Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Uma pesquisa sobre a aplicação de resíduos de blocos cerâmicos moídos como agregado miúdo na produção de concreto, visando a economia e o desempenho dos concretos produzidos. O documento discute a importância da sustentabilidade na construção civil, a escassez de areia natural e a necessidade de pesquisas para saber a viabilidade de materiais alternativos. O projeto de pesquisa inclui o levantamento bibliográfico, coleta de dados, modelagem por interpolação de newton, testes experimentais, controle de qualidade, análise da viabilidade econômica e observação dos resultados obtidos.
O que você vai aprender
Tipologia: Trabalhos
1 / 25
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Projeto de pesquisa apresentado ao Curso de Engenharia Civil do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-rio-grandense, Campus Passo Fundo, como requisito parcial para a conclusão da disciplina de Cálculo Numérico Aplicado à Engenharia Civil sob orientação do Prof. Dr.. Denilson Jose Seidel. PASSO FUNDO 2019
(Prof.) – Professor. (Dr.) – Doutor. UFCG – Universidade Federal de Campina Grande. UFPE – Universidade Federal de Pernambuco. UFS – Universidade Federal de Sergipe. FIEC – Federação das Indústrias do Estado do Ceará. USF – Universidade de São Francisco. UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina. DEM – Departamento de Engenharia de Materiais.
Como os resíduos de blocos cerâmicos já inutilizados na Construção Civil podem ser reaproveitados na composição da massa de concreto, visando à produção de um material com maior desempenho e viabilidade econômica, haja vista que, de regra, a sílica é o agregado miúdo adotado na confecção do concreto convencional?
Utilizar os resíduos de blocos cerâmicos moídos como parcela de agregado miúdo e determinar a viabilidade econômica e desempenho do concreto a partir disto, de modo a reduzir o descarte incorreto dos resíduos sólidos e o desperdício dos tijolos já inutilizados nas obras, explorando ao máximo sua funcionalidade. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Obter dados, por meio de experimento laboratorial, sobre a aplicação dos resíduos cerâmicos como agregado; Estimar quanto o reaproveitamento dos tijolos, os quais seriam descartados em obra, no preparo do concreto podem afetar economicamente a sua produção; Realizar testes de rompimento após o período de cura com a introdução dos blocos moídos para determinar se o concreto produzido será eficaz. Modelar os dados obtidos através do método de interpolação de Newton, elaborando funções que descrevam os resultados apresentados, estipulando sua viabilidade.
demandas de uma sociedade mais consciente dos riscos e do desperdício que se passa no meio, exigindo preservação ambiental e esclarecimentos sobre as medidas tomadas para o mesmo, contendo uma alta fiscalização. Sucintamente estes impactos dependem de uma cadeia produtiva ligada a todas as etapas de uma construção propriamente dita, desde a extração de matérias primas, produção e transportes dos materiais e componentes de construção, concepções e projetos, práticas de execução, manutenção e uso e até em instancias finais e talvez até a mais importante, no estagio de demolição da obra, destinando resíduos gerados ao longo da vida útil da construção e após o desmonte da mesma. Todos estes processos são predefinidos por meio de normas que ajudam a padronizar as etapas e medidas tomadas, além de políticas públicas, códigos de obras, planos diretores contando com fiscalização em todas as suas partes, sendo assim todas estas etapas envolvem recursos, sejam eles ambientais, econômicos e humanos, tendo impactos na sociedade que atingem a todos direta ou indiretamente. Segundo Agopyan (2011), normas técnicas, códigos de obra e planos diretores limitam a liberdade de eleger soluções – muitas vezes, dificultando as inovações –, permitindo e, até mesmo, forçando soluções que aumentam o impacto ambiental ao longo da vida útil do edifício. Por outro lado, esses documentos têm um enorme potencial de incentivar e orientar o setor a adotar soluções mais sustentáveis, um aspecto que ainda não foi adequadamente explorado. Políticas públicas, inclusive fiscais, incentivam ou desestimulam soluções e produtos no mercado. Medidas de projeto, como escolha de terreno, tipo de obra, método executivo e especificações de materiais e componentes afetam diretamente os recursos naturais e de energia que podem ser consumidos na obra podendo possibilitar a otimização destes mesmos recursos e os efeitos do mesmo no seu entorno, por exemplo técnicas empregadas como cortes, aterros, inundações e ventilações, influenciam e muito no impacto final do empreendimento a ser executado. Retomando o que dizia Agopyan (2011), na fase de execução, ocorre a geração de uma parcela significativa de resíduos, fator muito preocupante nas áreas urbanas. O volume de resíduos gerado é agravado pelas já bem divulgadas perdas dos processos ainda não otimizados. Durante o uso e a manutenção, temos um constante consumo de energia e mais
geração de resíduos. Por fim, na etapa de demolição, mais resíduos são gerados, em grandes volumes. 4.1.1 Aumento da Sustentabilidade na Produção Civil Apesar da Construção Civil ter começado tardiamente a tomar ações para se tornar menos agressiva a natureza, adotando posturas mais proativas e conscientes, primeiras medidas começaram a ser elaboradas no início da década de 90 com estudos sistemáticos porem com resultados pouco mensuráveis, reciclagem e redução de perder e de consumo de energia foram os temas mais abordados. Tais medidas foram tomadas predominantemente em países desenvolvidos, são focadas no desenvolvimento sustentável das obras, tanto em demolição quanto em construção. Outros meios também pesquisados foram produtos para economia de água como torneiras automáticas e bacias sanitárias de baixo consumo, ou também áreas provenientes de energia elétrica como lâmpadas e aquecedores solares. Porém a mudança mais impactante veio na área do cimento, onde além de adotarem baixos teores de clínquer, um dos principais vilões dos processos químicos do cimento, madeiras certificadas e plantadas estão sendo cada dia mais empregadas pelas madeireiras e aproveitadas pela indústria da construção, tanto para móveis quanto para utilização in loco. Para Kronka (2003), a sustentabilidade na área da construção pode vir a ser uma alavanca para a diminuição das crises econômicas nacionais, pois garante a efetiva manutenção dos recursos ambientais na medida em que incita o desenvolvimento social e econômico. Para Oliveira (2009), atingir a sustentabilidade da construção é imprescindível a incorporação da inovação pela Construção Civil, com mudanças em todas as suas atividades. Não se pode discutir a sustentabilidade da Construção Civil, sem interferir em toda a cadeia produtiva que é complexa, pois envolve setores industriais tão díspares como: a extração de matérias minerais e a eletrônica avançada; enormes conglomerados industriais, como a indústria cimenteira. Materiais mais resistentes e duráveis, que empregam menos matéria prima, principalmente se tais matérias primas forem de alto consumo energético, são sem duvidas materiais que caracterizam a sustentabilidade, o cimento Portland com clínquer fracionado é
não somente em decorrência da pressão por parte dos órgãos de fiscalização ambiental, nem só pela preocupação com os problemas ambientais pelos quais a humanidade passa, mas, principalmente, por perceber que investir na redução dos impactos ambientais não oferece prejuízos para o empreendimento, pelo contrário, os investimentos são convertidos em benefícios. Investir em meio ambiente reúne ganhos para o investidor e para a sociedade (F.I.E.C. 2011). A atividade de mineração produz impactos sobre o meio ambiente, a economia, a cultura e a sociedade. Esta atividade é vista como insustentável pela sociedade e cientistas mais conservadores, pois trata-se de uma alta utilização de recursos escassos e de difícil balanço. A retirada da cobertura vegetal e do solo nas áreas de mineração descaracteriza, consideravelmente, a paisagem e modifica a dinâmica dos ecossistemas, ocasionando inúmeras consequências, que refletem direta ou indiretamente sobre a fauna, flora e a sociedade. Esse tipo de atividade como explica LINARD (2011), se mostra necessário para a sobrevivência humana em virtude da essencialidade dos minerais em várias atividades da vida moderna, desde as mais elementares às sofisticadas, em que há emprego de alta tecnologia. Em decorrência de a exploração mineral causar danos ao meio ambiente, mas ter sua importância e necessidade, o que tem se buscado ao longo dos anos é fazer profundas transformações em termos tecnológicos, de mercado e organização. Despertando preocupação com as questões do meio ambiente e avançando em termos de gestão ambiental, a fim de minimizar os impactos negativos e melhorar o aproveitamento. 4.3 DISPONIBILIDADE DE MATERIAIS ALTERNATIVOS PARA A CONSTRUÇÃO CIVIL Segundo Montibeller (1993), a tese básica de “produzir mais com menos”, implica aceitar que o padrão de consumo vigente no mundo industrializado pode ser mantido, expandido e difundido globalmente, que o consumo se mantem constante ou maior e que com tecnologia produz-se mais com menos recursos, em um exemplo de perseverança no meio tecnológico e sua capacidade de produzir inovações. Ao mesmo tempo também destaca a preocupação com as consequências de atividades humanas quanto ao meio ambiente, como poluição, exaustão de recursos e degradação ambiental.
Materiais são substâncias cujas propriedades podem ser utilizadas direta ou indiretamente para inúmeros fins. Metais, cerâmicas, polímeros, semicondutores, vidros, fibras, madeira, areia, pedra e vários outros compósitos podem ser citados. Sua produção e processamento visando a produção de produtos acabados absorvem alta porcentagem dos empregos e grande parcela do produto interno bruto de um país. (CAIADO, 2014) Os citados são materiais comuns empregados na Construção Civil, mas não são únicos, e podem ser substituídos por produtos alternativos. Tais materiais utilizados em elementos construtivos podem ser classificados como simples ou compostos, obtidos na natureza ou por industrialização. Utiliza-los corretamente depende em muito da solidez, durabilidade, custo e acabamento dos produtos. Compreender suas propriedades possibilita otimizar fatores, desde desempenho à economia. Como cita Oliveira (2015), em algumas instituições pelo Brasil são desenvolvidos pesquisas para o desenvolvimento de praticas com estes materiais alternativos, exemplos surgem, a Universidade São Francisco (USF), de Bragança Paulista, em São Paulo, está envolvida com pesquisas centradas em resíduos de gesso e materiais cerâmicos, e a Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), aposta em pesquisas com cinzas termoelétricas, casca de arroz e entulhos. Fora isso, a universidade catarinense ainda se ocupa do aperfeiçoamento tecnológico para a construção de moradias com madeira de pinos e eucaliptos. 4.4 RESÍDUOS CERÂMICOS REUTILIZADOS Devido a suas características e influências sobre propriedades e formulações, os corpos cerâmicos podem-se agrupar a resíduos sólidos, como por exemplo, redutores de plasticidade, fundentes, combustíveis, cinzas volantes, resíduos da incineração de rejeitos urbanos e radioativos. Todas as áreas que utilizam de tais produtos podem aproveitar resíduos cerâmicos, e vice-versa, podendo também a indústria cerâmica utilizar resíduos destes outros itens. Dentre esses resíduos pode-se citar: os da extração de ardósia, que se mostram adequados à produção de peças por colagem; os provenientes de esteatitas e pedra sabão, potencialmente utilizáveis na fabricação de revestimentos cerâmicos; os resíduos argilosos em geral, que podem compor a formulação de composições para a produção de telhas, tijolos e revestimentos cerâmicos.( WENDER;BALDO, 1998) Desta forma, a reciclagem e a reutilização de resíduos provenientes de diferentes processos industriais, como novas matérias-primas cerâmicas, têm sido objeto de pesquisas
Empacotamento = massa do sólido/volume do recipiente. Quando se tem uma estrutura com alto índice de empacotamento, significa a existência de uma quantidade pequena de vazios; portanto uma baixa porosidade do compósito. Em contrapartida, um valor baixo do índice de empacotamento representa uma elevada quantidade de vazios na estrutura granular. 4.5.2 Coeficiente Água-Cimento A relação entre a água e o cimento presente no concreto fresco é determinante para que o concreto atinja os requisitos de desempenho almejados: um concreto que mantenha suas características, em especial as mecânicas, durante sua vida útil. Para se obter, a partir do cimento, um sólido com a resistência necessária é preciso misturá-lo com água. Os sais minerais que compõem o cimento reagem com a água dando origem a um novo sistema de compostos hidratados estáveis que cristalizam, emaranhando-se e colando-se uns aos outros, o que provem ao conjunto uma determinada resistência. A resistência mecânica das pastas e argamassas de cimento depende, portanto, de dois fatores: da própria coesão dos componentes hidratados e da sua aderência, não só entre si, mas também aos componentes não reagentes ou inertes como a brita e areia. Como Silva (2005) explica, a coesão é uma propriedade fundamental da matéria com origem em forças elétricas, variando, como se sabe, de material para material. A maior parte dos constituintes hidratados tem uma grande coesão dos cristais. A aderência é um fenômeno muito mais complexo e variável. Depende da natureza química dos corpos em contato e da natureza física das suas superfícies. A relação água/cimento afeta diretamente essas forças de união e a porosidade da mistura. No entanto, na maioria das especificações para o concreto tanto a relação água/cimento quanto à queda são incluídas para se assegurar à resistência e funcionabilidade do concreto. (SILVA, 2005) 4.6 CUSTOS PARA PRODUÇÃO DO CONCRETO CONVENCIONAL O concreto convencional é composto por cimento, agregado miúdo (areia), agregado graúdo (brita) e água, esses agregados diferem bastante em algumas características, como: tamanho, forma, granulometria, mineralogia e seu custo. A resistência do concreto convencional varia de 5,0 em 5,0 MPa, a partir de 10,0 até 40,0 MPa e seu abatimento (Slump) varia de 20 a 70 mm. (PEREIRA, 2016)
Para redução do custo do concreto convencional deve-se adotar algumas medidas principais quanto a materiais empregados. A granulometria do agregado miúdo deve ser obtida em sua versão grossa, pois é mais barata por que dispensa o uso de tecnologia. A relação entre o agregado graúdo e miúdo deve ser a maior possível, pois diminui a quantidade de cimento necessária para preencher o concreto. O consumo de água necessita ser um na base de 0,7 pois dispensa o uso de super-plastificantes que tem um valor elevado. A granulometria total deve ser a disponível em lojas com o menor preço. A dimensão máxima característica do agregado também deve ser a maior possível por motivos já citados. Quanto a geometria do grão de agregado graúdo: deve ser esférica por ter o menor custo e ser mais comum no mercado. Para a produção de 1 metro cúbico de concreto no traço 1:3:3 sendo respectivamente, cimento, agregado miúdo, agregado graúdo, utiliza-se 106 kg de cimento, 318 kg de areia e 318kg de brita. Com um preço de 0,63 R$/kg de cimento, 0,03R$/kg de areia, 0,03 R$/kg de brita temos um total para 1 metro cubico de 90 R$/m³ de concreto, considerando um valor arredondado devido o valor da água empregado. 4.7 MODELAGEM MATEMÁTICA DA CURVA O teste a compressão dos corpos de prova substituindo o agregado miúdo no concreto por tijolo moído, resultou em oito valores de esforços de compressão para cada traço utilizado, sendo 1;3;3;0.7 o traço convencional do concreto, com pouco cimento e muito agregado e água, dispensando aditivos. Outros traços serão apenas modificados a parcela referente ao agregado miúdo, partes de 5, 10, 15 e 20 % da areia utilizada serão substituídos pelo tijolo moído. A partir destes valores utilizando o método de interpolação de Newton será confeccionada uma curva e uma função para os valores de resistência a compressão, podendo assim ser utilizada para encontrar valores quanto a compressão em diferentes dias, além dos testados. Como cada traço terá dois corpos de prova para as instancias de 7,14, 21 e 28 dias, serão utilizados os valores maiores de compressão, pois entende-se que caso atinja certo valor X, e este seja o maior no teste, esse teoricamente é valor máximo adquirido. Como o método de Newton trabalha com número de pontos e o tamanho das funções são relacionadas com este mesmo número de pontos, quando informado quatro valores, o
Inicialmente, para a realização dos experimentos e levantamento de dados, visto que a pesquisa apresenta de caráter qualitativo, serão coletados blocos cerâmicos com o objetivo de moê-los e então, posteriormente, serão montados corpos de prova de concreto com diferentes traços. Uma parcela com a adição dos resíduos de blocos cerâmicos, enquanto a outra sem a adição. Para a produção do concreto serão necessários preparativos preliminares dos materiais, no qual a areia deverá ser secada (ao sol, ou em uma estufa); a brita passará por uma seleção granulométrica, de acordo com o tipo da massa almejada na pesquisa. Ambos serão pesados na balança digital para atender as características do traço. Com o concreto já moldado e após passar pelo processo de cura úmida, serão realizados testes de rompimento axial com o auxílio de uma prensa hidráulica, nos 7, 14, 21 e 28 dias após sua produção. Após todos os resultados já obtidos, utilizando o método de interpolação de Newton será confeccionada uma curva e uma função para os valores de compressão, que servirá como padrão para futuros testes seguindo as mesmas características. Com isso, serão montados gráficos e tabelas comparando o desempenho do concreto produzido de forma convencional e do produzido com a adição dos resíduos de blocos cerâmicos. À medida que também será levantado um comparativo econômico de qual dos dois modos de preparo seria mais viável, tendo em vista que os tijolos utilizados no preparo seriam descartados ocasionalmente em obras, além haver uma redução no consumo de areia, matéria que se torna cada vez mais escassa com o decorrer dos anos.
Tabela 1 – Cronograma das Etapas de Confecção do Projeto ETAPAS DO PROJETO
Maio Junh o Julh o Agost o Setembr o Outubr o Novembr o Escolha da temática x Fundamentação teórica x Revisão Bibliográfica x x Entrega e apresentação x Testes Experimentais x Análise da viabilidade x Confecção do Orçamento x Análise dos dados e elaboração da síntese x Redação e correção x Entrega e apresentação x Fonte 1 : Autoria Própria
