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Análise da atividade pozolânica da cinza da folha da bananeira pelos métodos da ABNT NBR 5752:2014 e da condutividade elétrica
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019) Sallaberry, Ana Paula Nogueira; Souza, Paulo Alysson Brilhante Faheina de; Luciana de Figueiredo Lopes Lucena; Almeida, Marcos Lacerda; Cabral, Kleber Cavalcanti
As pesquisas que buscam materiais alternativos e que trazem novas tecnologias ao mercado da construção civil são cada vez mais recorrentes e, nesse contexto, surge a possibilidade de estudo para a destinação dos resíduos gerados na bananicultura. O presente estudo teve como objetivo avaliar o potencial pozolânico da cinza da folha da bananeira (CFB) pelos métodos do índice de desempenho com cimento Portland aos 28 dias – NBR 5752:2014 e da condutividade elétrica. As cinzas foram produzidas em um forno mufla às temperaturas de 450ºC e 900ºC e submetidas a diferentes tempos de moagem, de 1 e 3 horas para cada. Para caracterização química e física das CFB foram feitas análises de massa específica real, fluorescência e difração de raios X (FRX e DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e teor de matéria orgânica. Os resultados mostraram que todas as cinzas possuem propriedades de material pozolânico, concluindo que a temperatura e tempo de moagem ótimo para produção do material foi, respectivamente, 900ºC e 1 hora.
Análise das manifestações patológicas estruturais em ponte de concreto armado sobre o rio ceará-mirim, extremoz-RN
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-01-13) Silva, Iury Soares da; Costa, José Airton Cunha; Barros, Rodrigo; Cabral, Kleber Cavalcanti
Este trabalho apresenta estudo de caso realizado na ponte sobre o Rio Ceará-Mirim no município de Extremoz/RN e objetiva apresentar as manifestações patológicas encontradas, calcular o grau de deterioração da estrutura (Gd) e expor soluções adotadas para recuperação das anomalias patológicas. Adotou-se a metodologia proposta por Lichtenstein (1976), constituída resumidamente por três etapas: (1) vistoria ao local para identificação da natureza e origem das manifestações patológicas; (2) o diagnóstico da anomalia; (3) a solução adotada para resolução do problema. O grau de deterioração da estrutura foi calculado conforme metodologia proposta por Klein et al (1991) em sua última versão atualizada por Fonseca (2007). Para desenvolvimento da metodologia analisou-se pilares, vigas e tabuleiro. Como resultado foi encontrado grau de deterioração dos pilares de (Gdpilar = 207,16), das vigas (Gdviga = 173,81), do tabuleiro da ponte (Gdtabuleiro = 10,54) e por fim o grau de deterioração geral da estrutura (Gd = 139,07), de forma que a estrutura da ponte foi classificada em situação crítica, cabendo planejamento para inspeção emergencial e ações imediatas visando a recuperação da estrutura da ponte.
Análise mecânica, térmica e acústica de argamassas com substituição do agregado fino por argila expandida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-07-27) Fontes, Adna Érica Melo de Sousa; Cabral, Kleber Cavalcanti; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; http://lattes.cnpq.br/2735859676720261; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; http://lattes.cnpq.br/3904325866154130; Souza, Wendell Rossine Medeiros de
No cenário da Construção Civil, o desempenho mecânico, térmico e acústico das edificações constitui uma temática pertinente para a pesquisa científica, principalmente após a publicação da ABNT NBR 15575:2013, que reúne critérios e exigências a respeito do desempenho de edificações habitacionais. Sob este viés, o objetivo do trabalho consistiu em analisar o comportamento mecânico, térmico e acústico de argamassas de revestimento, utilizando diferentes teores – 10%, 20%, 30%, 40% e 50% – de uma fração fina de argila expandida como substituta parcial do agregado convencional. Para a realização do trabalho, foram determinadas importantes propriedades mecânicas das argamassas, tanto no estado fresco como no estado endurecido. No âmbito do comportamento térmico das argamassas, foram analisadas as condutividades térmicas das mesmas. Além disso, foram confeccionados prismas que simulam a alvenaria de vedação das edificações, a fim de se verificar o isolamento térmico e acústico das argamassas em estudo, com o auxílio de simuladores de incidência e transferência de calor e ruído nas amostras. Os resultados apontam que as argamassas com incorporação de argila expandida não apresentaram impactos negativos nas suas propriedades mecânicas e no que tange ao isolamento acústico. Outrossim, observou-se que o aumento do teor de argila expandida na composição dos traços reduziu a condutividade térmica em até 34,1% e aumentou o potencial de isolamento térmico em até 15,9%, quando comparado o traço sem incorporação de argila expandida com o traço com maior quantidade desse agregado. Desse modo, fica evidente a influência do agregado leve no comportamento térmico das argamassas em estudo, sem comprometer o comportamento mecânico e acústico das mesmas.
Análise numérica do efeito de fatores influentes da reação álcali-agregado no desempenho de estruturas de concreto
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-04-07) Rodrigues, Edmilson Correia; Madureira, Edmilson Lira; ; http://lattes.cnpq.br/0666185389012179; ; http://lattes.cnpq.br/9924088617881407; Maciel, Daniel Nelson; ; http://lattes.cnpq.br/4343155598427033; Silva Filho, José Neres da; ; http://lattes.cnpq.br/0915972389480304; Cabral, Kleber Cavalcanti; ; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241
O objetivo deste trabalho é a simulação numérica do desempenho Mecânico de membros de concreto afetados pela Reação Álcali-Agregado ou RAA, reportada por Stanton em 1940. A RAA despertou a atenção no âmbito da Engenharia Civil a partir da década de 80, quando foram relatadas consequências de seu efeito expansivo em estruturas de concreto, incluindo fissuração, ruína e perda de funcionalidade. Apesar da disponibilidade de resultados experimentais a formulação do problema ainda carece de aperfeiçoamento de modo que sua solução permanece duvidosa. A simulação numérica é recurso importante para a avaliação de danos em estruturas provocados pela reação, e suas recuperações. As tarefas de suporte desse trabalho foram realizadas mediante a aproximação por elementos finitos, sobre formulação ortotrópica não linear, e, modelo termodinâmico de deformações por RAA. Os resultados obtidos revelaram que o efeito expansivo da RAA induziu o declínio do desempenho mecânico do concreto diminuindo a margem de segurança prévia à ruína do material. Ficou evidente que a temperatura influencia, exclusivamente, a cinética da reação, de modo que a ruína foi tanto mais precoce quanto maior a temperatura da massa sólida do concreto
Análise térmica e mecânica de argamassas de revestimento com adição de vermiculita expandida em substituição ao agregado
(2018-03-09) Barros, Ilana Maria da Silva; Cabral, Kleber Cavalcanti; Nóbrega, Andreza Kelly Costa; ; ; ; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; ; Souza, Wendell Rossine Medeiros de;
A busca por materiais de construção que levam a avanços, principalmente quanto ao aspecto de eficiência energética de edifícios, está cada vez mais constante na atualidade. No Brasil, a NBR 15575 (2013) estabelece os padrões mínimossobre a eficiência das edificações no país, trazendo, entre critérios de estabilidade estrutural e vida útil, as diretrizes para obtenção do conforto térmico e acústico e da segurança contra incêndios. Nesse contexto, é crescente o número de pesquisas voltadas a investigar o emprego de agregados leves, como a vermiculita, que possui importantes propriedades, especificamente baixa condutividade térmica e elevada resistência ao fogo. Desse modo, a presente pesquisa buscou avaliar o desempenho térmico de argamassas no traço em volume 1:1:6, com adição de vermiculita expandida em porcentagens definidas de substituição ao agregado miúdo (25%, 50%, 75% e 100%). O procedimento experimental foi iniciado com a caracterização química, mineralógica, microestrutural e térmica da vermiculita, e com a caracterização física desta e da areia constituinte. Foi realizada a análise das propriedades de consistência, retenção de água, absorção por capilaridade, porosidade e resistência mecânica de cada mistura. A fim de determinar a eficiência energética do revestimento, foram realizados ensaios de caracterização térmica. Nos resultados do estado fresco e endurecido constatou-se que as argamassas contendo vermiculita expandida apresentaram maior consumo e retenção de água, menor densidade, redução da resistência mecânica e aumento da absorção por capilaridade e do índice de vazios. Na análise do desempenho térmico, nos sistemas de vedação com tijolos cerâmicos, quaisquer que sejam as argamassas utilizadas, todos atenderam aos requisitos de transmitância térmica exigidos pela NBR 15575 (2013), e apenas a argamassa com 100% de vermiculita não atendeu ao limite de capacidade térmica. No sistema com blocos de concreto, todas foram consideradas adequadas para os limites de capacidade térmica, mas para os de transmitância, apenas as argamassas com 75% e 100% estavam apropriadas. Desse modo, admite-se que a adição de vermiculita expandida resulta em argamassas com bom desempenho térmico, sendo a de 25% a mais indicada para utilização como revestimento por ter sido a que apresentou os melhores resultados termomecânicos.
Avaliação da influência da incorporação de metacaulim e das relações areia/ligantes e água/ligantes nas propriedades de concretos para impressão 3D
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-01-30) Diniz, Hugo Alessandro Almeida; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/6520068899102152; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Cabral, Kleber Cavalcanti; Bezerra, Ulisses Targino; Souza, Wendell Rossine Medeiros de
A impressão 3D de concreto (3DCP) é uma técnica de construção baseada na deposição de camadas sucessivas de um compósito cimentício sem a necessidade de fôrmas convencionais. Para aplicação da técnica, o compósito deve possuir a capacidade de passar em um bico de impressão e suportar as sucessivas camadas impressas. Esse método promove uma execução mais rápida e com menos desperdício, porém, existem poucos estudos para entender as habilidades citadas. Nesta perspectiva, o objetivo deste estudo é entender a influência da areia, da água e da incorporação de metacaulim nas capacidades de extrusão e construtibilidade de compósitos cimentícios para impressão 3D. A análise foi baseada em um planejamento estatístico experimental de misturas para aferição do efeito e interação das variáveis: teor de substituição do cimento por metacaulim, relação areia/ligantes e relação água/ligantes. Foram avaliadas 10 misturas através das propriedades de extrusibilidade, construtibilidade, reologia e resistência no estado endurecido. Para auxiliar na análise foram desenvolvidos os ensaios de vazão experimental e de estabilidade dimensional. O fator água/ligantes teve influência preponderante na capacidade de extrusão, sendo o componente responsável pela fluidificação dos materiais. O metacaulim reduziu a capacidade de extrusão, podendo ser utilizado como mecanismo de controle. Porém, a substituição parcial do cimento elevou a deformação pela redução da tixotropia, sendo negativo para a construtibilidade. O metacaulim também promoveu otimização do tempo de aplicação, por retardar a pega. A areia elevou a capacidade construtiva pelo aumento da coesão entre as partículas, porém, reduziu o tempo de aplicação por elevar a evaporação da água de mistura. Houve uma interação significativa entre areia e metacaulim, provocada pela redução do empacotamento, que influenciou na elevação da extrusão e redução da capacidade construtiva. Observou-se também que o processo de impressão e as deformações ocorridas, influenciaram na resistência final do bloco impresso. Ao fim, foi possível compreender o efeito de cada componente, bem como, propor novos ensaios e parâmetros: a relação areia/ ligantes 1:1,5 mostrou-se viável em todas as propriedades analisadas; misturas com 30% de metacaulim apresentaram construtibilidade e extrusão adequadas em maiores teores de água; o fator água/ ligantes abaixo de 0,37 mostrou-se inviável, impedindo a impressão das misturas M3 e M10; a tensão de escoamento máxima para possibilitar a impressão foi de 250 N; o espalhamento mínimo de 161 mm; e a vazão ideal em 20 ml/s.
Avaliação das propriedades elétricas de paredes de alvenaria convencionais na faixa de micro-ondas por um método não-destrutivo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-15) Praxedes, Maria Elizabeth Teixeira Santana; Cabral, Kleber Cavalcanti; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; https://orcid.org/0000-0001-7502-3002; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; http://lattes.cnpq.br/6076490376057428; Vasconcelos, Cristhianne de Fátima Linhares de; http://lattes.cnpq.br/3140725798737102; Souza, Wendell Rossine Medeiros de
As características de propagação de sinais de micro-ondas, como perda de potência e velocidade, em edificações determinam significativamente o desempenho operacional dos dispositivos móveis no interior dos prédios. Essas características são determinadas pelas propriedades elétricas das paredes que compõem as alvenarias dessas edificações. Dessa forma, avaliar a perda de potência provocada pelos principais materiais empregados em alvenaria, bem como as propriedades elétricas destes materiais, é fundamental para o projeto dos enlaces de comunicação sem fio indoor. Nesse sentido, esta pesquisa tem o objetivo de avaliar a atenuação de sinais de micro-ondas e as propriedades elétricas em diferentes materiais utilizados em alvenaria de edificações (blocos cerâmicos, blocos de concreto e paredes de gesso). Para isso, produziu-se três amostras de paredes de cada um desses materiais para fins de caracterização quanto a sua estrutura, organização microestrutural e propriedades elétricas. Foram determinadas a atenuação no sinal sem fio provocada por cada tipo de material, e as propriedades elétricas como permissividade elétrica, eficiência de blindagem e condutividade elétrica a partir de um esquema experimental de medição proposto neste trabalho. Os valores médios para coeficientes de atenuação em função da frequência para a faixa de operação dos principais serviços 5G e de Internet das Coisas (IoT) foram obtidos. Além disso, foi avaliada a dependência da atenuação do sinal sem fio com tipo de material e sua composição e a influência do tipo de revestimento das paredes na atenuação dos sinais. Os resultados indicaram que as paredes de blocos cerâmicos provocaram a maior atenuação do sinal, dentre todos os tipos de alvenaria analisados; enquanto que as paredes de gesso foram as que provocaram as menores atenuação. Quando comparadas as alvenarias de blocos não estruturais, verifica-se que as paredes de blocos de cimento apresentaram atenuações menores, quando comparadas às paredes em blocos cerâmicos. Após a análise das micrografias dos blocos cerâmicos e de cimento, pode-se afirmar que quanto maior o índice de vazios e a porosidade do material que a parede foi fabricada, menor era o valor de sua permissividade elétrica e por consequência menor é atenuação provocada nos sinais sem fio.
Avaliação de misturas cimentícias para impressão 3D com desempenho térmico otimizado
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-05-27) Araújo, Rísia Amaral; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; https://orcid.org/0000-0001-9265-9459; http://lattes.cnpq.br/4943415478697623; Gelamo, Rogerio Valentim; Nobrega, Ana Cecilia Vieira da; https://orcid.org/0000-0003-1118-1911; http://lattes.cnpq.br/3109732203611868; Cabral, Kleber Cavalcanti; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos
A impressão 3D de concretos (3DCP) tem ganhado forte impulso ao longo dos últimos anos. Porém, misturas capazes de otimizar o conforto térmico de estruturas impressas ainda precisam ser estudadas. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho é avaliar a influência do teor de substituição de areia natural por agregado leve de argila expandida (LECA) nas propriedades mecânicas e físicas de misturas à base de cimento Portland para 3DCP. As misturas foram formuladas a partir de um planejamento fatorial 2² tendo como fatores independentes o teor de substituição (%sub) de areia por LECA e a relação agregado sobre ligantes (a/b). A substituição da areia natural por LECA foi realizada em volume, em função da diferença de densidade entre eles. A técnica de Squeeze-flow, em conjunto com o ensaio de flow-table, foi utilizada para avaliar o comportamento reológico das misturas para 3DCP contendo agregados de até 1,2 mm de diâmetro máximo. Os resultados experimentais obtidos através do ensaio de squeeze-flow mostraram que a substituição de areia por LECA aumentou a tensão de escoamento e a viscosidade da mistura, o que resulta em aumento da construtibilidade sem deixar de apresentar trabalhabilidade equivalente a mistura de referência. Além disso, constatou-se que a substituição da areia pela LECA aumentou o isolamento térmico sem comprometer importantes propriedades estruturais, como resistência mecânica e porosidade. Por fim, o comportamento térmico dos compósitos foi modelado e foi encontrada uma equação dependente apenas do fator teor de substituição (%sub).
Avaliação de pastas de cimento reforçadas com fibras de basalto moídas para aplicação em poços de petróleo
(2018-12-21) Paiva, Luanna Carla Matias; Martinelli, Antonio Eduardo; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; ; ; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; ; Cabral, Kleber Cavalcanti; ; Sampaio, Zodinio Laurisa Monteiro;
A dispersão de fibras curtas à pasta de cimento pode melhorar a resistência à compressão e a energia à fratura de materiais cimentantes endurecidos. Este estudo tem como objetivo avaliar o efeito da adição de fibras de basalto moídas às pastas de cimento Portland. As fibras foram adicionadas em tamanhos médios variados e obtidos por moinhos de bolas. Inicialmente, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% (BWOC) e sílica flour 40% (BWOC), curadas por período de 7 dias sob diferentes temperaturas estáticas de fundo de poço (BHST): 80 °C (176 °F) e 300 °C (572 °F). Em seguida, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% e 10% (BWOC), e diferentes tipos sílicas, como sílica flour e/ou metacaulim, em teores de 30%, 35%, 40% e 45% (BWOC), curadas por 7 dias sob BHST a 80° C. A caracterização dos aditivos foi realizada por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios-X e termogravimetria. As propriedades mecânicas e a microestrutura das pastas endurecidas foram avaliadas por ensaios de resistência à compressão, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a moagem das fibras de basalto foi um método eficiente para ajustar o comprimento das fibras de lã de rocha, promovendo a mistura das pastas e, portanto, bombeabilidade adequada. Além disso, a rugosidade na superfície da fibra obtida após processo de moagem pode ser responsável por uma melhor aderência fibramatriz. As adições combinada de sílica e fibras de basalto melhoram a energia à fratura das amostras curadas a 80 °C, portanto abaixo da temperatura de retrogressão de resistência. Composição de pasta com fibras de basalto moídas 10% (BWOC) e sílica flour 30% (BWOC) revelou um material com alta energia à fratura e resistência à compressão, resultando em aumentos de ~ 36 J para ~ 52 J e ~ 28 MPa para ~ 37 MPa, respectivamente. A cura a 300 ºC resultou em significativo consumo de fibras por reações pozolânicas, as quais não foram evitadas pela adição de sílica flour. Portanto, o uso de fibras de basalto moídas por moinho de bolas pode ser uma solução econômica e ambiental, para melhorar a energia à fratura de pastas de cimento em poços de petróleo abaixo da retrogressão de resistência.
Avaliação do comportamento mecânico de misturas 3DCP com substituição parcial do cimento por fíler calcário e metacaulim em comparação aos materiais para alvenaria estrutural
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-10) Nunes, Gabrielly da Mota; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; https://orcid.org/0000-0001-9563-2534; http://lattes.cnpq.br/3904325866154130; https://orcid.org/0000-0002-5519-3714; http://lattes.cnpq.br/4353704757379392; Cabral, Kleber Cavalcanti; Carneiro, Arnaldo Manoel Pereira; Bezerra, Ulisses Targino
A impressão 3D gerou mudanças nos processos tradicionais, garantindo melhorias na eficiência e produtividade da construção. No entanto, poucos estudos dão enfoque à análise de misturas cimentícias de impressão 3D (3DCP) em grandes peças com a tipologia de parede de forma comparativa a sistemas construtivos convencionais e, ainda, fazem uso de alto teor de cimento para atingir a estruturação requerida. Com base nisso, o presente estudo tem como objetivo desenvolver blocos, prismas e miniparedes com misturas 3DCP com fíler calcário e metacaulim em substituição parcial ao cimento Portland, visando avaliar o comportamento mecânico desses elementos 3DCP em comparação a mistura referência, apenas com cimento, e ao sistema de alvenaria estrutural com blocos vazados de concreto. As misturas constituíram em até 50% de substituição do cimento por fíler calcário e metacaulim e também foram analisadas quanto ao seu desempenho no estado fresco e endurecido. Os resultados mostraram que os blocos, prismas e miniparedes produzidos com misturas 3DCP com substituição de cimento por fíler calcário e metacaulim apresentaram menor resistência à compressão em comparação à mistura referência, apenas com cimento, e maior resultado em comparação aos componentes de alvenaria estrutural com bloco vazado de concreto. As misturas 3DCP com fíler calcário e metacaulim apresentaram melhores índices de eficiência em relação ao consumo de cimento por MPa atingido, o que comprova a eficiência das misturas com fíler e metacaulim na capacidade de construir paredes para suportar os esforços usuais da alvenaria de vedação e estrutural.
Avaliação do concreto autoadensável com areia de RCD reforçados com fibras de aço e de polietileno submetidos ao ataque acelerado por cloretos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-11-01) Santos, Huedly Chaves dos; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; http://lattes.cnpq.br/3904325866154130; http://lattes.cnpq.br/4394966512161209; Cabral, Kleber Cavalcanti; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; Bezerra, Ulisses Targino
A geração de Resíduos da Construção e Demolição (RCD) vem crescendo a cada ano. Destinar corretamente este material é uma obrigação da sociedade. Uma solução é o seu reaproveitamento como agregado reciclado (AR) em concretos. Todavia, seu uso em substituição aos agregados naturais nos concretos mostra que há uma redução nas propriedades mecânicas e de durabilidade. Para amenizar esse problema, a adição de fibras ao concreto e o uso do concreto autoadensável (CAA) podem ser alternativas para melhorar o comportamento mecânico e de durabilidade, visto que o CAA utiliza baixas relações água/cimento. Recentes pesquisas têm intensificado o estudo de RCD em concretos estruturais com vista a entender o seu comportamento. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à penetração de íons cloretos em concretos autoadensáveis com adição de fibras de aço e polietileno comercial, aliado a substituição da areia natural por agregado miúdo reciclado de RCD, submetidos à ação acelerada em ciclos de molhagem e secagem em solução salina, bem como o comportamento mecânico à compressão, à flexão e à tenacidade. A definição do teor de fibras e aditivo superplastificante foi realizada por meio de um estudo de argamassas para em seguida verificar o comportamento do CAA no estado fresco. No estado endurecido foram avaliados os comportamentos à compressão antes e após os ciclos de molhagem e secagem em solução salina, e flexão e tenacidade somente após os ciclos de molhagem e secagem em solução salina. A qualidade dos CAA foi avaliada a partir da determinação do coeficiente de difusão de íons cloreto, penetração de cloretos, resistividade elétrica, absorção de água por imersão, porosidade aberta em cura úmida, além do MEV para verificar o estado das fibras após ciclos de agressão e rompimento dos CAA. O estudo das argamassas mostrou que foi possível obter CAA com classificação SF2 e SF3 de acordo com a NBR 15823 (ABNT, 2017) a partir de argamassas com espalhamento entre 280 mm ± 20 mm. A substituição do agregado miúdo natural pelo AR reduziu a resistência à compressão em todos os traços. A adição das fibras de aço aumentou a resistência à compressão, à flexão e a tenacidade do compósito em comparação com o concreto de referência com AR. A adição das fibras de polietileno comercial não apresentou aumentos significativos nas resistências à compressão e à flexão em comparação com o concreto de referência com AR, contudo à tenacidade apresentou aumento significativo. Os compósitos com fibras apresentaram maior porosidade e absorção de água por imersão, causados pela incorporação de fibras no concreto. A penetração dos íons cloretos foi maior nos concretos com fibras, bem como os coeficientes de difusão. Por fim, as fibras de aço no MEV não apresentaram evidências de corrosão, e as fibras de polietileno apresentaram desgaste superficial causado por solicitação mecânica.
Avaliação do efeito da substituição parcial do cimento por resíduo de calcário nas propriedades mecânicas e térmicas de concretos leves
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-29) Nunes, Valone Santos; Martinelli, Antonio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/5185108645341399; Costa, José Airton Cunha; ; Cabral, Kleber Cavalcanti;
O uso do concreto leve teve seu primeiro registro há mais de 3000 anos. Devido às suas propriedades térmicas, menor custo e maior capacidade de produção, esse tipo de concreto tem sido explorado em construções que demandam leveza e em estruturas de isolamento térmico de concreto aparente. Diante disso, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da substituição parcial do cimento por resíduo de calcário nas propriedades mecânicas e térmicas do Concreto Leve (CL), produzido com argila expandida e vermiculita expandida, como agregados leves. Além disso, também se utilizou areia fina quartzosa como agregado fino. Foram analisados o comportamento mecânico através de ensaios de resistência à compressão, módulo de elasticidade dinâmico e tração indireta por compressão diametral, e o comportamento físico através dos ensaios de absorção de água por imersão, índice de vazios, porosidade, massa específica, condutividade térmica, além de análise microestrutural (FRX e DRX) do resíduo de calcário. Para fins de comparação, um traço de concreto referencial foi confeccionado sem nenhuma substituição e, a partir dele, realizou-se a substituição parcial do cimento em 5%, 10%, 15%, 20% e 25%, por resíduo de calcário. Todos os concretos apresentaram densidade menor que 1000 kg/m³, com densidade máxima e mínima das misturas de 961 kg/m³ e 910 kg/m³, respectivamente. A condutividade térmica, medida nas amostras úmidas, apresentou valores de 0,453 a 0,593 W/(m.K). Já nas amostras secas, os valores para as mesmas amostras variaram entre 0,301 e 0,418 W/(m.K). A resistência à compressão variou entre 11,6 e 6,1 MPa, aos 28 dias. Outro fator importante considerado no estudo foi o consumo de cimento, o qual se manteve entre 262,5 e 350 kg/m³.
Caracterização das argamassas de revestimento históricas existentes na Usina Ilha Bela, localizada no município de Ceará Mirim, RN
(ANTAC, 2020-06) Martineli, Antonio Eduardo; Menezes, Adna Lúcia Rodrigues de; Cabral, Kleber Cavalcanti
Procurando manter a identidade de uma sociedade, a busca pela conservação do patrimônio cultural é fundamental. As edificações históricas são partes integrantes deste patrimônio, pois guardam evidências sobre a história construtiva da edificação, bem como métodos e materiais, o que é de suma importância para atender aos princípios de preservação desses bens. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo caracterizar as argamassas de revestimento da Usina Ilha Bela, RN. Para tal, foi realizada visita in loco para observação visual e registro fotográfico da edificação, e coleta de amostras de argamassas do prédio administrativo, balança e fábrica da Usina para posterior caracterização físico-química e mineralógica por meio de análise visual e técnicas analíticas em laboratório. A partir das análises constatouse que as argamassas estudadas são ricas em cal, com aglomerante de natureza calcítica e areia de origem silicosa, como agregado, com a presença de argila. Verificou-se a existência de diferentes traços para as argamassas, cujas relações aglomerante/agregado são: 1:4 até 1:9, dependendo do prédio e do local de extração das amostras. Desse modo, a partir das informações sobre as argamassas existentes é possível projetar uma argamassa de reconstituição compatível para realização da conservação desses monumentos históricos, ressaltando seus valores
Caracterização das argamassas históricas existentes na Usina de Ilha Bela localizada no município de Ceará Mirim/RN
(2019-02-22) Menezes, Adna Lúcia Rodrigues de; Cabral, Kleber Cavalcanti; Almeida, Maria das Vitórias Vieira; ; ; ; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel;
Procurando manter a identidade de uma sociedade, a busca pela conservação do patrimônio cultural é fundamental. As edificações históricas são partes integrantes deste patrimônio, pois guardam evidências sobre a história construtiva da edificação, bem como métodos e materiais, o que é de suma importância para atender aos princípios de restauro desses bens. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo caracterizar as argamassas de revestimento da Usina de Ilha Bela/RN. Para tal, foi realizada visita in loco para observação visual e registro fotográfico da edificação, e coleta de amostras de argamassas de revestimento para posterior caracterização físico-química e mineralógica por meio de análise visual e técnicas analíticas em laboratório, FRX, DRX, TG/DTG, determinação do teor de aglomerante por ataque ácido, granulometria, absorção de água por imersão e resistência à compressão. A partir das análises constatou-se que as argamassas estudadas são ricas em cal, com aglomerante de natureza calcítica e areia de origem silicosa, como agregado, com a presença de argila. As argamassas A01, A03, A04, A05 e A06 são constituídas de cal e areia, enquanto a argamassa A02 é constituída de cal, areia e argila. Cujas relações aglomerante/agregado são: 1:3 para as amostras A01 e A04, 1:8 para as amostras A02 e A03 e 1:6 para as amostras A05 e A06. Desse modo, a partir das informações sobre as argamassas existentes é possível projetar uma argamassa de reconstituição compatível para realização da conservação desses edifícios históricos, ressaltando valores históricos e culturais, contribuindo assim para a preservação desses monumentos do estado.
Desenvolvimento de compósitos para impressão 3D com consumo de cimento reduzido por meio de adições minerais
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-02-22) Barbosa, Marcella de Sena; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; Cabral, Kleber Cavalcanti; 67140335400; http://lattes.cnpq.br/3904325866154130; http://lattes.cnpq.br/4947955041560870; Nóbrega, Ana Cecilia Vieira da; http://lattes.cnpq.br/3109732203611868; Bezerra, Ulisses Targino
Recentemente, a impressão 3D de concreto (3DCP) vem ganhando destaque no setor da construção civil. Porém, de modo a atender aos requisitos de extrusão, as misturas 3DCP normalmente são dosadas com elevados teores de cimento Portland. Sendo assim, uma solução vista como promissora para tornar esta tecnologia mais sustentável é a redução do consumo de cimento através da substituição parcial por adições minerais. Em vista disso, a presente pesquisa tem como objetivo o desenvolvimento de compósitos para impressão 3D contendo diferentes percentuais de filer calcário e metacaulim como fração aglomerante das composições de análise. As misturas propostas englobam teores de substituição em 30% de filer calcário, 40% de filer calcário e 30% de filer calcário com 10% de metacaulim. No estado fresco, esses compósitos foram avaliados através dos ensaios de espalhamento, abatimento, densidade de massa, teor de ar incorporado, squeeze-flow e capacidade de construção. No estado endurecido, foram realizadas análises de resistência à flexão, compressão, aderência entre camadas, massa específica, índice de vazios e absorção de água por imersão. De um modo geral, as misturas demonstraram atendimento aos requisitos da impressora manuseada. Um destaque é dado ao compósito contendo 30% de filer com 10% de metacaulim que, com a quantidade ideal de água de amassamento, evidenciou uma boa qualidade de impressão e excelente capacidade de construção da peça impressa. Os traços contendo apenas filer apresentaram maior deformabilidade da mistura, sendo essa característica diretamente proporcional ao teor de incorporação desse material. O comportamento no estado endurecido, por sua vez, indicou estar relacionado com o consumo de cimento. Quanto maior esse parâmetro, melhor foi o desempenho mecânico. Em relação ao traço referência, as misturas contendo 30% de filer, 40% de filer e 30% de filer com 10% de metacaulim evidenciaram comportamentos de, respectivamente, -24,5%, -34,4% e -31,4% (resistência à flexão), -43,8%, -50,2% e -36,5% (resistência à compressão) e -2,2%, -19,5% e +0,5% (resistência de aderência entre camadas) aos 7 dias de idade. Além disso, o teor de índice de vazios e absorção de água por imersão se mostraram maiores conforme menor foi o valor de massa específica desses compósitos. É possível concluir, portanto, que existe a possibilidade em obter misturas imprimíveis com consumo de cimento reduzido e que se encontram em atendimento com requisitos necessários ao sistema de impressão utilizado.
Desenvolvimento de spin-off utilizando revestimento 3D estabilizado com gesso, cimento e CCA
(2019-06-28) Araújo, Andressa Galvão de; Lucena, Luciana de Figueiredo Lopes; ; ; Brandão, Gláucio Bezerra; ; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; Cabral, Kleber Cavalcanti;
A construção civil é um dos setores mais representativos do país correspondendo a cerca de 66,2% do PIB de toda cadeia produtiva do Brasil, dos quais a indústria e o comércio de materiais, juntos representam 20,4%, sendo responsável por um contingente de 992,7 mil pessoas ocupadas (GONÇALVES, 2017). De acordo com estudo feito pelo Serviço Brasileiro de Apoio as Micro e Pequenas Empresas (SEBRAE, 2017) a produção nacional de revestimentos cimentícios para paredes é de aproximadamente 225.000 m2 /mês. Considerando este cenário, buscou-se no presente trabalho avaliar a viabilidade técnica do revestimento a ser desenvolvido e a viabilidade econômica do desenvolvimento da spin-off que atuará no segmento de revestimentos. O revestimento de parede é inovador para o setor da construção civil, com qualidade técnica próxima dos revestimentos cimentícios, porém a base de gesso, que é uma matéria-prima com menor emissão de carbono que o cimento Portland. A spin-off pretende atacar o setor de materiais de construção civil, mais especificamente o comércio de revestimentos tendo como empresa mãe uma construtora de casas populares localizada em Extremoz/RN. Para o desenvolvimento do produto foram realizados ensaios de caracterização das propriedades física e química da mistura à base de gesso, com possibilidade de usar cinza da casca de arroz na sua composição, pois além de apresentar qualidade técnica superior ao revestimento de gesso puro traz maior sustentabilidade ao produto final. A análise do negocio foi realizada à luz de uma pesquisa de mercado e da avaliação econômica do modelo de spinoff proposto. A partir dos resultados foi possível constatar a efetividade da mistura a base de gesso como matéria-prima inovadora para revestimentos 3d, além de possibilitar um acordo com a empresa S BRASIL EMPREENDIMENTOS através de uma proposta comercial visando a aplicação dos revestimentos em pelo menos 20 casas do município de Extremoz num período de 6 meses.
Efeito da adição de cargas minerais leves na resistência mecânica de grautes para cimentação de poços offshore
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-07-22) Cabral, Kleber Cavalcanti; Martinelli, Antônio Eduardo; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; Almeida, Maria das Vitórias Vieira de; ; http://lattes.cnpq.br/7590200701773198; Santos, Maria Luiza Lopes de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/7052771233872451; Balaban, Rosângela de Carvalho; ; http://lattes.cnpq.br/7711521318854102; Bezerra, Ulisses Targino;
A preparação de pastas de cimento para poços offshore envolve a mistura de todos os componentes sólidos da pasta e a preparação da água de mistura feita na própria plataforma. O objetivo desse trabalho é apresentar um estudo de formulação de misturas secas prépreparadas, ou grautes, para a cimentação de poços offshore. Foi avaliado o efeito da adição de cargas minerais leves na resistência mecânica de grautes para cimentação primária inicial (até 400 m) com lâminas d água acima de 500 m. Foi realizada uma seleção de materiais leves e finos, em substituição aos agregados utilizados nos grautes da construção civil. Para a escolha dos materiais de partida, primeiramente foi realizado um estudo da atividade pozolânica de materiais de baixo custo, como resíduo cerâmico de porcelanato, sílica ativa e diatomita, por meio de difratometria de raios X e resistência mecânica à compressão. Verificou-se que as misturas com adição de resíduo de porcelanato e sílica ativa apresentaram maiores resistências nas primeiras idades. Com isso, foi desenvolvido um estudo da resistência mecânica à compressão de grautes com massa específica 1,74 g/cm3 (14,5 lb/gal), curadas, inicialmente, a 27ºC e compostas por cimento, resíduo de porcelanato e sílica ativa, aditivadas com anti-espumante. Os resultados revelaram que a mistura com 7% de resíduo de porcelanato e 7% de sílica ativa foi a que apresentou a maior resistência mecânica à compressão em ensaio realizado com 24 horas de cura. Escolhida a composição a ser estudada, ela foi adaptada às condições de poço offshore, cujos ensaios foram realizados a 4ºC. A mistura composta por cimento, 7% de resíduo de porcelanato e 7% de sílica ativa foi aditivada com acelerador de pega (CaCl2), anti-espumante e dispersante. Os ensaios revelaram que essa composição mostrou-se satisfatória quanto à resistência mecânica à compressão com 24 horas de cura, reologia, tempo de pega e volume de água livre
Efeito da hidroxipropilmetilcelulose em argamassas leves térmicas à base de vermiculita expandida
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-11-01) Nascimento, Raquel Ferreira do; Cabral, Kleber Cavalcanti; Lucena, Luciana de Figueiredo Lopes; 79819338468; http://lattes.cnpq.br/5893551656862490; http://lattes.cnpq.br/8387906402114241; http://lattes.cnpq.br/1446468062587290; Anjos, Marcos Alyssandro Soares dos; http://lattes.cnpq.br/3904325866154130; Souza, Wendell Rossine Medeiros de; http://lattes.cnpq.br/0678970930963155
Materiais cimentícios isolantes e de baixa densidade têm sido cada vez mais estudados visando a melhoria das condições de isolamento térmico em edificações e a possibilidade de redução do peso das construções. Uma das formas de desenvolver esse tipo de material é através da utilização de agregados leves ou aditivos que permitem, de forma direta ou indireta, a incorporação de ar. Dessa forma, o presente estudo tem como objetivo verificar a influência da utilização da hidroxipropilmetilcelulose (HMPC) nas propriedades térmicas e mecânicas de argamassas leves de revestimento à base de vermiculita expandida, com substituição da areia pelo agregado leve nas proporções de 0%, 20%, 40%, 60%, 80% e 100%, para conjuntos de argamassas com e sem HPMC, sendo o aditivo utilizado na proporção de 0,2% em relação a massa do cimento. Para a determinação das propriedades do estado fresco e endurecido das argamassas realizou-se os ensaios de resistência à compressão, à tração na flexão, à tração por aderência, absorção de água por imersão, densidade de massa, módulo de elasticidade e perda de água por evaporação. O desempenho térmico foi obtido através do método simplificado da NBR 15575-3 (ABNT, 2013) e por meio de um simulador. Os resultados indicam que a incorporação da HPMC provoca um aumento no índice de vazios do material, promovendo uma redução na resistência mecânica e no módulo de elasticidade. Tal fato não se constitui em um empecilho à sua utilização, pois, para uma argamassa de revestimento é importante que haja flexibilidade a fim de que se adquira maior possibilidade de absorver deformações. Nota-se ainda que a incorporação de HPMC produz uma argamassa de menor densidade de massa, refletindo em um material mais leve e com elevada capacidade de isolamento térmico, de tal maneira que a composição de 100% de vermiculita chega a isolar aproximadamente 20ºC, enquanto o sistema completo (argamassa+tijolo+argamassa) isola aproximadamente 43ºC, valores esses maiores quando comparados com a argamassa sem HPMC. Assim, conclui-se que a incorporação de HPMC possibilita um aumento no isolamento térmico em argamassas leves à base de vermiculita, em decorrência do aumento do índice de vazios proporcionado pela utilização do aditivo, influenciando diretamente nas propriedades mecânicas do material.
Efeito sinérgico de misturas vermiculita-lignosulfonato nas propriedades termomecânicas de argamassas de revestimento
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-01-29) Araújo, Andressa Galvão de; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/5134890528216134; Pinto, Erica Natasche de Medeiros Gurgel; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Cabral, Kleber Cavalcanti; Araújo, Rísia Amaral
Na atualidade, a busca por materiais de construção que promovam a eficiência energética em edifícios está se tornando cada vez maior, pois além de contribuírem para redução das emissões de gases do efeito estufa, eles também aumentam o conforto térmico e reduzem o consumo de energia. A substituição parcial de areia por agregados porosos, tais como a vermiculita expandida, apresentam grande potencial para modificação das propriedades térmicas das argamassas, com o melhoramento do isolamento térmico das construções. Contudo, agregados porosos também reduzem a resistência mecânica das argamassas. Para contornar essa dificuldade, aditivos plastificantes, tais como lignosulfonatos, podem ser empregados em conjunto com agregados porosos, para reduzir a água de amassamento das misturas, resultando em maiores resistências mecânicas e durabilidade das argamassas. Portanto, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito sinérgico da adição combinada da vermiculita expandida com um plastificante à base de lignosulfonato em argamassas de revestimento. Foram preparadas argamassas com traço 1:3 em volume, com substituição de 0%, 25% e 50% de areia por vermiculita expandida e adição de 0 e 2% de lignosulfonato. As argamassas resultantes foram caracterizadas no estado fresco medindo-se o índice de consistência e a densidade de massa fresca. No estado endurecido, foram avaliados a densidade de massa aparente, absorção de água, índice de vazios, módulo de elasticidade, resistência à compressão, tração na flexão e de aderência à tração. O isolamento térmico das argamassas foi avaliado medindo-se o gradiente de temperatura entre faces opostas de placas de argamassa de 26,5 x 20,0 por 1,5 cm de espessura. Observou-se que à medida que a concentração de vermiculita aumentou, a densidade das argamassas e suas resistências mecânicas diminuíram. A adição de 2% de plastificante na argamassa contendo 50% de vermiculita reduziu a quantidade de água de mistura, melhorando a resistência à compressão em 15% e à tração na flexão em 9%. O uso combinado de 50% de vermiculita e 2% de lignosulfonato resultou em um aumento do gradiente de temperatura entre as faces opostas das argamassas de 6,7 °C (argamassa com 0% de vermiculita e 0% de lignosulfonato) para 9,2 °C. Esse resultado confirma o efeito sinérgico da mistura vermiculita-lignosulfonato na formulação de argamassas com melhor efeito de isolação térmica e resistência mecânica adequada.
Estudo da influência da substituição parcial da areia natural pelo resíduo proveniente do corte de pedras ornamentais nas propriedades de argamassas para impressão 3D
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-06-30) Queiroz Júnior, Cleanto Carlos de; Martinelli, Antônio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; http://lattes.cnpq.br/9827437883024212; Cabral, Kleber Cavalcanti; Bezerra, Ulisses Targino
A substituição de matérias-primas naturais por resíduos, sobretudo na indústria da construção civil, tem sido bastante difundida, isso se dá pela redução do impacto ambiental negativo causado pela extração dessa matéria-prima, bem como pela redução de custo com a destinação adequada desses resíduos. De igual modo, tem crescido o número de pesquisas que estudam novos métodos construtivos, como é o caso da impressão 3D, uma alternativa para produção de materiais de forma inteligente, com menor custo e desperdício, além de menor tempo de produção. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da substituição parcial do agregado miúdo utilizado pelo resíduo do corte de pedras ornamentais (RPPO) nas propriedades de argamassas para impressão 3D. A substituição do agregado miúdo pelo RPPO foi feita nas proporções de 5%, 10% e 15%. Para a determinação das propriedades do estado fresco e endurecido das argamassas, realizou-se os ensaios de índice de consistência, bloco infinito, squeeze-flow, absorção de água, massa específica, índice de vazios, resistência à compressão e a tração na flexão. Além disso, realizou-se a caracterização física e química do RPPO por meio dos ensaios de granulometria, difratometria de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX). Os resultados indicam que a incorporação do RPPO aumentou a resistência mecânica, porém, também aumentou a absorção e o índice de vazios. Estes dois últimos aumentaram devido à presença majoritária de calcita no resíduo, o que ocasiona vazios internos na argamassa devido a sua alta porosidade. A densidade da argamassa no estado endurecido também diminuiu com a presença do RPPO, e isso ocorreu pelo aumento do número de vazios internos à esta. Assim sendo, a substituição parcial da areia natural pelo RPPO conferiu uma maior resistência mecânica à argamassa, mas também causa um aumento da absorção e do índice de vazios. Apesar do aumento do índice de vazios e da absorção, nos testes realizados, não ocorreu diminuição da resistência mecânica.

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