CONCRETE WITH ADDITION OF VEGETABLE FIBERS FOR STRUCTURAL PURPOSES CONCRETO ESTRUTURAL COM ADIÇÃO DE FIBRAS VEGETAIS

CONCRETO ESTRUTURAL COM ADIÇÃO

DE FIBRAS VEGETAIS

STRUCTURAL CONCRETE WITH FIBER

ADDITION

OLIVEIRA, Carlos Augusto de Souza

Docente. Doutor em Engenharia Metalúrgica e de Minas pela UFMG

carlosoliveira@unifei.edu.br

GOUVEIA, Leonardo Lúcio de Araújo

'RFHQWH 0HVWUH HP JHRJUD¿D 'HSDUWDPHQWR GH Engenharia Metalúrgica

gouveialeo@yahoo.com.br

TEIXEIRA, Ricardo Luiz Perez

Docente. Doutor em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela UFRJ

ricardo.luiz@unifei.edu.br

RESUMO

Este trabalho apresenta o resultado da adição GH ¿EUDV YHJHWDLV GH EDPEX H FDQDGHDo~FDU QDV propriedades mecânicas do concreto. Para este trabalho IRUDP FRQIHFFLRQDGRV FRUSRVGHSURYD FLOtQGULFRV H SULVPiWLFRVQRVTXDLVIRUDPDGLFLRQDGRVHHP YROXPH GDV ¿EUDV j PDVVD GR FRQFUHWR$SyV D FXUD conforme NBR 5738 (2003) [1], os mesmos foram WHVWDGRV YLD HQVDLRV GH UHVLVWrQFLD j FRPSUHVVmR FRQIRUPH 1%5   >@ UHVLVWrQFLD j WUDomR por compressão diametral, conforme NBR 7222 (2011) >@UHVLVWrQFLDjWUDomRQDÀH[mRFRQIRUPH1%5 >@HPyGXORGHHODVWLFLGDGHHVWiWLFRFRQIRUPH 1%5  >@ 9HUL¿FRXVH DSyV RV WHVWHV TXH WRGRVRVFRQFUHWRVSURGX]LGRVDWHQGHUDPDUHVLVWrQFLD mínima a compressão de 20 MPa, recomendado pela 1%5>@SDUD¿QVHVWUXWXUDLV

Palavras-chave: FRQFUHWR ¿EUDV SURSULHGDGHV

mecânicas; construção civil.

CONCRETE WITH ADDITION OF

VEGETABLE FIBERS FOR STRUCTURAL

PURPOSES

Abstract

7KLV SDSHU SUHVHQWV WKH UHVXOWV RI WKH DGGLWLRQ RI YHJHWDEOH ¿EHUV IURP EDPERR DQG VXJDU FDQH RQ WKH mechanical properties of concrete. Implementing the VDPH ERG\RISURRI F\OLQGULFDO DQG SULVPDWLF ZKLFK ZHUH DGGHG   WR   SHU YROXPH RI ¿EHUV WR WKH PDVV RI FRQFUHWH ZHUH PDGH$IWHU KHDOLQJ DFFRUGLQJ to NBR 5738 (2003) [1], they were tested by testing of compressive resistance, according to NBR 5739 (2007) [2], tensile strength by diametric compression according to NBR 7222(2011) [3], tensile strength in bending according to NBR 12142 (2010) [4] and static modulus, according to NBR 8522(2008) [5]. It was found after testing all concretes produced met the minimum strength of 20 MPa recommended by NBR 6118 (2003) [6] for structural purposes.

Key words:FRQFUHWH¿EHUPHFKDQLFDOSURSHUWLHVFLYLO

construction.

INTRODUÇÃO

 $V SULQFLSDLV YDQWDJHQV GD XWLOL]DomR GRV concretos reforçados com vibras vegetais, (CRFV), DGYrP GR EDL[R FXVWR GH REWHQomR H GH VXDV características adequadas ao emprego como reforço GH PDWHULDLV IUiJHLV >@ 2XWUR IDWRU LPSRUWDQWH GD utilização dos CRFV se deve ao fato de serem recursos naturais renováveis, e, portanto, não degrada o meio ambiente [12].

 $ DGLomR GH ¿EUDV j PLVWXUD p XPD PDQHLUD H¿FLHQWH GH VH FRQIHULU DR FRQFUHWR PDLRU UHVLVWrQFLD à tração, ao impacto, à fadiga, melhor tenacidade e GXFWLOLGDGH>@$V¿EUDVQmRLPSHGHPDIRUPDomR GH ¿VVXUDV QRV FRPSyVLWRV PDV VmR FDSD]HV GH DXPHQWDU D UHVLVWrQFLD j WUDomR SHOR FRQWUROH GD SURSDJDomRGH¿VVXUDV>@

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Fibras

 $V ¿EUDV XWLOL]DGDV QHVVH WUDEDOKR IRUDP GH EDPEXHFDQDGHDo~FDU$QWHVGHVHUHPLQFRUSRUDGDV ao concreto elas passaram pelo processo de lavagem com água corrente e foram secadas a 100 °C por 24 KRUDV$V¿EUDVGHEDPEXDSUHVHQWDUDPFRPSULPHQWR PpGLR GH  FP HQTXDQWR FDQDGHDo~FDU  FP$ ¿JXUDPRVWUDDV¿EUDVDSyVODYDJHPHVHFDJHP

)LJXUD)LEUDVYHJHWDLVGHEDPEXHFDQDGHDo~FDU  $ XWLOL]DomR GDV ¿EUDV YHJHWDLV FRPR PDWHULDO

de reforço ao concreto tem se mostrado positivo em muitos aspectos, no entanto, é necessário consolidar HVWH HVWXGR %XVFRXVH DWUDYpV GHVWH WUDEDOKR DYDOLDU DLQÀXrQFLDGDDGLomRGDV¿EUDVGHEDPEXHFDQDGH açúcar nas propriedades mecânicas do concreto através dos ensaios de compressão, compressão diametral, WUDomRQDÀH[mRHPyGXORGHHODVWLFLGDGHHFRPSDUDURV resultados com os valores de propriedades mecânicas exigidas pelas normas brasileiras para construção civil.

MATERIAL E MÉTODOS

Para execução prática deste trabalho foram confeccionados corpos de provas de concreto cilíndricos HSULVPiWLFRV7DPEpPUHDOL]RXVHDFDUDFWHUL]DomRGH WRGRVRVLQVXPRVXWLOL]DGRVQDFRQIHFomRGRVFRUSRV GHSURYD

Cimento

 )RL XWLOL]DGR R FLPHQWR 3RUWODQG &3,9  56 conforme NBR 5736 [21].

Areia

 $ DUHLD TXDUW]RVD XWLOL]DGD QHVWH WUDEDOKR p RULXQGDGR5LR3LUDFLFDED0*'HDFRUGRFRPDDQiOLVH granulométrica realizada o agregado miúdo apresentou GLPHQVmRPi[LPDFDUDFWHUtVWLFDGHPPHPyGXORGH ¿QXUDLJXDOD'HPDLVHQVDLRVGHFDUDFWHUL]DomR do agregado miúdo evidenciou que o mesmo possui PDVVD HVSHFt¿FD GH  NJP H PDVVD HVSHFt¿FD aparente de 1385 kg/ m3.

Brita

O agregado graúdo utilizado neste trabalho é GHRULJHPPHWDPyU¿FDEULWDGHJQDLVVH$GLPHQVmR máxima característica brita de gnaisse utilizada nessa SHVTXLVDpGHPP$OpPGLVVRRDJUHJDGRSRVVXL PDVVD HVSHFt¿FD DEVROXWD GH  NJPñ H PDVVD HVSHFt¿FDDSDUHQWHGHNJP

)LJXUD&RUSRVGHSURYDSULVPiWLFRVHFLOtQGULFRV respectivamente [23]

Ensaios mecânicos

 $VDYDOLDo}HVGDVSURSULHGDGHVGHPHFkQLFDV GRV FRQFUHWRV UHIRUoDGRV FRP ¿EUDV YHJHWDLV IRUDP REWLGDV DWUDYpV GR HQVDLR UHVLVWrQFLD j FRPSUHVVmR UHVLVWrQFLDjWUDomRQDÀH[mRUHVLVWrQFLDjWUDomRSRU FRPSUHVVmRGLDPHWUDOHPyGXORGHHODVWLFLGDGHHVWiWLFR

Aditivo

Neste trabalho foi utilizado o aditivo KLSHUSODVWL¿FDQWH8WLOL]RXHVVHDGLWLYRTXtPLFRGHPRGR a garantir a trabalhabilidade do concreto quando da LQFOXVmRGDV¿EUDV

Confecção dos concretos e moldagem dos

corpos-de-prova

Com o objetivo de estudar o comportamento GDVSURSULHGDGHVPHFkQLFDVGHUHVLVWrQFLDGRFRQFUHWR UHIRUoDGR FRP ¿EUDV YHJHWDLV IRUDP DGLFLRQDGDV  H  GH ¿EUDV GH EDPEX H FDQDGHDo~FDU j PDVVD concreto. Para o cálculo do traço, a relação água cimento foi de 0,56, no entanto, a adição do aditivo interferiu na nesta relação, então a nova razão passou a ser 0,45. 1: 1,73: 3,34: 0,45

 $ FRQIHFomR GR FRQFUHWR IRL UHDOL]DGD FRP R DX[tOLRGHXPDEHWRQHLUDGHTXHGDOLYUHDV¿EUDVYHJHWDLV foram os últimos componentes a serem adicionados na PLVWXUD$WDEHODPRVWUDDVFDUDFWHUtVWLFDVGRVWUDoRV Como pode ser observado a única alteração ocorrida foi QDDGLomRGDV¿EUDV

7DEHOD&DUDFWHUtVWLFDVGRVWUDoRV>@

Posteriormente, foram confeccionados 35 corpos de prova cilíndricos nas dimensões de 10 cm de diâmetro por 20 cm de altura, bem como 15 corpos de prova prismáticos com seção de 4 cm x 4 cm e FRPSULPHQWRGHFPFRQIRUPHLOXVWUDGRQD¿JXUD

SURSULHGDGHVGHUHVLVWrQFLDGRFRQFUHWRUHIRUoDGRFRP ¿EUDVGHEDPEXHFDQDGHDo~FDU

 $¿JXUDPRVWUDRVGDGRVUHIHUHQWHVDRHQVDLR GHUHVLVWrQFLDjFRPSUHVVmRD[LDO3RGHVHUREVHUYDGR TXHRPHQRUYDORUGHUHVLVWrQFLDjFRPSUHVVmRRFRUUHX QR EORFR GH FRQFUHWR VHP DGLomR GH ¿EUDV H R PDLRU YDORURFRUUHXQRFRQFUHWRFRPDGLomRGHGHEDPEX )LJXUD'DGRVUHIHUHQWHVDRHQVDLRGHUHVLVWrQFLDj compressão axial [23]  $¿JXUDPRVWUDRVGDGRVUHIHUHQWHVDRHQVDLR GHUHVLVWrQFLDjWUDomRSRUFRPSUHVVmRGLDPHWUDO3RGH VHUREVHUYDGRTXHRPHQRUYDORUGHUHVLVWrQFLDWDPEpP RFRUUHXQREORFRGHFRQFUHWRVHPDGLomRGH¿EUDVHR PDLRUYDORURFRUUHXQRFRQFUHWRFRPDGLomRGHGH bambu.

Figura 4- Dados referentes ao ensaio de resistência

Resistência à compressão

O ensaio de compressão axial consiste em determinar a carga máxima de ruptura suportada pelo corpo de prova. Este ensaio segue a NBR 5739(2007).

Resistência à tração por

compressão diametral

O ensaio é determinado pela ação de duas forças de compressão distribuídas linearmente e diametralmente opostas. Essas ações são fornecidas por uma prensa mecânica, gerando ao longo do diâmetro solicitado, tensões de tração uniformes perpendiculares DRGLkPHWURGRFRUSRGHSURYD$VIRUoDVVmRDSOLFDGDV até que ocorra à ruptura do corpo de prova por tração indireta. Este ensaio segue a NBR 7222 (2011).



5HVLVWHQFLDjWUDomRQDÀH[mR

 3DUD D UHDOL]DomR GHVWH HQVDLR XP FRUSRGH SURYD GH VHomR SULVPiWLFD p VXEPHWLGR j ÀH[mR FRP carregamentos em duas seções simétricas, até à ruptura. O ensaio também é conhecido por “carregamento nos terços”, pelo fato das seções carregadas se encontrarem nos terços do vão. Este ensaio segue a NBR 12142 (2010).

Módulo de elasticidade estático

 2 PyGXOR GH HODVWLFLGDGH p D UHODomR HQWUH D tensão aplicada e deformação abaixo de um limite SURSRUFLRQDODGRWDGR2PyGXORGHGHIRUPDomRHVWiWLFR para um concreto sob compressão axial é determinado D SDUWLU GD GHFOLYLGDGH GD FXUYD WHQVmRGHIRUPDomR obtida em ensaios de corpos de prova cilíndricos. Este ensaio segue a NBR 8522(2008).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

 1HVWH WySLFR DSUHVHQWDPVH RV UHVXOWDGRV REWLGRV QRV HQVDLRV GH UHVLVWrQFLD PHQFLRQDGRV anteriormente. Estes dados permitem avaliar as

CONCLUSÕES

 6HJXQGR WHVWHV UHDOL]DGRV HP ODERUDWyULR R HPSUHJR GH ¿EUDV YHJHWDLV j IRUPXODomR GH FRQFUHWRV p WHFQLFDPHQWH YLiYHO 7RGRV RV FRQFUHWRV SURGX]LGRV DWHQGHUDP D UHVLVWrQFLD PtQLPD GH  03D HVWDEHOHFLGRV SHOD 1%5   SDUD ¿QV HVWUXWXUDLV$ GRVDJHP GRV LQVXPRV DUHLD  FLPHQWR  EULWD  iJXD  DGLWLYR IRL j PHVPD HP WRGDV DV PLVWXUDV VHQGR D GRVDJHP GDV ¿EUDV D UHVSRQViYHO pelas alterações nos valores obtidos.

No que diz respeito ao ensaio de compressão D[LDORPHOKRUUHVXOWDGRIRLREWLGRQRFRQFUHWRFRP GHEDPEXRTXDODSUHVHQWRXXPDXPHQWRGHHP UHODomRjPLVWXUDSDGUmRHHPUHODomRjPHVPD GRVDJHPFRPFDQDGHDo~FDU1RHQVDLRGHUHVLVWrQFLD à tração por compressão diametral o maior valor obtido WDPEpPIRLFRPRFRQFUHWRFRPDGLomRGH

 1RHQVDLRGHWUDomRQDÀH[mRRFRQFUHWRFRP  GH FDQDGHDo~FDU IRL R TXH DSUHVHQWRX R PHOKRU UHVXOWDGR GH  03D WHQGR XP DXPHQWR GH  HPUHODomRDRFRQFUHWRVHPDGLomRGH¿EUDHHP UHODomRDPHVPDGRVDJHPFRPEDPEX1RPyGXORGH elasticidade as dosagens de cana tiveram um ligeiro decréscimo, ao contrario das dosagens de bambu, que tiveram um ligeiro aumento. No entanto, os valores REWLGRV IRUDP SUy[LPRV DR SDGUmR VHP YDULDomR VLJQL¿FDWLYD

Em virtude dos dados obtidos, os empregos das ¿EUDVWrPJUDQGHVEHQHItFLRV'HQWURGDVSRUFHQWDJHQV SURSRVWDV D PDLV UHFRPHQGDGD p D   GH EDPEX sendo essa a detentora dos melhores resultados.

AGRADECIMENTOS

 $JUDGHFHPRV j 8(0* &DPSXV -RmR 0RQOHYDGH H j 81,)(, &DPSXV$YDQoDGR GH ,WDELUD pelo apoio a esta pesquisa.

 $¿JXUDPRVWUDRVGDGRVUHIHUHQWHVDRHQVDLR GHUHVLVWrQFLDjWUDomRQDÀH[mR3RGHVHUREVHUYDGR TXH R PHQRU YDORU GH UHVLVWrQFLD RFRUUHX QR EORFR GH FRQFUHWRVHPDGLomRGH¿EUDVHRPDLRUYDORURFRUUHX QRFRQFUHWRFRPDGLomRGHGHFDQDGHDo~FDU )LJXUD'DGRVUHIHUHQWHVDRHQVDLRGHUHVLVWrQFLDj WUDomRQDÀH[mR>@  $¿JXUDPRVWUDRVGDGRVUHIHUHQWHVDRPyGXOR GHHODVWLFLGDGHHVWiWLFR3RGHVHUREVHUYDGRQRJUi¿FR que os valores estão bem equiparados. O maior valor RFRUUHXFRPGHEDPEXHRPHQRUYDORURFRUUHXFRP GHFDQDGHDo~FDU

)LJXUD'DGRVUHIHUHQWHVDRPyGXORGHHODVWLFLGDGH estático [23]

UHVLVWrQFLD j ÀH[mR H GD UHVLVWrQFLD j FRPSUHVVmR 5HYLVWD GH ,QLFLDomR &LHQWt¿FD GD 8/%5$ Y  Q  2013.

*8$51,(5, *XVWDYR HW DO 35263(&d­2 7(&12/Ï*,&$ '( &21&5(72 &20 $',d­2 '( ),%5$6 &DGHUQRV GH 3URVSHFomR Y  Q  S  2014.

.,6+,0272 7L]XNR 0 2/,9(,5$)25026,1+2 -~OLD7HFQRORJLDGR&RQFUHWR%RRNPDQ(GLWRUD LÜ, Xiaoshu et al. Insulation Materials Made with Vegetable Fibres. In: Nearly Zero Energy Building 5HIXUELVKPHQW6SULQJHU/RQGRQS 0(+5$%,$1 $OL %8&+$1$1 :DOWHU : Implementation of sustainable construction basics in a construction materials and methods course. In: Proceedings of International Conference on Engineering DQG&RPSXWHU(GXFDWLRQS

1%5   3URMHWR GH HVWUXWXUDV GH FRQFUHWR ± 3URFHGLPHQWR$%175LRGH-DQHLUR

1%5&RQFUHWR±'HWHUPLQDomRGRPyGXORHVWiWLFR GH HODVWLFLGDGH j FRPSUHVVmR H 'LDJUDPD 7HQVmR 'HIRUPDomR±0pWRGRGH(QVDLR5LRGH-DQHLUR$%17 2008.

5$-, 0XVWDSKD $ $UFKLWHFWXUH DQG (PHUJLQJ &LWLHV 7KH,PSDFWRI7HFKQRORJLFDO&KDQJHLQ%XLOGLQJ0DWHULDO $6WXG\RI0LQQD1LJHULD$UWVDQG'HVLJQ6WXGLHVY S

6$/9$'25 5HQDQ 3tFROR ),*8(,5('2 $QW{QLR Domingues de. Comparative evaluation of the mechanical EHKDYLRURIV\QWKHWLFDQGVWHHO¿EHUUHLQIRUFHGFRQFUHWH 0DWpULD5LRGH-DQHLURYQS 7$,/25 *' 0DWHULDOV LQ &RQVWUXFWLRQ ,Q /RQGRQ /RQJPDQ6FLHQWL¿FH7HFKQLFDO(GS 7$9$5(6 6 6 7(,;(,5$ 5 / 3 *289(,$ / / $ )(55(,5$ % + 0  2/,9(,5$ & $ 6 )(55(,5$&5(VWXGRFRPSDUDWLYRGDVSURSULHGDGHV mecânicas do concreto padrão e concreto com a DGLomR GH ¿EUDV YHJHWDLV ,Q &21*5(662 $18$/ '$ $%0  ,17(51$&,21$/   6mR 3DXOR $QDLV HOHWU{QLFRV 6mR 3DXOR $VVRFLDomR %UDVLOHLUD de Metalurgia, Materiais e Mineração, 2014. Disponível HPKWWSZZZDEPEUDVLOFRPEUDQDLV$FHVVRHP GH$JRVWRGH

:,//,$063257$/1DWDOLHHWDO6XVWDLQDEOH3RWHQWLDO RI 7H[WLOH5HLQIRUFHG &RQFUHWH -RXUQDO RI 0DWHULDOV LQ

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