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Title in Portuguese: Análise da viabilidade da fabricação de blocos intertravados de pavimentos de concreto com o uso de resíduos de termelétrica e de agregados reciclados da construção civil
Author: Silva, Webert Brasil Cirilo da
Advisor(s): Barroso, Suelly Helena de Araújo
Co-advisor(s): Cabral, Antonio Eduardo Bezerra
Keywords: Cinzas pesadas
Resíduos de construção e demolição
Blocos intertravados de pavimentos
Dimensionamento
Issue Date: 2020
Citation: SILVA, Webert Brasil Cirilo da. Análise da viabilidade da fabricação de blocos intertravados de pavimentos de concreto com o uso de resíduos de Termelétrica e de agregados reciclados da construção civil. 2020.202f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Universidade Federal do Ceará, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Transportes, Fortaleza, 2020.
Abstract in Portuguese: No estado do Ceará, ocorre uma considerável produção de resíduos, como cinzas pesadas, advindas da Usina Termelétrica do Pecém (UTP), bem como os Resíduos de Construção e Demolição (RCDs) oriundos do setor da construção civil que, de um modo geral, não recebem uma destinação adequada. Com o avanço da utilização de Pavimentos Intertravados (PIs) no Ceará, o uso de resíduos na fabricação dos Blocos Intertravados de Pavimentos (BIPs) é uma possibilidade de aplicação desses materiais. Dessa forma, o objetivo desta dissertação foi analisar as propriedades de BIPs, por meio do uso de resíduos de termelétrica e de agregados reciclados da construção civil, para verificar a viabilidade técnica, financeira e ambiental da fabricação dos blocos de concreto. Primeiramente, foram realizados ensaios ambientais nos materiais alternativos e ensaios de caracterização física nos outros agregados. Nessa fase, foram originados dez traços de concreto, sendo dois de referência e oito alternativos (seis misturas com cinzas e duas com agregados reciclados de RCD). Pôde-se constatar que a cinza apresentou uma concentração significativa do ânion fluoreto (F-) no ensaio de extrato lixiviado. Referente à areia de RCD utilizada, essa apresentou teores de cloretos e sulfatos abaixo do limite de 1 %. Na segunda parte do experimento, foi determinada, no concreto fresco, a consistência pelo método VeBe e realizados os ensaios de massa específica, rendimento e teor de ar. No concreto endurecido, moldaram-se BIPs tipo I (formato retangular). Todos os traços de concreto apresentaram BIPs com absorção de água média abaixo do limite de 6 % aos 28 dias de cura. No ensaio de Resistência à Compressão Simples (RCS), os valores foram inferiores ao mínimo de 35 MPa. Aos 28 dias, entre as misturas alternativas com relação água/cimento de 0,63, os BIPs com substituição de 50 % dos materiais convencionais por agregados reciclados de RCD apresentaram os resultados mais satisfatórios. Já, nos traços de concreto alternativos com relação água/cimento de 0,73, os maiores valores foram dos blocos com 20 % de brita 19 mm por cinza grossa. Sendo assim, observou-se que seria possível destinar alguns dos BIPs em áreas de menor solicitação de tráfego, como calçadas para pedestres. Na terceira parte da pesquisa, foi feito o dimensionamento, por meio de métodos empíricos e mecanístico-empíricos, de um PI idealizado com as misturas investigadas. Foi constatado, de modo geral, que as seções resultantes a partir do método mecanístico-empírico exigiram uma quantidade menor de materiais. Dessa forma, foi possível otimizar a espessura das camadas granulares do PI e, assim, tornar mais atrativo financeiramente o investimento nesse tipo de estrutura.
Abstract: In the state of Ceará, there is a considerable production of waste, such as bottom ash, from the Pecém Thermoelectric Plant (PTP), as well as Construction and Demolition Waste (CDW), from the civil construction sector, which, in general, do not receive an adequate destination. With the advancement of the use of Interlocking Pavements (IPs) in Ceará, the use of waste in the manufacture of Interlocking Pavement Blocks (IPBs) is a possibility of applying these materials. Thus, the objective of this dissertation was to analyze the properties of IPBs, using thermoelectric waste and recycled aggregates from civil construction, to verify the technical, financial and environmental feasibility of the manufacture of concrete blocks. First, environmental tests were performed on the alternative materials, and physical characterization tests on the other aggregates. In this phase, ten concrete mixtures were created, two of which are reference and eight alternatives (six mixtures with ash and two with recycled CDW aggregates). It was observed that the ash had a significant concentration of the fluoride (F-) anion in the leached extract test. Regarding the CDW sand used, it had chloride and sulfate contents below the limit of 1 %. In the second part of the experiment, the fresh concrete consistency was determined by the VeBe method, and specific density, yield and air content tests were performed. In hardened concrete, IPBs type I (rectangular shape) were molded. All concrete mixtures showed IPBs with average water absorption below the limit of 6 % at 28 days of curing. In the Simple Compressive Strength (SCS) test, the values were below the minimum of 35 MPa. At 28 days, among alternative mixtures with a water/cement ratio of 0.63, IPBs with 50 % replacement of conventional materials by recycled CDW aggregates showed the most satisfactory results. In the alternative concrete mixtures with a water/cement ratio of 0.73, the highest values were for blocks with a 20 % replacement of 19 mm gravel by coarse ash. Thus, it was observed that it would be possible to allocate some of the IPBs in areas with lower traffic, such as pedestrian sidewalks. In the third part of the research, the design was made, using empirical and mechanistic-empirical methods, of an idealized IP with the investigated mixtures. It was found, in general, that the resulting sections from the mechanistic-empirical method required a smaller amount of materials. In this way, it was possible to optimize the thickness of the granular layers of the IP and, thus, make the investment in this type of structure more economically attractive.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56811
metadata.dc.type: Dissertação
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