Concreto autoadensável produzido com resíduos de construção e demolição: propriedades mecânicas e reológicas

Abstract

O elevado consumo de recursos naturais e energia, associado ao expressivo montante de resíduos sólidos gerados pelas atividades de construção civil faz deste setor um dos maiores responsáveis por impactos ambientais. A reciclagem da fração mineral dos resíduos de construção e demolição (RCD), na forma de agregados, é vista como uma alternativa para a diminuição destes impactos. Isto posto, o objetivo deste estudo foi investigar a influência dos agregados reciclados nas propriedades reológicas, mecânicas, índices físicos e no acabamento superficial de concretos autoadensáveis (CAA). Para isso, foram analisadas oito composições de CAA, sendo empregados o método de Repette-Melo e o modelo de Alfred, que tem por base o conceito de empacotamento de partículas, para a dosagem dos concretos. Assim, foram estabelecidos dois traços de referência, compostos apenas por agregados naturais. As demais misturas utilizaram agregados miúdos e/ou graúdos reciclados em substituição aos agregados naturais, no teor de 20%, em massa. As propriedades do concreto fresco foram avaliadas no que diz respeito ao espalhamento, tempo de escoamento, habilidade passante e resistência à segregação. No estado endurecido foram determinadas as resistências à compressão e à tração por compressão diametral, o módulo de elasticidade estático, a absorção de água por imersão e por capilaridade, a massa específica e o índice de vazios. Neste estudo também foi realizada a caracterização reológica das pastas de cimento e das argamassas destinadas à produção dos CAA’s, por meio de reometria rotacional. A caracterização reológica de pastas, argamassas e concretos é uma forma adequada para avaliar o comportamento destes compósitos no estado fresco, podendo prover informações úteis que auxiliarão no processo de dosagem e controle de qualidade. Outra propriedade avaliada foi o acabamento superficial dos concretos e argamassas e a possível correlação deste com os parâmetros reológicos. Através dos resultados obtidos foi possível constatar perda de fluidez nas argamassas e concretos que empregaram agregados reciclados. No que tange as propriedades mecânicas, foram observados comportamentos distintos nos concretos produzidos com agregados reciclados: àqueles dosados pelo método de Repette-Melo não apresentaram decréscimo significativo destas propriedades; enquanto que, os concretos dosados com base no conceito de empacotamento de partículas exibiram grande redução nas propriedades mecânicas avaliadas. Os concretos produzidos com agregados reciclados ainda apresentaram aumento na absorção de água por imersão, no índice de vazios e na absorção capilar, quando comparados aos respectivos traços de referência. Foi possível observar boa correlação linear entre o acabamento superficial e a tensão de cisalhamento das argamassas. No caso dos concretos, o diâmetro de espalhamento foi a propriedade que melhor se correlacionou com a qualidade do acabamento superficial.

The high consumption of natural resources and energy, coupled with the significant amount of solid waste generated by the construction activities, makes this sector one of the most responsible for environmental impacts. The recycling of mineral fraction of construction and demolition wastes (CDW), in form of aggregates, is seen as an alternative to reduce these impacts. In this way, the aim of this study was to investigate the influence of recycled aggregates on the rheological, mechanical properties, physical indexes and surface finish of self-compacting concrete (SCC). For this, eight compositions of SCC were analyzed, using the Repette-Melo method and Alfred model, which is based on the concept of particle packing, for the mix design of concretes. Thus, two reference mixtures, composed only of natural aggregates, were established. The other mixtures used recycled fine and/or coarse aggregates instead of natural aggregates, at 20% by mass. The properties of fresh concrete were evaluated with respect to the flowability, viscosity (measure of the speed of flow), passing ability and segregation resistance. In hardened state, compressive strength, splitting tensile strength, static modulus of elasticity, water absorption by immersion and by capillarity, density and voids index were determined. In this study, rheological characterization of cement pastes and mortars destined to the production of SCC was also carried out using rotational rheometry. Rheological characterization of pastes, mortars and concretes is a suitable way to evaluate the behavior of these composites in fresh state, providing useful information that will aid in mix design process and quality control. Another property evaluated was the surface finish of concretes and mortars and the possible correlation of this with the rheological parameters. Through the results obtained it was possible to verify the loss of fluidity in mortars and concretes that used recycled aggregates. Regarding the mechanical properties, different behaviors were observed in concretes produced with recycled aggregates: those that were dosed by Repette-Melo method did not show a significant decrease of these properties; while the concretes dosed by the concept of particle packing exhibited a great reduction in mechanical properties. Concretes produced with recycled aggregates still showed an increase in water absorption by immersion, voids index and capillary absorption, when comparing to the respective reference mixtures. It was possible to observe a good linear correlation between surface finish and shear stress of mortars. In the case of concretes, the slump-flow was the property that best correlated with the quality of surface finish.