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https://tede.unioeste.br/handle/tede/7563
Tipo do documento: | Dissertação |
Title: | Uso de agregados reciclados de concreto em substituição ao agregado graúdo natural na produção de concretos estruturais |
Other Titles: | Use of recycled concrete aggregates to replace the natural large aggregate in the production of structural concrete |
Autor: | Rauber, Renan ![]() |
Primeiro orientador: | Balestra, Carlos Eduardo Tino |
Primeiro coorientador: | Baungartner, Dirceu |
Segundo coorientador: | Feiber, Fulvio Natercio |
Primeiro membro da banca: | Lindino, Cleber Antônio |
Segundo membro da banca: | Guerra, Thiago |
Terceiro membro da banca: | Balestra, Carlos Eduardo Tino |
Resumo: | A construção civil gera muitos resíduos devido ao desperdício em métodos convencionais. Em 2021, foram coletadas 48,375 milhões de toneladas de resíduos no Brasil, majoritariamente cerâmicos e cimentícios (concretos e argamassas). O concreto, produzido em centrais dosadoras de concreto, possui benefício pela padronização e consequente confiabilidade das misturas, alinhadas aos parâmetros de projeto. Contudo, as sobras de material geram resíduos sólidos destinados a aterros sanitários. Em uma central dosadora com produção mensal de 3 mil m³, estima-se a geração de 2,5 a 3 m³/dia de resíduos, cerca de 7 toneladas diárias apenas em uma central dosadora oeste do Paraná. Este trabalho utiliza, resíduos de concreto como substitutos dos agregados graúdos naturais (britas) em concretos estruturais. Resíduos de concreto provenientes de uma central em Toledo/PR foram coletados e triturados obtendo agregados com dimensão máxima característica de 19 mm. As taxas de substituição de agregados naturais por agregados reciclados foram de 5%, 10%, 15%, 20%, 50%, 75% e 100%. Sua viabilidade foi analisada através dos ensaios mecânicos e de durabilidade. Foram realizados ensaios de granulometria, quantidade de material pulverulento, absorção de água, abatimento de tronco de cone, compressão uniaxial, tração por compressão diametral, velocidade de pulso ultrassônico e carbonatação. Os concretos foram dosados conforme o método IPT/USP, relacionando consumo de cimento, resistência à compressão e abatimento, fornecendo então diagramas em diferentes percentuais de substituição, estabelecendo base para utilização dos referidos traços de concreto pelas usinas de concreto, e suas respectivas características citadas anteriormente. O agregado reciclado de concreto se mostrou mais lamelar, podendo ter influenciado características como resistência a compressão. O abatimento ficou na faixa de 160±20mm e por isso, todas as misturas com substituição necessitaram uso de aditivos para alcance de abatimento. A massa específica do concreto no estado fresco foi influenciado, sendo reduzida em maiores teores de substituição. Na resistência a compressão, traço pobre teve aumento de resistência até 20% de substituição, com posterior redução. Para o traço rico houve redução em todos os traços, porém, não superiores a 29,4%. No traço intermediário, os valores oscilaram entre aumento e redução de resistência, não ultrapassando 21% de redução. A qualidade do concreto possuiu qualidade muito fraca para o traço de 50% de substituição em traço pobre. Os demais ficaram com velocidades de pulso ultrassônico acima de 2,98 km/s. A profundidade de carbonatação na superfície teve valor máximo de carbonatação com 20% de substituição e foi de 18mm, porém, os agregados reciclados são mais porosos, gerando frentes mais suscetíveis a ataques por gás carbônico. A substituição de 100% gerou concretos com significativa redução de resistência para os três traços, sendo que para o traço pobre, isso ocorreu após 20% de substituição. Para os traços intermediário e rico, até 75% a redução se tornou menos significativa. Desse modo, a minimização de resíduos descartados, a redução de emissão de CO2 e a diminuição na extração de matéria prima, tornam as substituições ambientalmente positivas. |
Abstract: | The construction industry generates a lot of waste due to waste in conventional methods. In 2021, 48.375 million tons of waste were collected in Brazil, mostly ceramic and cement (concrete and mortar). Concrete, produced in concrete batching plants, has the benefit of standardization and consequent reliability of the mixtures, verified according to the design parameters. However, the leftover material generates solid waste destined for landfills. In a plant with a monthly production of 3 thousand m³, it is estimated that 2.5 to 3 m³/day of waste is generated, around 7 tons per day in a plant in western Paraná alone. This work uses concrete waste as a substitute for natural coarse aggregates (gravel) in structural concrete. Concrete waste from a plant in Toledo/PR was found and crushed, and aggregates with a maximum characteristic dimension of 19 mm were found. The replacement rates of natural aggregates by recycled aggregates were 5%, 10%, 15%, 20%, 50%, 75% and 100%. Their observations were confirmed through mechanical and durability tests. Tests were performed on particle size, quantity of powdery material, water collection, cone slump, uniaxial analysis, diametrical tensile strength, ultrasonic pulse velocity and carbonation. The concretes were dosed according to the IPT/USP method, relating cement consumption, compressive strength and slump, thus providing diagrams in different replacement percentages, establishing a basis for the use of the aforementioned concrete mixes by concrete plants, and their respective characteristics mentioned above. The recycled concrete aggregate proved to be more lamellar, which may have influenced characteristics such as compressive strength. The slump was in the range of 160±20 mm and therefore, all mixtures with replacement required the use of additives to achieve slump. The specific mass of the concrete in the fresh state was influenced, being reduced at higher replacement levels. In compressive strength, the poor mix showed an increase in resistance up to 20% replacement, with subsequent reduction. For the rich mix, there was a reduction in all mixes, however, not greater than 29.4%. In the intermediate mix, the values oscillated between increased and reduced strength, not exceeding a 21% reduction. The quality of the concrete was very poor for the mix with 50% replacement in the lean mix. The others had ultrasonic pulse velocities above 2.98 km/s. The carbonation depth on the surface had a maximum carbonation value with 20% replacement and was 18 mm, however, the recycled aggregates are more porous, generating fronts that are more susceptible to attacks by carbon dioxide. The 100% replacement generated concretes with a significant reduction in strength for the three mixes, and for the lean mix, this occurred after 20% replacement. For the intermediate and rich mixes, the reduction became less significant up to 75%. Thus, the minimization of discarded waste, the reduction of CO2 emissions and the decrease in the extraction of raw material make the replacements environmentally positive. |
Keywords: | Resíduos de concreto Construção civil Concreto com resíduos reciclados Concreto estrutural Usinas de concreto Concrete waste Civil construction Concrete with recycled waste Structural concrete Concrete plants |
CNPq areas: | OUTROS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais |
Campun: | Toledo |
Citation: | RAUBER, Renan. Uso de agregados reciclados de concreto em substituição ao agregado graúdo natural na produção de concretos estruturais. 2024. 143 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2024. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/7563 |
Issue Date: | 16-Dec-2024 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ciências Ambientais (TOL) |
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