Avaliação da durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto utilizando a abordagem de mistura dois estágios

Silva, Carla Mabel Medeiros de Albuquerque e; Capuzzo, Valdirene Maria Silva

doi:10.1590/S1517-707620200001.0882

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Artigos • Matéria (Rio J.) 25 (1) • 2020 • https://doi.org/10.1590/S1517-707620200001.0882 copiar

Avaliação da durabilidade de concretos produzidos com agregados de resíduo de concreto utilizando a abordagem de mistura dois estágios

Evaluation of the durability of concretes produced with recycled concrete aggregates using the two stage mixing approach

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

A reciclagem da fração mineral de resíduos da construção civil é vista como uma potencial fonte de geração de agregados. Os Agregados de Resíduo de Concreto (ARC) são geralmente indicados para se utilizar na produção de novos concretos. No entanto, devido à argamassa antiga aderida aos ARC, estes possuem massa específica menor e maior porosidade quando comparado ao agregado natural. Na busca de melhorar a qualidade dos ARC, várias técnicas vêm sendo desenvolvidas, sendo uma das alternativas através da modificação da superfície. Este estudo objetivou verificar o efeito da substituição de 20 % de agregado graúdo natural por ARC e realizar a modificação da superfície dos ARC através da abordagem de mistura dois estágios. A substituição dos agregados foi realizada mantendo a distribuição granulométrica do agregado graúdo natural. O tratamento do ARC foi realizado no período de pré-molhagem com os teores de 25 e 100 % de cimento Port-land. Foram realizados ensaios para avaliar o comportamento dos concretos em relação às propriedades mecânicas e parâmetros de durabilidade. Ficou evidente que a utilização de 20 % de ARC na produção de um novo concreto produz efeitos negativos nas propriedades avaliadas quando comparado ao concreto conven-cional. O tratamento nos ARC através da abordagem de mistura dois estágios com 25 % de cimento Portland proporcionou melhoria no concreto quando comparado à abordagem de mistura normal. Por outro lado, a abordagem de mistura dois estágios com 100 % de cimento Portland prejudicou o comportamento do concreto. Foi concluído que a abordagem de mistura dois estágios com 25 % de cimento Portland mostrou-se como uma alternativa viável para proporcionar melhorias nos ARC. Além de resultar em um concreto com boas características de propriedades mecânicas e durabilidade, também viabiliza a utilização de agregados reciclados e não gera custo adicional no processo de produção do concreto.

Palavras-chave
concreto; agregado de resíduo de concreto; abordagem de mistura dois estágios; durabilidade

AUTOR	CARACTERÍSTICAS DA DOSAGEM	PRINCÍPIO DO TRATAMENTO	RESULTADOS
TAM, GAO e TAM [¹⁹19 TAM, V. W. Y., GAO X. F., TAM, C. M. “Microstructural analysis of recycled aggregate concrete produced from two-stage mixing approach”, Cement and Concrete Research, v. 35, pp. 1195-1203, 2005.]	Relação a/c: 0,45 Teor de substituição de ARC: 20 % e 30 %	- Abordagem de mistura dois estágios (two-stage mixing approach) –TSMA: 1º estágio de mistura: agregados miúdos + agregados graúdos (naturais e reciclados) + 50 % da água necessária + cimento Portland. 2º estágio de mistura: 50 % da água remanescente.	Ganho na resistência à compressão aos 28 dias de 21,3 % e 14 % para o concreto preparado com 20 % e 30 % de ARC, respectivamente, na abordagem TSMA, em comparação ao método de mistura normal - NMA (o qual adiciona todos os materiais de uma única vez).
TAM e TAM [²⁰20 TAM, V. W. Y., TAM, C. M. “Diversifying two-stage mixing approach (TSMA) for recycled aggregate concrete: TSMAs and TSMAsc”, Construction and Building Materials, v. 22, n. 10, pp. 2068–2077, 2008.]	Relação a/c: 0,45 Teor de substituição de ARC: 20 % e30 %	Abordagem de mistura dois estágios com sílica ativa – TSMAs: 1º estágio de mistura: 2 % de sílica ativa substituindo o cimento (na proporção de ARC utilizado) + ARC + 50 % da água necessária. 2º estágio de mistura: agregados miúdos e graúdos naturais + cimento Portland + 50 % da água remanescente.	Abordagem TSMAs: Ganho na resistência à compressão aos 28 dias de 1,97 % e 6,49 % para os teores de 20 % e 30 % de ARC, respectivamente, comparados ao método de mistura convencional.
	Relação a/c: 0,45 Teor de substituição de ARC: 20 % e30 %	Abordagem de mistura dois estágios com sílica ativa e cimento – TSMAsc: 1º estágio de mistura: cimento Portland (proporcionalmente à porcentagem de ARC) + sílica ativa (2 % em substituição ao cimento) + ARC + 50 % da água necessária. 2º estágio de mistura: agregados miúdos e graúdos naturais + restante do cimento Portland + 50 % da água remanescente.	Abordagem TSMAsc: Melhoria na resistência à compressão aos 28 dias de 12,87 % e 6,51 % para os teores de 20 % e 30 % de ARC, respectivamente, comparando ao método de mistura convencional.
ZHIHUI, SHOUDE, LING-CHAO et al. [²¹21 ZHIHUI, Z., SHOUDE, W., LINGCHAO, L., et al. “Evaluation of pre-coated recycled aggregate for concrete and mortar”, Construction and Building Materials, v. 43, pp. 191–196, 2013.]	Relação a/c: 0,48 Teor de substituição de ARC: 30 %	Os ARC foram adicionados em uma pasta de cimento Portland, uniformemente agitados e imersos durante o período de 5 a 10 minutos e poste- riormente foram secos ao ar natural. Comparou-se o efeito no concreto de 5 pastas distintas no processo de tratamento dos ARC, com o concreto produzido com ARC sem tratamento. (1) ARC sem tratamento (2) Cimento Portland e a/c de 0,5; (3) Cimento Portland e a/c de 0,6; (4) Cimento Portland e a/c de 0,7; (5) Cimento Portland e a/c de 0,8; (6) Cimento Portland e a/c de 1,0.	A resistência à compressão dos concretos com ARC tratados foram maiores do que a do concreto com ARC sem tratamento. Aos 28 dias, foram obtidos os seguintes valores: (1) ARC = 52,0 MPa (2) ARC – 0,5 = 57,0 MPa (3) ARC – 0,6 = 56,0 MPa (4) ARC – 0,7 = 57,2 MPa (5) ARC – 0,8 = 59,5 MPa (6) ARC – 1,0 = 58,0 MPa
GÜNE-YISI, GE-SOGLU, ALGIN et al. [²²22 GÜNEYISI, E., GESOGLU, M., ALGIN, Z., et al., “Effect of surface treatment methods on the properties of self-compacting concrete with recycled aggregates”, Construction and Building Materials, v. 64, pp. 172–183, 2014.]	Relação a/agl: 0,38 Teor de substituição de ARC: 100 %	Abordagem de mistura dois estágios: 1º estágio de mistura: cimento Portland + cinza volante + ARC. 2º estágio de mistura: Agregados miúdos e graúdos naturais.	O concreto preparado com ARC tratados pelo método dois estágios apresentou melhorias de 13 % e 10 %, aos 28 e 90 dias, respectivamente, comparado ao concreto com ARC sem tratamento.
KATZ [²³23 KATZ, A. “Treatments for the Improvement of Recycled Aggregate”, Journal of Materials in Civil Engineering, v. 16, n. 6, pp. 597–603, 2004.]	Relação a/c: 0,53 Teor de substituição de ARC: 100 %	Imersão dos ARC durante 24 horas em uma pasta composta por água, sílica ativa e superplastificante. Após as 24 horas, os ARC foram secos no forno, para a posterior aplicação no concreto.	Melhoria aos 28 dias de 13 % a 16 %, dependendo da resistência do concreto que deu origem ao ARC, comparado ao concreto com ARC sem tratamento.

COMPOSIÇÃO	CARACTERÍSTICA
CREF	Concreto referência (sem ARC).
CARC20-MN	Concreto com 20 % de ARC, utilizando o método de mistura normal (MN).
CARC20-DE100	Concreto com 20 % ARC, utilizando o método de mistura dois estágios (DE) com 100 % de cimento Portland.
CARC20-DE25	Concreto com 20 % ARC, utilizando o método de mistura dois estágios (DE) com 25 % de cimento Portland.

COMPOSIÇÃO	CREF	CARC20-MN	CARC20-DE100	CARC20-DE25
CIMENTO	1,00	1,00	1,00	1,00
AREIA	2,12	2,12	2,12	2,12
AGREGADO GRAÚDO RECI- CLADO	0,00	0,54	0,54	0,54
BRITA 19,0 MM	2,02	1,61	1,61	1,61
BRITA 12,5 MM	0,86	0,69	0,69	0,69
ADITIVO SP (%)	0,38	0,38	0,38	0,38
RELAÇÃO A/C	0,50	0,50	0,50	0,50
RELAÇÃO A/C EFETIVA	0,50	0,52	0,52	0,52

MATERIAL	PROPRIEDADES		RESULTADOS		MÉTODO
CP V – ARI	Massa específica (g/cm³)		3,00		ABNT NBR 16605:2017 [³⁷37 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). NBR 16605:2017 – Cimento Portland e outros materiais em pó – Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, 2017.]
	Índice de finura (%)		0,90		ABNT NBR 11579:2012 [³⁸38 _______. NBR 11579:2012 – Cimento Portland – Determinação do índice de finura por meio da peneira 75 μm (nº 200). Rio de Janeiro, 2012.]
	Tempos de pega	Início (min)	120		ABNT NBR NM 65:2003 [³⁹39 _______. NBR NM 65:2003 – Cimento Portland – Determinação do tempo de pega. Rio de Janeiro, 2003.]
	Tempos de pega	Fim (min)	175
Agregado miúdo natural	Dimensão máxima característica (mm)		4,80		ABNT NBR NM 248:2003 [⁴⁰40 _______. NBR NM 248:2003 - Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.]
	Módulo de finura (%)		2,49
	Massa específica (g/cm³)		2,65		ABNT NBR NM 52:2009 [⁴¹41 _______. NBR NM 52:2009 - Agregado miúdo - Determinação de massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro, 2009.]
	Massa unitária (g/cm³)		1,49		ABNT NBR NM 45:2006 [⁴²42 _______. NBR NM 45:2006 – Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro, 2006.]
Agregado graúdo reciclado	Dimensão máxima característica (mm)		12,50		ABNT NBR NM 248:2003 [⁴⁰40 _______. NBR NM 248:2003 - Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.]
	Módulo de finura (%)		5,02
	Massa específica (g/cm³)		2,58		ABNT NBR NM 53:2009 [⁴³43 _______. NBR NM 53:2009 – Agregado graúdo – Determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, 2009.]
	Absorção de água (%)		3,71
			BRITA 19	BRITA 12,5
Agregado graúdo natural	Dimensão máxima característica (mm)		19,00	12,50	ABNT NBR NM 248:2003 [⁴⁰40 _______. NBR NM 248:2003 - Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.]
	Módulo de finura (%)		6,69	6,00
	Massa específica (g/cm³)		2,75	2,71	ABNT NBR NM 52:2009 [⁴¹41 _______. NBR NM 52:2009 - Agregado miúdo - Determinação de massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro, 2009.]

COMPOSIÇÃO	CONSISTÊNCIA PELO ABATIMENTO DO TRONCO DE CONE (mm)	MASSA ESPECÍFICA (kg/m³)	CONSUMO DE CIMENTO (kg/m³)
CREF	150,00	2393,68	368,26
CARC20-MN	148,00	2381,75	367,31
CARC20-DE100	150,00	2269,47	349,99
CARC20-DE25	145,00	2294,04	353,78

COMPOSIÇÃO	RESISTIVIDADE ELÉTRICA VOLUMÉTRICA (kΩ.cm)	RESISTIVIDADE ELÉTRICA SUPERFICIAL (kΩ.cm)
CREF	9,33	11,60
CARC20-MN	6,83	8,10
CARC20-DE100	7,50	8,64
CARC20-DE25	7,65	10,52

COMPOSIÇÃO	RISCO DE CORROSÃO	RISCO DE CORROSÃO	CLASSIFICAÇÃO QUANTO A PENETRAÇÃO DE ÍONS CLORETO
COMPOSIÇÃO	CEB - 192	COST 509	AASHTO TP119:15
CREF	Alto	Alto	Moderada
CARC20-MN	Alto	Alto	Moderada
CARC20-DE100	Alto	Alto	Moderada
CARC20-DE25	Alto	Alto	Moderada

COMPOSIÇÃO	RISCO DE CORROSÃO	RISCO DE CORROSÃO
COMPOSIÇÃO	CEB - 192	COST 509
CREF	Baixo	Moderado
CARC20-MN	Alto	Alto
CARC20-DE100	Alto	Alto
CARC20-DE25	Baixo	Moderado

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