tonelada produzida. A maior parte dessa energia é proveniente da queima de combustíveis fósseis que libera CO2, aproximadamente uma tonelada de CO2 por tonelada de cimento Portland

produzida (TURANLI, 2005). A indústria do cimento é responsável por grande parte das emissões de CO2 na atmosfera que é oriundo da queima dos combustíveis

fosseis e da calcinação do calcário.

Por causa desses fatores, a utilização do cimento Portland na produção de concreto deve ser reduzida, por meio da substituição de parte dele por outros materiais menos danosos para o meio ambiente. Os materiais pozolânicos são opções viáveis para tal fim.

Materiais pozolânicos têm sido usados por décadas em misturas de concretos em quantidades variadas (chegando a até 60% em peso de cimento substituído) (TURANLI, 2005). São considerados materiais pozolânicos a sílica ativa, escórias, cinzas vulcânicas e argilas calcinas (KAID, 2009).

As argilas residuais são materiais disponíveis em grande quantidade, pois toda atividade mineradora gera resíduos e esses resíduos são, em sua maioria, argilosos. Dar um destino para esse resíduo reduziria o problema ambiental que ele causa.

Levando em consideração esses fatores, esse trabalho consiste em avaliar a influência da substituição parcial do cimento Portland na produção de um concreto por um material pozolânico proveniente de uma argila residual de uma mineradora de areia.

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2 OBJETIVO

Avaliar a substituição parcial do cimento Portland por argila residual proveniente da mineração de areia de quartzo na produção de concretos.

3 JUSTIFICATIVA

A substituição parcial do cimento Portland em concretos por materiais pozolânicos provenientes de argilas residuais é de grande interesse econômico e ambiental, pois esse material é barato, de grande disponibilidade e um rejeito, que muitas vezes não possui uma utilidade.

4 REVISÃO DA LITERATURA 4.1 Argila

O termo argila refere-se a materiais de ocorrência natural, composto principalmente de minerais muito finos, usualmente menores do que 2 µm, que normalmente apresentam plasticidade quando possuem o teor de água apropriado e endurecem quando secos ou queimados. Geralmente argilas possuem silicatos em forma de folhas que formam camadas, mas podem conter outros materiais que concedem plasticidade e apresentam o mesmo comportamento dos silicatos em forma de folhas quando queimados. Também podem conter fases que não contribuem para a plasticidade e matéria orgânica (GUGGENHEIM; MARTIN, 1995).

Na natureza existem vários tipos de argila que dependem da configuração cristalográfica das camadas de silicatos e também da presença de impurezas (KINGERY et al., 1976).

Como silicatos estão presentes em grande quantidade na crosta terrestre, eles são baratos e são os materiais mais utilizados em termos de volume de produtos na indústria cerâmica (CARTER; NORTON, 2007).

4.1.1 Argila residual

O Brasil é detentor de um território muito grande se comparado com outros países (quinto no ranking mundial com 8.514.877 km² (UNSD, 2016)) e também possui notável diversidade geológica propícia à existência de jazidas de vários

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minerais, por isso é destaque no cenário global no setor de mineração (IBRAM, 2015).

Segundo o IBRAM (2015) em 2014 havia um total de 8400 minas dos mais diversos minerais distribuídas por todo o território brasileiro e a produção mineral no ano foi de 40 bilhões de dólares. Segundo o IPEA (2012) em 2012 o setor respondia por 4,2% do PIB e 20% das exportações brasileiras o que mostra mais uma vez o grande potencial do Brasil e a importância dessa área para a economia global, pois é dela que origina grande parte dos materiais mais utilizados pela humanidade.

Porém, o Brasil poderia ter uma economia muito maior se beneficiasse todo esses recursos naturais em vez de vende-los na forma de commodities com baixo valor agregado.

Todo material minerado necessita de uma ou mais etapas de beneficiamento até se atingir o produto final desejado. As etapas de concentração desses minerais são muito importantes e elas geralmente produzem grandes quantidades de resíduos minerais que, em sua maioria, são argilosos.

Um exemplo de atividade mineradora que gera argila como resíduo é a mineração de areia de quartzo para diversas aplicações, realizada pela Mineração São João Batista Ltda., em Queluz, São Paulo.

4.1.2 Material pozolânico

Segundo a norma ABNT NBR 5736 (1991) materiais pozolânicos são:

Materiais silicosos ou silicoaluminosos que por si sós possuem pouca ou nenhuma atividade aglomerante mas que, quando finamente divididos e na presença de água, reagem com o hidróxido de cálcio, à temperatura ambiente, para formar compostos com propriedades cimentícias.

São considerados materiais pozolânicos a sílica ativa, escórias de alto-forno, cinzas vulcânicas e argilas calcinadas (KAID et al., 2009).

4.1.2.1 Argila calcinada

É sabido que a calcinação de vários argilominerais levam, pela desidroxilação, à quebra da estrutura cristalina, formando uma fase de transição com alta reatividade. Um exemplo típico é a produção de metacauinita (Al2O3·2SiO2)

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15

Quando completamente curado, o cimento Portland apresenta aproximadamente 20% de seu peso de hidróxido de cálcio. Esse componente não possui uma contribuição significativa para as propriedades do concreto e até pode ser prejudicial, porém quando ele reage com uma pozolana ele forma silicatos hidratados de cálcio que são fases com propriedades mecânicas mais elevadas. Então, a adição de pozolanas pode aumentar a durabilidade e a resistência de concretos (SABIR et al., 2001).

A quantidade ótima de metacauinita adicionada depende da natureza, composição, temperatura e tempo de reação onde o sistema cimento Portland-metacauinita se apresenta (SABIR et al., 2001).

4.2 Concreto 4.2.1 Definição

Essencialmente concreto é um aglomerado composto por uma mistura de cimento Portland, agregados que são as pedras britadas, conhecidas popularmente por britas, areia e água.

O concreto é o material estrutural mais utilizado pelo homem, estima-se que 11 bilhões de toneladas de concreto são consumidas por ano no mundo. No Brasil o volume de concreto produzido pelas centrais dosadoras é aproximadamente 30 milhões de metros cúbicos por ano (IBRACON, 2009).

4.2.2 Cimento Portland

O cimento Portland é um material em forma de um pó fino e seco que sozinho não é um ligante, mas desenvolve propriedades ligantes como resultado da sua hidratação. Quimicamente ele é constituído de silicatos e aluminatos de cálcio e as reações de hidratação desses componentes é que promovem o endurecimento e as propriedades ligantes do cimento. (MEHTA; MONTEIRO, 2006; PETRUCCI, 1998).

Ele é obtido por meio da moagem do clínquer, um material produzido pela fusão incipiente (aproximadamente 30% de líquido) de uma mistura de calcário e argila, geralmente em um forno rotativo. A proporção ideal desses componentes é a que, após a combinação da cal com os componentes argilosos, não reste nenhuma cal livre. Ao final do processo de produção do cimento Portland uma pequena quantidade de sulfato de cálcio é adicionado para que o início das reações de

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hidratação sejam mais controladas. A composição média de um cimento comum em termos de óxidos se encontra na Tabela 1 (PETRUCCI, 1998).

Tabela 1 - Composição de um cimento comum

Componente Proporção em massa (%)

CaO 61 a 67 SiO2 20 a 23 Fe2O3 2 a 3,5 Al2O3 4,5 a 7 MgO 0,8 a 6 SO3 1 a 2,3 Álcalis 0,3 a 1,5 Fonte: PETRUCCI, 1998

No estudo da química dos concretos se utiliza uma notação simplificada para facilitar o estudo e compressão dos fenômenos que ocorrem com este material. Nessa notação simplificada tem-se a Tabela 2.

Tabela 2 - Notação simplificada

Notação Componente A Al2O3 C CaO F Fe2O3 H H2O S SiO2

Fonte: MEHTA; MONTEIRO, 2006; PETRUCCI, 1998

Utilizando esta notação, tem-se na Tabela 3 a composição aproximada de um clíquer em termos de seus compostos químicos.

Tabela 3 - Composição de um clínquer

Componente Porcentagem

C3S 45 - 60

C2S 15 a 30

C3A 6 a 12

C4AF 6 a 8

Fonte: MEHTA; MONTEIRO, 2006

A presença da fase CH em concretos é prejudicial à sua resistência mecânica pois essa fase não apresenta resistência apreciável e tem a tendência de se acumular nas zonas de transições, região da interface matriz agregado, o que causa uma diminuição da resistência dessa região levando a um enfraquecimento da interface e diminuindo a resistência do concreto como um todo. (HUSSIN, 2011).

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17

4.2.3 Agregados

Agregados são os materiais granulados como a areia, cascalho, brita, escória de alto forno moída ou resíduo de construção ou demolição. Segundo a norma ABNT NBR 7211 (2009) são considerados agregados grossos ou graúdos quando o tamanho está entre 75 mm e 4,75 mm e finos quando são menores que 4,75 mm, ou seja, geralmente a brita é considerada um agregado grosso e a areia um agregado fino em um concreto comum.

A função do agregado em um concreto é contribuir para o aumento da resistência mecânica do material, aumentar o seu volume com um componente barato e também tem relação com o mecanismo de propagação de trincas (MEHTA; MONTEIRO, 2006).

4.2.3.1 Areia

A areia pode ser obtida da natureza e se localiza nos portos de areia dos rios ou em minas e então são chamadas de “areia de cava” ou “de barranco” ou podem ser produzidas por meio da britagem e moagem de rochas e então são conhecidas como artificiais, por causa do processo de obtenção e não da sua composição. Toda areia comercializada é lavada exceto as que são retiradas de rios, pois são consideradas como já lavadas (VALVERDE, 2001).

Segundo a norma ABNT NBR 7225 (2009) a areia pode ser classificada segundo sua distribuição granulométrica conforme a Tabela 4.

Tabela 4 - Classificação da areia

Classificação Faixa granulométrica (mm)

Areia fina 0,15 - 0,60 Areia média 0,60 - 2,40 Areia grossa 2,40 - 4,80 Fonte: ABNT NBR 7225, 2009

4.2.3.2 Pedra Britada

As pedras britadas são rochas como granito, gnaisse, basalto, calcário, diorito, dolomito, gabro, diábasio, quartzito, arenito, entre outros, que passaram por um processo de cominuição para que tenham um tamanho adequado para a construção civil (PETRUCCI, 1998). No Brasil A participação dos tipos de rocha

(19)

utilizadas na produção de brita é a seguinte: granito e gnaisse – 85%; calcário e dolomito – 10%; e basalto e diabásio – 5%. (VALVERDE, 2001).

O autor Petrucci (1998) classifica as pedras britadas segundo a Tabela 5, já a norma ABNT NBR 7225 (2009) as classifica segundo a Tabela 6.

Tabela 5 - Classificação da brita segundo Petrucci

Brita 0 4,8 - 9,5 Brita 1 9,5 - 19 Brita 2 19 - 25 Brita 3 25 - 50 Brita 4 50 - 76 Brita 5 76 - 100 Fonte: PETRUCCI, 1998

Tabela 6 - Classificação da brita segundo a ABNT

Brita 1 4,8 - 12,5 Brita 2 12,5 - 25 Brita 3 25 - 50 Brita 4 50 - 76 Brita 5 76 - 100 Fonte: ABNT NBR 7225, 2009 4.2.4 Água

Qualquer água potável é apropriada para a fabricação de concretos porém nem toda água que se pode utilizar para a confecção pode ser bebida. Geralmente a pureza da água não é tão importante para as propriedades dos concretos, a não ser que ela contenha uma concentração muito alta de alguma impureza. O cuidado com a pureza da água deve ser mais elevado quando se pretende reutilizar água do mar ou residual de algum outro processo, como, por exemplo, águas industriais ou de esgoto (PETRUCCI, 1998).

A água nos concretos tem duas funções promover a trabalhabilidade, em que é chamada de água de amassamento, e hidratar os componentes anidros que estão presentes no cimento Portland, esta água é chamada de água de cura. Essas reações são responsáveis pelo endurecimento do concreto (PETRUCCI, 1998).

As principais reações de hidratação do cimento em um concreto simples são (TOLEDO, 2015):

(20)

19

2𝐶3𝑆 + 6𝐻 → 𝐶3𝑆2𝐻3+ 3𝐶𝐻

2𝐶₂𝑆 + 4𝐻 → 𝐶₃𝑆₂𝐻₃+ 𝐶𝐻

Essas reações podem ser somadas para se obter uma reação geral:

2𝐶₃𝑆 + 2𝐶₂𝑆 + 10𝐻 → 2𝐶₃𝑆₂𝐻₃+ 4𝐶𝐻

Pela reação nota-se a formação da fase CH que não apresenta resistência mecânica e a fase C3S2H3 que é responsável pela resistência do concreto e é

pobremente cristalina.

4.2.5 Aditivos

Algumas misturas de concretos podem conter aditivos que são constituídos de uma grande gama de compostos químicos. Eles são adicionados em pequenas quantidades (geralmente menos de 5%) aos concretos para alterar alguma de suas propriedades tanto antes como após a cura (ABNT NBR 12655, 2015).

Petrucci (1998) lista o que se pode alterar nas propriedades do concreto com a adição de aditivos:

 Aumentar a compacidade;

 Aumentar a resistência mecânica;  Melhorar a trabalhabilidade;  Diminuir a higroscopicidade;  Diminuir a retração;

 Aumentar a durabilidade;

 Melhorar o endurecimento nas concretagens em tempo frio;  Melhorar a capacidade de ser injetado;

 Possibilitar a retirada de cimbres (na construção de arcos) e formas em curto prazo;

 Possibilitar o preparo de concretos leves;  Diminuir o calor de hidratação; e

 Retardar ou acelera a pega.

(21)

A resistência à compressão (fc) do concreto é uma das suas propriedades

mais valorizadas, pois a maioria dos projetos de construção civil levam essa propriedade como parâmetro de projeto (MEHTA; MONTEIRO, 2006).

Mehta e Monteiro (2006) dividem os concretos em três categorias baseando-se em suas resistências à compressão:

 Baixa resistência: resistência à compressão menor que 20 MPa  Média resistência: resistência à compressão entre 20 e 40 MPa  Alta resistência: resistência à compressão maior que 40 MPa

Já a norma ABNT NBR 8953 (2015) divide os concretos em dois grupos e em classes de resistência segundo a Tabela 7.

A resistência à compressão de um material pode ser definida pelo ensaio de compressão axial que consiste em aplicar uma carga uniaxial ao longo do eixo maior do corpo de prova. A Figura 1 representa esquematicamente o ensaio (CALLISTER, 2011).

Tabela 7 - Grupos e classes de resistência segundo a norma ABNT

Classe de resistência grupo 1 Resistência característica à compressão MPa Classe de resistência grupo 2 Resistência característica à compressão MPa C20 20 C55 55 C25 25 C60 60 C30 30 C70 70 C35 35 C80 80 C40 40 C90 90 C45 45 C100 100 C50 50 Fonte: ABNT NBR 8953, 2015

A norma ABNT NBR 5739 (2007) padroniza o ensaio e determina que a resistência à compressão é calculada por meio da expressão 1.

𝑓_𝑐 = 4𝐹 𝜋 × 𝐷2

( (1)

Em que F é a força máxima alcançada no ensaio e D é o diâmetro da base do cilindro.

(22)

21

Figura 1 - Representação do ensaio de compressão, sendo A0 a areia da seção, l0 a altura inicial e F a

carga aplicada

Fonte: CALLISTER, 2011

4.3.1 Resistência característica à compressão

Em muitos projetos de engenharia faz-se uso da resistência característica à compressão do concreto (fck) de forma que apenas 5% dos corpos de prova

possuam fc<fck.

A norma ABNT NBR 12655 (2015) padroniza o método de determinação da resistência característica à compressão e diz que para lotes com número de corpos de prova 6 ≤ n < 20, o valor da resistência característica à compressão estimado (fck,est) na idade especificada é dada pela equação 2.

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 = 2 ×

𝑓₁+ 𝑓₂+ ⋯ + 𝑓_𝑚−1 𝑚 − 1 − 𝑓𝑚

( (2)

Em que m é n/2 e f1, f2, ..., fm são as resistências à compressão (em MPa) dos

corpos de prova em ondem crescente. Se n for ímpar despreza-se o maior valor de resistência à compressão.

Para amostragens com número de corpos de prova maior ou igual a 20 o valor de fck,est, na idade especificada, é dado pela equação 3.

(23)

𝑓_{𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡} = 𝑓_𝑐𝑚− 1,65 × 𝑠_𝑑 ( (3)

Em que fcm é a resistência à compressão média dos corpos de prova e sd é o

desvio padrão, dado pela equação 4.

𝑠_𝑑 = √ 1

𝑛 − 1∑(𝑓𝑖− 𝑓𝑐𝑚)2

𝑛 𝑖=1

(4)

Em que n é o número de corpos de prova, fi é a resistência à compressão do

corpo de prova i e fcm é a resistência à compressão média dos corpos de prova.

Em casos excepcionas, quando são produzidos lotes pequenos (volume menor do que 10 m3_{) de concretos especiais e a amostragem é feita com número de}

corpos de prova entre 2 e 5 o valor de fck,est, na idade especificada, é dado pela

equação 5.

𝑓𝑐𝑘,𝑒𝑠𝑡 = 𝛹6 × 𝑓1 (5)

Em que Ψ6 é dado pela Tabela 8 e f1 é o menor valor de resistência à

compressão dos corpos de prova.

Tabela 8 – Valores de Ψ6 Condição de preparo Número de exemplares (n) 2 3 4 5 A 0,82 0,86 0,89 0,91 B ou C 0,75 0,8 0,84 0,87 Fonte: ABNT NBR 12655, 2015

A norma ABNT NBR 12655 define as condições de preparo da seguinte forma:

Condição A (aplicável a todas as classes de concreto):

O cimento e os agregados são medidos em massa, a água de amassamento é medida em massa ou volume com dispositivo dosador e corrigida em função da umidade dos agregados. É aplicável a todas as classes de concreto.

(24)

23

O cimento é medido em massa, a água de amassamento é medida em volume por meio de dispositivo dosador e os agregados são medidos em massa combinada com volume. É aplicável às classes C10 a C20.

Condição C (aplicável apenas às classes C10 e C15):

O cimento é medido em massa, os agregados são medidos em volume, a água de amassamento é medida em volume e a sua quantidade é corrigida em função da estimativa da umidade dos agregados.

5 MATERIAIS E MÉTODOS 5.1 Materiais

Para a produção dos corpos de prova utilizou-se cimento Portland CPII-E-32 que foi produzido segundo a norma ABNT NBR 11578 (1991), areia média, água potável, brita 0 seca, segundo a classificação de Petrucci (1998), e brita 1, segundo a norma ABNT NBR 7225 (2009), e argila residual calcinada. A Tabela 5 mostra as classificaçoes da brita segundo Petrucci e a Tabela 6 segundo a ABNT.

5.2 Metodologia

A Figura 2 é um fluxograma que representa a metodologia experimental utilizada.

Figura 2 - Fluxograma da metodologia experimental

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5.2.1 Preparo das matérias-primas

Brita

A brita foi classificada granulometricamente para que se adequasse à categoria de brita 0, segundo Petrucci (1998) e, segundo a norma ABNT NBR 7225 (2009), à categoria de brita 1. Para isso utilizaram-se duas peneiras, uma com abertura de 4,75 mm e outra com abertura de 9,50 mm e apenas o material retido entre essas peneiras foi utilizado.

Areia

Toda a areia foi passada pela peneira com abertura de 2,0 mm para que qualquer partícula grande fosse removida e em seguida homogeneizada. Sua umidade era desprezível e sua curva de distribuição granulométrica está representada na Figura 3, o seu tamanho médio de partícula (D50), é de aproximadamente 500 µm.

Figura 3 - Análise granulométrica da areia

Fonte: Arquivo pessoal Argila

A argila utilizada nesse trabalho foi uma argila residual de mineração de areia de quartzo, cedida pela Mineração São João Batista Ltda., localizada na cidade de Queluz. A argila, quando recebida, estava ensacada e com umidade muito alta, logo apresentava plasticidade, o que dificultava sua homogeneização. Então, a argila foi seca ao ar para que pudesse ser quebrada e homogeneizada.

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25

Após a homogeneização, para separar o quartzo livre na argila, foi feita uma suspensão da argila que foi defloculada utilizando-se uma solução de Na2SiO3, que

foi preparada diluindo-se 50 ml de um concentrado saturado em água até atingir um volume de 250 ml. Em seguida a argila foi peneirada utilizando-se uma peneira com abertura de 74 µm. A peneiração foi realizada com o intuito de separar os argilominerais que são finos, de outros componentes, como o quartzo, que se apresentam com um tamanho de partícula maior. Ficou retido na peneira aproximadamente 18% em peso do material. O passante foi floculado, utilizando-se uma solução de HCl 10% em volume, espessado, lavado e filtrado a vácuo. O filtrado foi seco em estufa a 100ºC por 24 horas e o a parte líquida foi descartada. Parte do filtrado foi então calcinado a 600, 650, 700 e 750ºC por duas horas e analisado por difratometria de raios X a fim de acompanhar a transformação da caulinita em metacaulinita. A temperatura de 700ºC foi escolhida para calcinar o restante da argila. Somente a argila calcinada a 700ºC foi adicionada ao concreto pois a análise térmica (Figura 9) mostrou que nessa temperatura a massa do material começa a estabilizar. A Error! Reference source not found. é um fluxograma do processo de preparação da argila.

Figura 4 - Fluxograma da preparação da argila

Fonte: Arquivo pessoal

5.2.2 Mistura e moldagem

O concreto foi produzido na proporção 1:3:3 de cimento:areia:brita em massa, então por quilograma de cimento foram utilizados 3 quilogramas de areia e 3

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quilogramas de brita. A razão água cimento do concreto foi de 0,6 e ele foi produzido segundo a preparação tipo A da norma ABNT NBR (2015). Inicialmente, a argamassa (mistura de cimento, areia e água) foi preparada utilizando uma argamassadeira de laboratório com capacidade nominal de 5 litros, na qual ocorreu a homogeneização do cimento com areia a seco por cinco minutos e a úmido por mais cinco minutos a 60 rpm.

A pedra brita foi adicionada à argamassa manualmente.

Foram produzidos concretos com substituição parcial do cimento por argila calcinada nas proporções de 10, 20 e 30%, em massa, além do concreto sem adição de argila chamado de 0% a partir desse ponto. Figura 5 é um fluxograma da preparação do concreto.

Figura 5 - Fluxograma da preparação do concreto

As misturas finais foram colocadas em moldes cilíndricos, e posteriormente os moldes foram vibrados em mesa vibratória do tipo agitador de peneiras da marca Bertel (disponível no DEMAR, Escola de Engenharia de Lorena, Lorena, São Paulo). A vibração durante a moldagem auxilia na acomodação da massa no molde e facilita a saída do ar preso dentro das amostras.

5.2.2.1 Moldagem dos corpos de prova cilíndricos

Para a realização dos ensaios de compressão, foram moldados corpos de prova cilíndricos. Para essa moldagem foram utilizados moldes de PVC com diâmetro de 50 mm e altura de 100 mm. A Figura 6 é uma foto dos moldes utilizados.

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Figura 6 - Fotografia dos moldes utilizados

5.2.3 Cura dos corpos de prova

Todos os corpos de prova foram curados à temperatura ambiente e em atmosfera saturada de água. Após 24 horas de cura, os corpos de prova foram desmoldados e parte deles continuou curando por mais 6 dias e outra parte por mais 27 dias, totalizando 7 e 28 dias respectivamente. Assim que o tempo de cura se completou, os corpos de prova foram secos em estufa a 60ºC por 24 horas a fim de interromper o processo de cura e poderem ser ensaiados posteriormente. A Figura 7 é uma fotografia da caixa onde os corpos de prova foram curados.

Figura 7 - Corpos de cura em processo de cura

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5.2.4 Retificação dos corpos de prova

Após a cura, a superfície livre de moldagem de todos os corpos de prova foram retificadas utilizando uma retificadora FERDIMAT (disponível no DEMAR, Escola de Engenharia de Lorena, Lorena, São Paulo) com um rebolo diamantado (D126). Os corpos de prova foram retificados para garantir um alinhamento perfeito de suas superfícies com a máquina de ensaios. A Figura 8 é uma fotografia dos corpos de prova retificados. Na Figura 8 nota-se uma diferença na coloração dos corpos de prova, essa diferença é proveniente da presença de óxido de ferro (III), contido na argila, que possui coloração avermelhada e, portanto, concede essa coloração aos corpos de prova. Da esquerda para a direita tem-se os corpos de prova com 0, 10, 20 e 30% de substituição.

Figura 8 - Corpos de prova retificados

5.2.5 Massa específica

Os corpos de prova foram secos em estufa a 60ºC por 24 horas, pesados e medidos. Então efetuou-se o cálculo da massa específica para cada corpo de prova. Segundo a NBR 6118 (2014), concretos de massa específica normal são aqueles que, depois de secos em estufa, têm massa específica compreendida entre 2000kg/m3_{e 2800 kg/m}3_.

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29

5.2.6 Resistência à compressão

Os ensaios de compressão foram realizados de acordo com a norma ABNT NBR 5739 (2007). Para isso, os corpos de prova cilíndricos foram colocados em uma máquina de ensaios EMIC, modelo DL10000, (disponível no DEMAR, Escola de Engenharia de Lorena, Lorena, São Paulo) utilizando uma célula de carga de 100kN e com velocidade de deslocamento do atuador de 0,5 mm/min.

5.2.7 Análise microestrutural

A região da fratura de uma parte do material foi recoberta com película de ouro para que pudesse ser realizada a análise da sua microestrutura em microscópio eletrônico de varredura, MEV, da marca LEO, modelo 1450 VP (disponível no DEMAR, Escola de Engenharia de Lorena, Lorena, São Paulo). A análise foi realizada utilizando-se o detector de elétrons secundários.

5.2.8 Análise de fases

Foi realizada a difratometria de raios X da argila antes e após a calcinação com o objetivo de observar a perda da estrutura cristalina e a formação de uma estrutura mais amorfa. Também foi realizada a difratometria de raios X da matriz dos concretos produzidos com o intuito de realizar uma análise das fases presentes.

Para realizar a análise da matriz dos concretos, pedaços da matriz foram separados dos agregados manualmente, e, com o auxílio de um pilão um pó foi produzido

Todos os testes da argila foram realizados em um difratômetro de Raios X da marca Panalytical, modelo Empyrean, com radiação Mo-Kα, com filtro de zircônio (disponível no DEMAR, Escola de Engenharia de Lorena, Lorena, São Paulo). E os testes das matrizes foram realizados utilizando o mesmo equipamento, porém com radição Cu-Kα monocromatizada.

5.2.9 Análise de composição química

Uma amostra da argila homogeneizada e uma amostra da argila peneirada foram submetidas à análise química por fluorescência de Raios X com o intuito de se determinar sua composição química. O teste realizado foi um teste semiquantitativo em um equipamento Axios MAX da marca PANalytical. As amostra foram

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preparadas por prensagem com ácido bórico ou por fusão. A perda ao fogo é dada pela queima do material a 1000ºC por uma hora.

5.2.10 Análise térmica

Antes da calcinação, a argila foi submetida às análises térmicas de termogravimetria e calorimetria diferencial de varredura com taxa de aquecimento de 5ºC/min no intervalo de 30 a 800ºC ao ar, realizada no Instituto Nacional de pesquisas espaciais (INPE). A análise foi realizada para auxiliar na determinação da temperatura ideal de calcinação e perda de água da argila.

6 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6.1 Composição química da argila

A Tabela 9 indica o resultado da análise por fluorescência de Raios X da argila homogeneizada. Nela pode-se observar que a argila é composta principalmente de compostos de silício e alumínio que estão presentes na forma de quartzo e argilominerais, porém nem todo o silício está combinado com o alumínio na forma de argilominerais, ou seja existe silício na forma de quartzo. A argila contém também alguns outros elementos, sendo que de maior quantidade é o ferro que está presente na forma de óxidos e como impureza na estrutura dos argilominerais.

Tabela 9 - Composição química da argila homogeneizada

Composto Concentração (%) Na2O 0,08 MgO 0,28 Al2O3 40,30 SiO2 44,93 P2O5 0,05 SO3 0,02 K2O 0,77 CaO 0,02 TiO2 0,35 Fe2O3 2,24 ZrO2 0,02 PbO 0,01 P.F. 10,95

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A Tabela 10 indica o resultado da análise química da argila após a peneiração, porém, por se tratar de uma análise semiquatitativa com erro entre 20 e 30% (informado pelo laboratório), não é possível fazer um balanço de massa e verificar se houve alteração na quantidade de quartzo livre.

Tabela 10 - composição química após peneiração

Composto Concentração (%) MgO 0,12 Al2O3 31,44 SiO2 48,42 P2O5 0,12 SO3 0,04 K2O 1,10 TiO2 0,76 Fe2O3 5,26 ZrO2 0,02 P.F. 12,71

6.2 Análise térmica

A Figura 9 mostra o resultado da análise térmica.

Figura 9 - Resultado da análise térmica

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A informação mais importante desse resultado é a perda de massa que ocorre por volta de 500ºC, referente à evaporação da água contida na caulinita. Essa perda de água é responsável por transformar a caulinita em metacaulinita.

As transformações detectadas pelo DSC na faixa de 600 a 800ºC não foram identificadas por não serem relevantes à esse trabalho.

6.3 Resistência à compressão

Para se determinar a resistência à compressão, todos os corpos de prova foram submetidos ao ensaio de compressão conforme descrito na seção Materiais e Métodos. A Tabela 11e a Fonte: Arquivo pessoal

Figura 10 apresentam os resultados do ensaio.

Tabela 11 - Resistencia à compressão de cada composição e tempo de cura

Tempo de cura Composição (%) Resistencia à compressão

7 0 13.58 ± 1.08 10 22.00 ± 0.93 20 20.43 ± 1.09 30 20.25 ± 0.77 28 0 20.00 ± 1.11 10 27.01 ± 1.18 20 25.24 ± 0.78 30 23.89 ± 1.65

Figura 10 - Resistência à compressão de todas as composições e tempo de cura

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Pode-se observar que a substituição do cimento por argila até 30% promove um aumento da resistência à compressão. A máxima resistência foi alcançada com 10% de substituição.

O ganho de resistência pode ser explicado pela redução da concentração da fase CH que foi consumida durante a reação com a pozolana (argila calcinada) e formou uma fase com resistência superior.

A diminuição das resistências à compressão dos corpos de prova com 20 e 30% pode ter sido causada por dois fatores: a falta de cimento Portland como ligante e/ou a redução da trabalhabilidade do concreto devido à adição da argila que dificultou a remoção das bolhas no momento da conformação dos corpos de prova. Essa redução da trabalhabilidade é causada pela alta superfície específica da argila que demanda muita água para molhá-la o que leva à uma redução na quantidade de água de amassamento.

Comparando-se os resultados dos corpos de prova com 7 e 28 dias de cura, pode-se notar que os corpos de prova com 28 dias de cura possuem mais resistência, o que já era esperado, pois com 28 dias de cura a hidratação dos compostos do cimento Portland é maior e então o material apresenta maior resistência. Pode-se notar também que o comportamento dos corpos de prova de 7 e 28 dias foi o mesmo para todas as composições, porém com um ganho de resistência nos corpos com mais dias de cura.

Notou-se que a base de alguns corpos de prova sofreram danos durante o ensaio de compressão. Esse problema foi causado por alguns moldes que apresentavam uma leve concavidade em sua base, o que produziu corpos de prova que possuíam as bordas da base salientes. Durante o ensaio, as bordas da base desses corpos de prova cederam antes do material, porém, após isso, a base toda do material entrou em contato com o prato da máquina e o ensaio seguiu normalmente, aparentemente sem alterações nos resultados de resistência à compressão.

Quanto aos tipos de ruptura, 60% fraturaram conforme o tipo de ruptura E – cisalhada e 40% apresentaram fratura tipo C – colunar com formação de cones. A Figura 11 apresenta uma fotografia e desenho esquemático segundo a norma ABNT NBR 5739 (2007) de cada tipo de ruptura.

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Figura 11 - Tipos de ruptura. A – Cisalhada. B – Colunar com formação de cones

6.3.1 Resistência característica à compressão

A resistência característica à compressão (fck) é um valor de resistência do concreto muito utilizado em projetos de engenharia. Esse valor é calculado de forma que 95% do concreto produzido possua resistência à compressão (fc) maior que fck.

As resistências características à compressão das composições com 5 corpos de prova foram calculadas utilizando-se a equação 5 e das composições com mais de 5 corpos de prova utilizando-se a equação 2

A Figura 12 apresenta os resultados de resistência característica à compressão e, como esperado, nota-se comportamento muito semelhante ao da resistência à compressão, porém com algumas variações causadas pela diferença de números de corpos de prova, já que a resistência característica favorece testes realizados com mais de 5 corpos de prova devido à maneira como ele é calculado. A Tabela 12 apresenta o número de corpos de cada composição e tempo de cura.

Segundo a norma ABNT NBR 8953 (2015), os concretos com massa específica normal, ou seja, entre 2000 kg/m3 e 2800 kg/m3, podem ser classificados em grupos de resistência conforme a resistência característica à compressão estimada (fck, est). A Tabela 13 apresenta as classes de resistências dos concretos, suas massas específicas e resistências característica.

Na Tabela 13, nota-se que todos os concretos apresentam massa específica normal e pertencem ao grupo I de resistência segundo a norma ABNT NBR 8953

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35

(2015). Também segundo essa norma, concretos com classificação abaixo da C20 não podem ser usados para fins estruturais.

Figura 12 - Resistência característica à compressão de todas as composições e tempo de cura

Tabela 12 - Número de corpos de prova ensaiados por compressão de cada composição e tempo de cura

Composição Número de corpos de prova (7dias) Número de corpos de prova (28 dias) 0% 5 5 10% 5 8 20% 5 5 30% 6 6

Tabela 13 – Massas especificas, grupos e classes de resistência dos concretos.

Tempo de cura (dias) Compo-sição (%) Massa específica (kg/m3₎ Grupos de Resistência Resistencia característica à compressão (MPa) Classes de Resistência 7 0 2124.20 ± 31.44 1 10.99 C11 10 2178.73 ± 35.57 1 18.94 C19 20 2168.72 ± 25.42 1 17.42 C17 30 2181.53 ± 22.41 1 18.93 C19 28 0 2141.92 ± 28.93 1 16.92 C17 10 2221.91 ± 26.53 1 24.83 C25 20 2202.53 ± 22.30 1 21.99 C22 30 2236.99 ± 27.64 1 20.88 C21

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De acordo com a IBRACON 2008, a resistência para um concreto com traço semelhante (3,1 quilogramas de brita e 3,1 quilogramas de areia para cada quilo de cimento e razão agua cimento 0,65) a resistência esperada em 28 dias era de 25 MPa porém devido a variações naturais na produção de concretos e um baixo número de corpos de prova testados os valores obtidos foram menores.

6.4 Análise de fases

Com base no difratograma de Raios X da Figura 13 e na análise química, a argila é composta principalmente de caulinita, quartzo e um pouco de óxido ferro (III).

O difratograma de Raios X da Figura 13 mostra que a caulinita perdeu a sua estrutura cristalina em todas as temperaturas de calcinação e formou metacaulinita, um material amorfo com atividade pozolânica devido à perda de água de cristalização. Esse resultado é suportado pela análise térmica da argila, pois nela identificou-se a perda de massa nessa faixa de temperatura.

A Figura 14 apresenta os difratogramas de Raios X da matriz dos concretos curados por 7 dias, e a Figura 15 dos curados por 28 dias.

Com base nos difratogramas de Raios X, pode-se notar que a matriz do concreto é composta majoritariamente por quartzo, que é o principal constituinte da areia. Foi possível detectar alguns picos da fase CH apenas em algumas composições, porém em outras não. Isso pode ter ocorrido porque ou ele foi totalmente consumido na reação com a pozolana, ou está em uma concentração volumétrica muito baixa para ser detectado.

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Figura 13 - Difratogramas de Raios X da argila. C – Caulinita. Q – Quartzo. F – Óxido de ferro (III)

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Figura 14 - Difratogramas de Raios X da matriz dos concretos curados por 7 dias. Q – Quartzo.

Não foi possível identificar as fases que deram origem a alguns picos do difratograma de Raios X das matrizes dos concretos, pois eles podem pertencer a pedaços de brita, que estavam presentes na amostra, e a brita pode ser constituída por uma enorme gama de minerais o que dificulta muito o processo de identificação das fases presentes no difratograma de Raios X. É possível fazer essa afirmação, pois existem picos que variam em intensidade sem motivo aparente, além da possibilidade de variação na quantidade de fragmentos de brita presentes na amostra. Esses pedaços de brita estão presentes na mostra devido à dificuldade de separar a brita da matriz do concreto. Para que uma análise de difratometria de

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Raios X da matriz fosse realizada de forma mais adequada, um corpo de prova da argamassa sem os agregados deveria ter sido produzido e, assim, o problema de conter brita na amostra seria eliminado.

Figura 15 - Difratogramas de Raios X da matriz dos concretos curados por 28 dias. Q – Quartzo

6.5 Análise microestrutural

As Figura 16 a 19 contém as micrografias da região de fratura das amostras curadas por 7 dias. E as Figuras 20 a 21, das amostras curadas por 28 dias.

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Todas as micrografias são da região da interface matriz-agregado (região indicada nas imagens) e nelas observam-se que a matriz é homogênea com porosidade e que a fratura ocorreu através dos agregados (agregados apresentam estrutura de facetas, típica de fratura de materiais frágeis como as britas) o que indica boa interação matriz-agregado. Nessa ampliação, nota-se que as interfaces mostradas nas Figuras 16, 17, 18, 21, 22 e 23 não apresentam vazios ou trincas, ou seja, são boas. A micrografia da Figura 19 apresenta uma trinca na interface, que foi causada pela fratura do material e, em outra região, mostra a interface perfeita. Na Figura 20 verifica-se o mesmo comportamento da Figura 19, porém a interface perfeita não aparece. É possível afirmar que em outras regiões do material da Figura 20, houve o contato perfeito entre a matriz e o agregado, já que a resistência do material não foi muito inferior à das outras composições.

Figura 16 - Micrografia do concreto com 0% de substituição, curado por 7 dias

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Figura 22 - Micrografia do concreto com 20% de substituição curado por 28 dias

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7 Conclusão

Conclui-se que a substituição parcial de cimento Portland pela argila residual de mineração de areia de quartzo, da Mineração São João Batista localizada na cidade de Queluz, calcinada nas proporções de 10, 20 e 30% em massa produz um concreto com resistência à compressão superior àquele sem essa substituição. Então, Pode-se afirmar que esse procedimento é uma forma viável utilizar esse

material que atualmente é um rejeito.

A maior resistência à compressão encontrada nesse trabalho foi a do concreto com 10% de substituição (resistência característica a compressão de 24,83 MPa), porém não se pode afirmar que essa é a composição que fornece a maior resistência possível nesse sistema, pois substituições maiores levaram a uma redução na trabalhabilidade, o que dificultou a conformação dos corpos de prova e isso pode ter influenciado nos resultados. Para solucionar esse problema a adição de um aditivo pode ser uma escolha viável.

O traço utilizado nesse trabalho era pobre em cimento Portland, ou seja, os concretos produzidos eram de baixa resistência. Porém com traços com uma maior

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quantidade de cimento e um maior controle da quantidade de agregados e água é possível produzir concretos de maior resistência e a argila também poderia ser utilizadas nesses concretos.

Logo esse trabalho mostrou que é possível produzir concretos com propriedades apreciáveis utilizando um rejeito de mineração, o que leva a uma redução do seu impacto na natureza, reduzindo o consumo de cimento Portland e utilizando apenas técnicas simples e usuais de beneficiamento de argila.

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