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Título: Low cement structural lightweight concrete with optimized multiple waste mix design
Título(s) alternativo(s): Concreto leve estrutural de baixo consumo de cimento com misturas otimizadas de resíduos
Autor(es): Sampaio, Zodinio Laurisa Monteiro
Palavras-chave: Concreto leve;Concreto leve estrutural;Resíduo de polimento de porcelanato;Resíduo de pedra calcária;Resíduo de borracha de pneu
Data do documento: 25-Abr-2017
Citação: SAMPAIO, Zodinio Laurisa Monteiro. Low cement structural lightweight concrete with optimized multiple waste mix design. 2017. 93f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Resumo: A alta demanda energética envolvida na indústria da construção civil e o crescente consumo do concreto, fez com que o concreto se tornasse a opção ideal para a reciclagem de subprodutos de várias industrias tais como: resíduo de polimento de porcelanato PPR; resíduo de borracha de pneu (TRR) e resíduo de pedra calcária (LSR). Esses resíduos frequentemente carecem de um tratamento adequando o que acaba contribuindo para a degradação do meio ambiente. Nesse sentido, o uso de subprodutos que irão aumentar o volume do concreto sem prejudicar muito as propriedades, pode ser uma opção bastante viável na produção de Concretos leves (CL) de baixo custo e sustentáveis. O objetivo geral desse trabalho foi analisar o comportamento mecânico e térmico de concretos leves estruturais (CLE) de baixo teor de cimento produzidos com argila expandida (AE) em substituição ao agregado graúdo e com adição de PPR, TRR e LSR em substituição a parte do agregado miúdo. Para tal foi usado inicialmente um planejamento fatorial 2³ para a escolha dos CLE com melhor desempenho em termos de consistência, propriedades mecânicas e massa específica real. Posteriormente foram realizadas reduções de 10, 20 e 30% de cimento nos CLE que apresentaram melhores desempenhos e caracterizados através de ensaios mecânicos. O melhor traço resultante da combinação de propriedades mecânicas com o consumo de cimento foi caracterizado mediante ensaios de: permeabilidade; resistência à flexão; TG/DTA; FRX; MEV; capacidade térmica; condutividade térmica e difusividade térmica. Por fim. Os resultados mostraram que teores de resíduos em torno de 21% apresentaram melhor combinação de propriedades. Mantendo os teores de resíduos em níveis ótimos foi possível produzir um CLE com boas propriedades reológicas, mecânicas e térmicas com um consumo mínimo de cimento.
metadata.dc.description.resumo: The high-energy demand involved in the construction industry and the increasing consumption of concrete made this material an ideal option for the recycling of by-products from various industries such as: porcelain polishing residue (PPR); tire rubber residue (TRR) and limestone residue (LSR). These residues often lack a treatment that contributes to the degradation of the environment. In this sense, the use of by-products that increases the volume of the concrete without damaging significantly its properties, can be a viable option in the production of low-cost and sustainable low-weight concrete (LWC). The main objective of this work was to analyze the mechanical and thermal behavior of structural lightweight concrete (SLWC) with low cement consumption, produced with expanded clay (EC) in replacement of the aggregate and with the addition of PPR, TRR and LSR to replace the small aggregate. For this purpose, a 2³ factorial design was used for the choice of SLWC with the best performance in terms of consistency, mechanical properties and density. Subsequently, reductions of 10, 20 and 30% of cement were performed on SLWC that presented better combination of properties and waste consumption and were characterized by mechanical tests. The best SLWC mix resulting from the combination of mechanical properties and cement consumption was characterized by permeability, flexural strength, TG/DTA, XRF, SEM, thermal capacity, thermal conductivity and thermal diffusivity. The results showed that residues contents around 21% presented better combination of properties. By maintaining the amount of residue at optimum levels it was possible to produce a SLWC with good rheological, mechanical and thermal properties with minimum cement consumption.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24353
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