Propriedades físicas e mecânicas de concreto com utilização de cinzas leves

Abstract

Cada vez mais pode-se observar a preocupação de empresas em serem mais eficientes na fabricação de seus produtos. Isso contribui para um desenvolvimento econômico e sustentável das atividades industriais. No caso da indústria da construção civil, não é diferente, estudos e pesquisas trazem excelentes resultados na fabricação de produtos, utilizando resíduos em suas composições. Como na fabricação do concreto, por exemplo, utilizar as cinzas leves em substituição parcial ao uso de cimento. O uso desse resíduo contribui na redução de extração de componentes da natureza e causando um menor impacto ambiental. Contudo, o objetivo deste trabalho foi analisar as propriedades físicas e mecânicas de concretos com adição parcial de cinzas leves oriundas da queima de carvão. Para tanto, foram confeccionadas 4 formulações contendo 0, 10, 20 e 30% de cinzas em substituição ao cimento. Para a produção dos concretos, foram utilizados areia, cimento, cinza, brita, aditivo e água. Na produção dos corpos-de-prova, empregaram-se uma betoneira, uma balança de precisão e um kit slamp. Moldaram-se os corpos-de-prova com uma forma cilíndrica de 100 x 200 mm, aplicando uma camada de desmoldante para facilitar a retirada das amostras. Após o preenchimento dos moldes, aguardouse 48 horas para remover as peças e, então, submergi-las em água até serem posteriormente ensaiadas. Foram realizados os ensaios de compressão (ABNT NBR 5739) e módulo de elasticidade após 3, 7, 28 e 63 dias de cura. Para os ensaios de índice de vazios, massa específica (ABNT NBR 9778) e absorção de água por capilaridade (ABNT NBR 9779). Comparando-se os resultados de resistência mecânica à compressão após 3 e 63 dias, observou-se um esperado aumento na resistência, da ordem de 10% para as amostras sem cinzas, e de 88% para as amostras com adição de 30% de cinzas. Contudo, ao se analisarem os efeitos da adição de cinza após 63 dias, a adição de 30% de cinzas elevou em apenas 3% a resistência mecânica à compressão em comparação com os resultados das amostras sem cinzas. Em relação ao ensaio de absorção de água por capilaridade, no concreto com adição de cinza, com 63 dias de cura, pôde-se constatar resultados semelhante entre as amostras, com destaque para a amostra contendo 30% de cinzas, que apresentou uma absorção 11% menor do que a amostra sem cinzas. Esse fenômeno foi provavelmente ocasionado pelo menor índice de vazios, também medido para a amostra com 30% de cinzas. A relevância deste trabalho, do ponto de vista científico e industrial está em apontar às concreteiras a possibilidade de adquirir cimento puro e adicionar cinzas, reduzindo assim o custo do metro cúbico do concreto e contribuindo também com a redução de impactos ambientais e com a logística reversa na construção civil.

More and more companies are concerned about being more efficient in manufacturing their products. This optimized manufacture contributes to the economical and sustainable development of industrial activities. In the case of the construction industry, it is no different. Studies and research bring excellent results in manufacturing products using waste in their compositions. As in the manufacture of concrete, for example, using light ash in partial replacement of the use of cement. Using this residue contributes to reducing the extraction of components from nature and causing less environmental impact. The objective of this work was to analyze the physical and mechanical properties of concrete with the partial addition of light ash from coal burning. For this, 4 samples were made containing 0; 10, 20 and 30% of ash replacing cement. For the production of concrete, sand, cement, ash, gravel, additive and water were used. In the production of the specimens, we use a concrete mixer, precision scale, the slamp kit. The mixing of aggregates in the mixer first occurred with sand, gravel, and a little water, after we used cement and more water, then we used the plasticizer additive. After mixing, we did the slamp test, aiming to obtain a 160 mm slump. The specimens were shaped with a cylindrical shape of 100 x 200 mm, applying a layer of release agent to facilitate the removal of the samples. After filling the molds, it was waited 48 hours to remove the parts and then submerge them in water until they were later tested. The compression tests (ABNT NBR 5739) and modulus of elasticity were performed after 3, 7, 28 and 63 days of curing. For the tests of voids index, specific mass (ABNT NBR 9778) and water absorption by capillarity (ABNT NBR 9779) the results were collected at 74 and 73 days, respectively. Comparing the results of compressive strength after 3 and 63 days, an expected increase in strength was observed, of the order of 10% for samples without ash and 88% for samples with addition of 30% ash. However, when analyzing the effects of adding ash after 63 days, the addition of 30% ash increased the compressive strength by only 3% when buying the results of samples without ash. Regarding the capillary water absorption test, with the addition of ash, similar results can be seen between the samples, with special emphasis on the sample containing 30% ash, which showed an 11% lower absorption than the sample without ash, phenomenon probably caused by the lower voids index also measured for the sample with 30% ash. This work is relevant from a scientific and industrial point of view because concrete companies, for example, will be able to acquire pure cement and add ashes, thus reducing the cost of the cubic meter of concrete; in addition, it also contributes to the reduction of environmental impacts and reverse logistics in civil construction.