ESTUDO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO EM MATERIAL COMPÓSITO UTILIZANDO RESÍDUOS DE FIBRA DE AÇAÍ E PAPEL RECICLADO.

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Materiais

Autores

Dantas, B.C. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAPÁ) ; de Almeida, M.D.C. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAPÁ) ; Favacho, M.S. (UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAPÁ)

Resumo

O estudo foca na produção de de um material compósito com matriz cimentícia a partir da utilização de resíduos sólidos, como a fibra extraída do carroço do açaí e o papel reciclado, e aditivo plastificante, para analisar o ganho de resistência em 10 dias do processo de cura do material no estado natural. Os agregados são as fibras vegetais oriundas de resíduos da cadeia produtiva do açaí e papel do tipo A4, encontrados em lixeiras de salas da Universidade do Estado do Amapá, para fabricação do material compósito. Produziu-se 3 corpos-de-prova com teor de fibra de 5% e papel de 2%, além do uso de aditivo plastificante como catalizador para o maior ganho de resistência no intervalo de 10 dias. Foi realizado ensaio de resistência à compressão para avaliação de desempenho do material.

Palavras chaves

Aditivo; Compressão; Residuos

Introdução

De acordo com a NBR 11768 (2011), aditivos para concreto de cimento Portland são definidos como produtos que, com adição de pequena quantidade às misturas, modificam algumas de suas propriedades principalmente cristalinas, no sentido de melhor adequá-las a determinadas condições. As substâncias químicas ativas das formulações dos aditivos podem ser orgânicas ou inorgânicas, distribuídas num líquido, pastoso ou sólido, podendo ter interações, química e físico- quimicamente com as partículas de cimento. No Brasil, a NBR 11768 (2011) classifica os aditivos em: redutor de água ou plastificante; redutor de água de alta eficiência ou superplastificante; incorporador de ar; retardador de pega; acelerador de pega; e acelerador de resistência. O estudo busca viabilizar a produção de um material compósito de matriz cimentícia, a partir de resíduos sólidos provenientes da fibra do açaí e do papel reciclado, para análises de resistência do material obtido em processo de cura com e sem aditivo.

Material e métodos

Cimento Portland: Adota na composição do concreto que é utilizado para fabricação dos pisos. É Composto com Fíler da classe 32, CPII-F 32, ou similar. Esse tipo de cimento é especificado segundo a NBR 11578 (1991). Fibras de açaí: As fibras de açaí foram coletadas em batedeiras da poupa de açaí, depois lavadas e seca em uma estufa a 100 ºC, depois de secas, são desfibradas em um moinho de martelo, são coletadas e selecionadas através de uma granometria em uma peneira de 1.13 mm. Papel: O papel selecionado foi coletado em salas de aula da universidade do estado do amapá, o mesmo foi triturado para que sua granulometria felicitasse o processo de homogeneização da mistura. Depois de triturado, foi batido em um liquidificador com 200 ml de água para ganhar mais aderência a mistura. Areia: Areia fina natural foi coletada sofreu um peneiramento para atingir grãos de diâmetro máximo igual ou inferior a 0,6 mm. As demais características obedeceram a NBR-7211 (2005). Formulação e composição dos corpos de prova: Foi produzida uma quantidade de 6 copos de prova e com uma altura de 6 centímetros para que o mesmo seja um pré-moldado. Com isso no laboratório de materiais foram produzidos os corpos de prova em moldes cilíndricos, e para respeitar a altura mínima do corpo de prova, foi feita marcação no molde através de um lápis. Para que o corpo de prova não tenha incrustação no molde, foi passado através de um pincel, óleo mineral para quando o mesmo estivesse curado, fosse retirado com facilidade. A formulação utilizada para a produção foi o traço, para cada 1Kg de cimento utiliza-se 2,5 Kg de areia, também, na composição levou 0,175 Kg (teor de 5%) de fibra de açaí in natura; 0,020 litros de aditivo da marca SIKA para a massa de mistura e 0,07 Kg (teor de 2%) de papel. para produção dos pré moldados baseou-se na conformação da massa em agitador. A preparação da mistura seca ocorreu através das proporções das matérias-primas, onde buscou a produção de matrizes cimentícias incorporando fibras naturais a fim de conhecer as dosagens ideais e as proporções de fibras a serem incorporadas nas matrizes, utilizou-se na mistura aditivo de aceleração da cura do concreto, misturando a massa de concreto diluído com as fibras de açaí e papel. Contendo cimento, areia, fibra e papel, foi submetida à homogeneização. Esse procedimento durou 5 minutos. Após a homogeneização, a composição foi disposta em moldes cilíndricos com um comprimento mínimo de 6 cm de altura. Os mesmos foram armazenadas e permaneceram por aproximadamente dias, em temperatura ambiente. É durante esse período que a reação A: 2 C3A + 21 H ▲→ C4 A H13 + C2 A H8.

Resultado e discussão

Com auxilio de uma balança semi-analítica e um paquímetro, foram realizadas medições dos copos de prova. Foram calculados suas médias e desvios sendo que 3 corpos de prova usaram aditivo, e os outros 3 corpos de prova não. seguem respectivamente os seguintes dados de massa, altura e diâmetro das médias corpos de prova e seus respectivos desvios padrão: Corpo de prova sem aditivo (874,4167g; 6,006667cm; 9,526667cm), desvio padrão (11,25227g; 0,122837cm; 0,026247cm), corpo de prova com aditivo (866,4867g; 5,866667cm; 9,603333cm), desvio padrão (37,36253g; 0,224252cm; 0,049889cm). O ensaio de compressão segue a NBR 5739 (2018), a escala de força escolhida para o ensaio deve ser tal que a força de ruptura do corpo de prova ocorra no intervalo em que a máquina foi calibrada. A norma diz ainda que o carregamento só deve cessar quando houver uma queda de força que indique a ruptura do corpo de prova. A carga de ensaio deve ser aplicada continuamente e sem choques, com velocidade de carregamento de 0,5 MPa/s, obedecendo os parâmetros da norma, quando o corpo-de-prova estiver se deformando rapidamente ao se aproximar de sua ruptura. A figura 1 mostra a diferença do uso do aditivo em 3 corpos de prova (CP4, CP5, CP6), e consequentemente, nos 3 copos de prova (CP1, CP2, CP3), a resistência foi menor, isso pode ser explicado pelo período de cristalização do material que foi curto, normalmente em concreto o período completo de cura dura 28 dias. A figura 1 mostra o comportamento dos 6 corpos de prova até a ruptura, pela figura os 3 últimos demonstraram a maior resistência, isso mostra a importância da aplicação do aditivo no material. E essa ruptura do corpo de prova, não foi máxima, ou seja, não foi totalmente comprimida. Discussão Em relação a massa média, o uso de aditivo teve influencia na quantidade de água nos 3 corpos de prova que tiveram. Ou seja, teoricamente a massa deles seria menor que os corpos de prova que não tiveram aditivo. Segundo GASPARIN (2017), O uso de aditivo confere um menor consumo de água, uma redução de 5% à 15% no consumo de água, dependendo da quantidade de aditivo utilizada no processo de dosagem e respeitando os limites estabelecidos pelo fabricante. O ganho de resistência que o aditivo deu ao corpo de prova foi significativo em torno de 54%. Segundo CORRÊA (2010) Com a mesma dosagem apresentou um incremento de resistência a compressão axial média de 16% e uma redução possível no consumo de água de 8,9%. Isso se mostra na figura 02 o ganho de resistência que o aditivo agrega nos corpos de prova.

Corpos de prova, carga de ruptura e a resistência a compressão.


Comportamento dos corpos de prova durante a carga solicitada até a ruptura.

Conclusões

É significante o uso de adicional de aditivo em materiais de matriz cimentícia, mostra que melhora o consumo de água, uma aceleração cristalina do material, um ganho de resistência e melhor trabalhabilidade com a diminuição de dias em condições normais de cristalização no ambiente.

Agradecimentos

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11768: Aditivos químicos para concreto de cimento Portland – Requisitos. Brasil, 2011.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11768: Cimento Portland composto – Requisitos. Brasil, 1991.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5739: Concreto - Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Brasil, 1993.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7211: Agregados para concreto - Especificação. Brasil, 2005.
CORRÊA. A. C. A. Estudo do desempenho dos aditivos plastificantes e polifuncionais em concretos de cimento portland tipo cp3-40. Dissertação de mestrado de Engenharia Civil da Universidade Federal Fluminense. Niterói 2010.
GASPARIN. L. Avaliação da influência do aditivo plastificante multifuncional redutor de água na resitência mecânica do concreto dosado pelo método abcp. Dissertação de TCC. CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES Lajeado, 2017.