00003E72 - compressao

UNIVERSIDADE DO EXTREMO SUL CATARINENSE

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

MAIKO SANT’ HELENA

ESTUDO PARA APLICAÇÃO DE POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS)

EM CONCRETOS E ARGAMASSAS

CRICIÚMA, JULHO DE 2009

1


ESTUDO PARA APLICAÇÃO DE POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS)

EM CONCRETOS E ARGAMASSAS

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Engenheiro Civil, no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.

Orientador: Prof. MSc. Fernando Pelisser


2


APLICAÇÃO DO POLIESTIRENO EXPANDIDO (EPS) EM

CONCRETOS E ARGAMASSAS

Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado para obtenção do grau de Engenheiro Civil, no curso de Engenharia Civil da Universidade do Extremo Sul Catarinense, UNESC.


BANCA EXAMINADORA

Prof. Fernando Pelisser – Mestre – (UNESC) – Orientador

Leonardo de Brito Andrade – Doutor – (UNESC) – Banca

Michael Peterson – Doutor – (UNESC) – Banca

3

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus, por ter iluminado meu caminho, dando força quando

precisava.

Sou grato aos meus pais Antonio Agenor Sant’ Helena e Márcia

Alexandre Sant’ Helena, por te me incentivado e ajudado nas horas mais difíceis, e a

demonstrações de confiança nos meus estudos para a realização deste curso.

Meu irmão Thiago, companheiro de todas as horas e minha noiva Diana,

pela sua compreensão durante minhas ausências devido aos estudos.

Agradeço o Professor Fernando Pelisser, pela orientação e dedicação no

estudo deste trabalho e durante o curso.

Ao Pablo pelo apoio na realização dos ensaios laboratoriais.

Os meus colegas do curso de Engenharia Civil, Lucas, Marcos, Eder,

Tiago, Silvano, Charles, Cristiano e Sérgio, pela amizade e companheirismo.

Agradeço todos os professores do curso de engenharia civil pelo

conhecimento repassado.

4

“Mas na profissão, além de amar, tem de saber. E o saber leva tempo pra crescer”. Rubem Alves

5

RESUMO

Reconhecendo a problemática dos resíduos de poliestireno expandido (EPS), foram abordadas alternativas para o reaproveitamento deste na fabricação de materiais para construção. Neste sentido, a pesquisa procura mostrar as alterações nas propriedades do concreto com acréscimos de 20 e 40% de EPS e da argamassa com acréscimos 40 e 60% em relação ao volume. Nestas misturas realizou-se adição de cola branca de madeira (PVA). Para posterior avaliação, foram feito mais duas misturas de argamassa com acréscimo de 40% de EPS, sendo uma sem adição da cola, e outra com a substituição de 60% da areia por pó de brita. Foram fabricados corpos-de-prova prismáticos, para avaliar a possibilidade de aplicação destes blocos na construção de habitações de baixo custo. No estado fresco do concreto e argamassa foi realizado o ensaio do índice de consistência e no estado endurecido, resistência à compressão, módulo de elasticidade e massa específica. Com objetivo de avaliar o módulo de elasticidade, a resistência à compressão, foi definidos para duas idades, 14 e 28 dias. Os resultados mostraram a influência do acréscimo de EPS no concreto e argamassa, reduzindo significativamente a resistência à compressão, mas atingindo resultados satisfatórios para utilização dos blocos prismáticos de argamassa, com resistência de 9,14 MPa, aos 28 dias. Palavras-chave: Poliestireno Expandido. Concreto. Argamassa.

6

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 11

1.1 Justificativa ......................................................................................................... 12

1.2 Tema .................................................................................................................. 12

1.3 Problema de Pesquisa ........................................................................................ 13

1.4 Objetivos ............................................................................................................. 14

1.4.1 Geral ................................................................................................................ 14

1.4.2 Específicos ...................................................................................................... 14

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ............................................................................ 15

2.1 Poliestireno Expandido (EPS) ............................................................................ 15

2.1.1 Definição .......................................................................................................... 15

2.1.2 Características ................................................................................................. 15

2.1.3 Vantagens ....................................................................................................... 17

2.1.4 Desvantagens .................................................................................................. 18

2.2 Poliestireno Expandido na Construção Civil ....................................................... 19

2.2.1 Histórico ........................................................................................................... 19

2.2.2 Propriedades Mecânicas do EPS .................................................................... 20

2.2.3 Lajes ................................................................................................................ 21

2.2.4 Isolamento Térmico e Acústico ........................................................................ 23

2.2.5 Pisos Flutuantes .............................................................................................. 24

2.2.6 Blocos Vazados de EPS .................................................................................. 25

2.2.7 Juntas de Dilatação ......................................................................................... 26

2.2.8 Painéis Divisórios ............................................................................................ 27

2.2.9 Resistência ao Fogo ........................................................................................ 28

2.2.10 Pavimentações .............................................................................................. 29

2.2.11 Fundações ..................................................................................................... 30

2.3 Controle Ambiental do EPS ................................................................................ 30

2.3.1 Reciclagem ...................................................................................................... 31

2.4 Concreto ............................................................................................................. 34

2.4.1 Hidratação do Cimento .................................................................................... 35

2.4.2 Propriedade Mecânica ..................................................................................... 36

2.4.2.1 Resistência ................................................................................................... 36

7

2.4.2.2 Módulo de Elasticidade ................................................................................. 38

2.4.3 Porosidade ...................................................................................................... 39

2.4.4 Dosagem ......................................................................................................... 41

2.5 Concreto Leve Fabricado com EPS .................................................................... 42

2.5.1 Propriedades ................................................................................................... 42

2.5.2 Preparação e Mistura ...................................................................................... 43

2.5.3 Aplicações ....................................................................................................... 44

2.6 Desempenho de Edificações (Norma de Desempenho) ..................................... 45

3 PROGRAMA EXPERIMENTAL ............................................................................ 47

3.1 Características dos Materiais Constituintes ........................................................ 48

3.1.1 Cimento ........................................................................................................... 48

3.1.2 Agregado Miúdo e Graúdo .............................................................................. 49

3.1.3 Aditivo .............................................................................................................. 50

3.1.4 Poliestireno Expandido .................................................................................... 50

3.1.5 Cola Branca (PVA) .......................................................................................... 51

4 PREPARAÇÃO E PREPARO DAS AMOSTRAS DE CONCRETO E

ARGAMASSA .......................................................................................................... 52

4.1 Mistura ................................................................................................................ 52

4.2 Moldagem das Amostras .................................................................................... 53

4.3 Propriedades Física e Mecânica ........................................................................ 53

4.3.1 Consistência .................................................................................................... 53

4.3.2 Resistência à Compressão Axial do Concreto e da Argamassa ...................... 54

4.3.3 Módulo de Elasticidade .................................................................................... 55

4.3.4 Massa Específica ............................................................................................. 57

5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS .......................................... 58

5.1 Consistência ....................................................................................................... 58

5.2 Resistência à Compressão ................................................................................. 59

5.2.1 Concreto .......................................................................................................... 59

5.2.2 Argamassa ...................................................................................................... 60

5.3 Módulo de Elasticidade ....................................................................................... 64

5.3.1 Concreto .......................................................................................................... 64

5.3.2 Argamassa ...................................................................................................... 65

5.4 Massa Específica................................................................................................ 66

8

6 PROJETO E ESPECIFICAÇÃO DE MATERIAIS PARA APLICAÇÕES

ESPECÍFICAS .......................................................................................................... 68

6.1 Blocos de Argamassa para Alvenaria ................................................................. 68

6.2 Aplicação do Concreto para Contrapiso ............................................................. 69

7 CONCLUSÃO ....................................................................................................... 72

REFERÊNCIAS ........................................................................................................ 74

ANEXO A – Resultados Individuais do ensaio de resistência à compressão ........... 76

ANEXO B – Resultados Individuais do ensaio do módulo de elasticidade ............... 80

ANEXO C – Resultados Individuais do ensaio de massa específica ........................ 83

ANEXO D – Resumo dos materiais .......................................................................... 85

9

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1 – Variação da resistência à compressão e tração em relação à sua

densidade ................................................................................................................. 20

Figura 2 – Variação da resistência à compressão em relação à sua deformação .... 21

Figura 3 – Elemento de enchimento em laje nervurada e industrializada................. 22

Figura 4 – Elemento de enchimento em laje treliçada .............................................. 23

Figura 5 – Piso flutuante ........................................................................................... 24

Figura 6 – Blocos de EPS montados e concretados ................................................ 26

Figura 7 – Emprego do EPS em junta de dilatação .................................................. 27

Figura 8 – Paredes com painéis de EPS, com detalhe da tela de aço

eletrossoldadas ........................................................................................................ 27

Figura 9 – Aplicação do EPS em fundações de estradas ......................................... 29

Figura 10 – Processos implantados com sucesso para reciclagem do EPS ............ 33

Figura 11 – Interação dos fatores que influenciam a resistência do concreto .......... 36

Figura 12 – Diagrama tensão-deformação do concreto ........................................... 38

Figura 13 – Flocos de EPS ....................................................................................... 51

Figura 14 – Abatimento do tronco de cone ............................................................... 54

Figura 15 – Mesa para índice de consistência ......................................................... 54

Figura 16 – Representação esquemática do carregamento para a determinação do

módulo de elasticidade ............................................................................................. 55

Figura 17 – Resistência à compressão com relação ao acréscimo de EPS ............. 59

Figura 18 – Resistência à compressão da argamassa com relação ao acréscimo de

EPS .......................................................................................................................... 61

Figura 19 – Influência do tipo de argamassa na resistência à compressão ............. 62

Figura 20 – Resistência à compressão da argamassa com relação ao acréscimo de

EPS, para corpo-de-prova cilíndrico e tijolo .............................................................. 63

Figura 21 – Influência do tipo de concreto no módulo de elasticidade ..................... 64

Figura 22 – Influência do tipo de argamassa no módulo de elasticidade ................. 66

Figura 23 – Estimativa da resistência à compressão para o concreto ...................... 70

Figura 24 – Valores para 1m³ de concreto para contrapiso ...................................... 71

10

LISTA DE TABELAS

Tabela 01 – Características exigíveis para o EPS – NBR 11752 ............................. 17

Tabela 02 – Classes de resistência do grupo I ......................................................... 37

Tabela 03 – Classes de resistência do grupo II ........................................................ 37

Tabela 04 – Resumo das misturas do concreto (mantendo-se fixo o abatimento em

10+/-2cm) ................................................................................................................. 47

Tabela 05 – Resumo das misturas da argamassa .................................................... 47

Tabela 06 – Caracterização do cimento portland CPV-ARI RS ................................ 49

Tabela 07 – Características da areia ........................................................................ 49

Tabela 08 – Características do pó de pedra ............................................................. 50

Tabela 09 – Características da cola branca (PVA) ................................................... 52

Tabela 10 – Especificações dos moldes para os ensaios característicos ................ 53

Tabela 11 – Tolerância de tempo para o ensaio de compressão em função da idade

de ruptura ................................................................................................................. 56

Tabela 12 – Resultados da consistência .................................................................. 58

Tabela 13 – Resultados de massa específica e absorção de água. ......................... 67

Tabela 14 – Comparação para 1 m² de alvenaria .................................................... 69

11

1 INTRODUÇÃO

Atualmente uma das preocupações da construção civil é o

desenvolvimento sustentável que significa a capacidade de suprir as necessidades

da geração atual, sem comprometer a capacidade de atender as necessidades das

futuras gerações. É o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro.

Essa preocupação surgiu devido ao comportamento de consumo

inadequado, provocando vários efeitos colaterais. De acordo com Tessari (2006), o

desenvolvimento sustentável não nega a necessidade do progresso tecnológico.

Porém as nações industrializadas conseguiram o progresso desvinculando

temporariamente a humanidade da natureza, através da exploração sem controle da

biodiversidade e dos recursos finitos.

Desta forma, o desenvolvimento deve ser orientado buscando evitar

situações irreversíveis, realizando o adequado gerenciamento de resíduos.

A aplicação do poliestireno expandido (EPS) na construção civil está cada

vez maior, para diversos casos, devido sua baixa densidade e capacidade de

isolamento térmico.

O volume de resíduos de EPS gerado vem se constituindo em grande

preocupação, buscando-se possíveis aplicações deste material em concretos e

argamassas, verificando-se as alterações nas propriedades e apresentando

possibilidade de utilização como concreto para contrapiso e blocos de argamassa

com ou sem função estrutural.

Um dos objetivos deste trabalho visa às habitações de interesse social,

analisando-se desta forma, com emprego do EPS, a redução de custos com garantia

de propriedades satisfatórias.

Neste estudo foi executado um programa experimental com função de

avaliar o comportamento físico e mecânico do concreto e da argamassa com adição

de flocos de poliestireno expandido, através deste, comparar suas propriedades com

concreto e argamassas convencionais, denominados de referências.

12

1.1 Justificativa

No Brasil são produzidos 40 mil toneladas de poliestireno expandido

(EPS) por ano e grande parte vai para os lixões e aterros sanitários, ocupando muito

espaço nesses locais.

O poliestireno expandido (EPS) é composto 98% de ar e apenas 2% de

plástico, tornando-se inútil economicamente a sua reciclagem, pois no derretimento

do produto para reaproveitamento, perde-se grande parte da sua consistência como

matéria prima.

A finalidade desta pesquisa é a produção e análise de concreto leve e

argamassa para produção de blocos para habitações de baixo custo e de interesse

social, realizando ensaios técnicos para avaliar suas propriedades, principalmente

respeitando os padrões mínimos de desempenho, de acordo com a recente norma

nacional para edificações até cinco pavimentos.

O poliestireno expandido é um material de baixo custo, ótimo isolante

térmico e, além disso, sua leveza permite uma redução significativa do peso próprio

da construção e da quantidade de matérias primas utilizadas na construção.

Desta forma, neste trabalho será avaliada sua aplicação na construção

civil, visando solucionar um dos problemas das indústrias e comércios, que é o

descarte das embalagens, diminuindo-se assim, o impacto ambiental, e beneficiando

os órgãos públicos.

1.2 Tema

Estudo para aplicação de poliestireno expandido (EPS) em concretos e

argamassas.

13

1.3 Problema de Pesquisa

O poliestireno expandido (EPS) é muito usado na construção civil em

forma de blocos, geralmente encontrados com seções de 0,50x1,00m a 1,20x1,20m

e 2 a 6m de comprimento para lajes nervuradas. Conforme ABRAPEX (2006), este

material ganhou espaço por sua leveza, sendo que suas densidades variam entre os

10 – 30kg/m³, permitindo uma redução do peso próprio da construção, e melhorando

o conforto térmico, pois sua estrutura de células fechadas cheias de ar, dificulta a

passagem do calor, o que dá ao EPS um grande poder isolante.

Além dessas vantagens, é fácil de manusear, pois o EPS é um material

com o qual se pode trabalhar com as ferramentas habitualmente disponíveis,

garantindo a sua adaptação perfeita à obra.

Considerando essas vantagens do EPS, resta saber se ele atenderá aos

critérios normativos da construção civil, apresentando um isolamento térmico mais

eficiente, a resistência necessária, o isolamento acústico satisfatório, um baixo custo

do material e da execução das edificações, dentre outras necessidades que tornem

viável a sua utilização.

Através desta pesquisa serão realizados estudos a fim de viabilizar a

utilização do EPS na produção de componentes para construção civil para

aplicações específicas.

14

1.4 Objetivos

1.4.1 Geral

Avaliar as propriedades de componentes para construção civil produzidos

com poliestireno expandido (EPS).

1.4.1 Específicos

• Avaliar as propriedades físicas e mecânicas de concretos e

argamassas produzidas com adição de EPS;

• Especificar a composição de alguns traços de concreto, com a

respectiva quantidade de EPS, para algumas aplicações em construções;

• Quantificar a melhoria do material na capacidade de isolamento

térmico;

• Desenvolver um componente modular para a alvenaria de argamassa

com EPS, estudando o desempenho do material para utilização em habitações de

interesse social;

• Incentivar o uso de materiais mais eficientes, de acordo com os

critérios básicos da norma de desempenho de edificações (de maio de 2008 e

obrigatório a partir de maio de 2010);

• Desenvolver materiais de baixo custo, apontando a sua utilização em

sistemas construtivos aplicados em obras para habitações de baixo custo.

15

2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

2.1 Poliestireno Expandido (EPS)

2.1.1 Definição

O Poliestireno Expandido (EPS) é uma espuma formada a partir de

derivados de petróleo. É um plástico celular rígido onde seu produto final são

pérolas de até 3 milímetros de diâmetro que sofrem expansão em até 50 vezes do

seu tamanho original.

EPS é a sigla internacional do Poliestireno Expandido, de acordo com a definição da norma DIN ISSO-1043/78. O Material foi descoberto em 1949 pelos químicos Fritz Stastny e Karl Buchholz, quando trabalhavam nos laboratórios da Basf, na Alemanha. No Brasil, é mais conhecido como “isopor®”, marca registrada da Knauf que designa,comercialmente, os produtos de poliestireno expandido vendidos por esta empresa. (ABRAPEX, 2006, p. 7).

2.1.2 Características

O Poliestireno Expandido apresenta em seu volume até 98% de ar e 2%

de poliestireno. Conforme a ABRAPEX (2006), em 1m³ de EPS existem cerca de 70

milhões de células fechadas e cheias de ar.

O EPS apresenta algumas vantagens na construção civil, dentre elas se

destacam o isolamento térmico, a durabilidade, a dilatação térmica, a

impermeabilidade, a higiene e a facilidade de manuseio com relação a diversos

materiais de construção. O exemplo de sua utilização é nas lajes pré-moldadas, em

que substituem as tavelas cerâmicas, reduzindo custos não somente com sua fácil

aplicação, mas também nas cargas verticais na estrutura da obra.

Na fabricação do EPS, a matéria prima é sujeita a um processo de

transformação física, não alterando as suas propriedades químicas. Esta

transformação acontece em três etapas:

16

A expansão do EPS é efetuada, primeiramente, num pré-expansor

através de aquecimento por contato com vapor de água.

Disto resulta um granulado de partículas de EPS constituídas por

pequenas células fechadas, que é armazenado para estabilização.

Num segundo momento, dá-se o armazenamento necessário para

permitir a posterior transformação do EPS. Durante esta fase de estabilização, o

granulado arrefece, criando uma depressão no interior das células. Ao longo deste

processo o espaço dentro das células é preenchido pelo ar circundante.

Na última etapa da fabricação, o granulado estabilizado é introduzido em

moldes e novamente exposto ao vapor de água, o que provoca a soldagem do

mesmo dando origem a um material expandido, que é rijo e contém uma grande

quantidade de ar.

Para fabricar placas para a Construção Civil produzem-se blocos de EPS

em grandes moldes paralepipédicos.

Na fabricação de moldados de EPS, o granulado é insuflado para dentro

de moldes com a conformação das peças pretendidas.

A escolha do tipo de matéria prima e a regularição do processo de

fabricação permitem a obtenção de diversos tipos de poliestireno expandido, com

várias densidades, cujas características se adaptam às aplicações previstas.

17

Os blocos são identificados, conforme apresentado na Tabela 01:

Tabela 01 - Características exigidas para o EPS – NBR 11752.

PROPRIEDADES NORMA Unid. Tipos de EPS

Método de

Ensaio TIPO

1 TIPO

2 TIPO

3 TIPO

4 TIPO

5 TIPO

6 TIPO

7 Densidade Aparente NBR 11949 kg/m³ 10,0 12,0 14,0 18,0 22,5 27,5 32,5 Nominal Densidade Aparente NBR 11949 kg/m³ 9,0 11,0 13,0 16,0 20,0 25,0 30,0 Mínima Condutividade NBR 12094 W/m.K - - 0.042 0,039 0,037 0,035 0,035 Térmica Máxima (23ºC) Tensão por Compressão NBR 8082 Kpa ≥ 33 ≥ 42 ≥ 65 ≥ 80 ≥ 110 ≥ 145 ≥ 165 com de formação de 10% Resistência mínima ASTM C-203 Kpa ≥ 50 ≥ 60 ≥ 120 ≥ 160 ≥ 220 ≥ 275 ≥ 340 à flexão Resistência mínima EN-12090 Kpa ≥ 25 ≥ 30 ≥ 60 ≥ 80 ≥ 110 ≥ 135 ≥ 170 ao cisalhamento Flamabilidade NBR 11948 Material Retardante à Chama (Se material classe F)

Fonte: ABRAPEX, 2006, p. 8.

2.1.3 Vantagens

Não é conhecido o período de durabilidade do poliestireno expandido

(EPS). Porém, suas características impõem a sua correta aplicação de modo que

seja garantido um desempenho apropriado ao longo do tempo.

Necessita ser considerado a radiação solar direta, quando diversos tipos

de radiações que deterioram o EPS podem alterar sua estrutura química. Este

processo, entretanto, é lento e dependente da intensidade de radiação solar e do

tempo de exposição. Em conjunto, as radiações e as intempéries abreviam o

processo de deterioração.

Assim, devemos evitar aplicações em que o EPS fique exposto à radiação

solar direta. A estrutura celular do EPS igualmente é danificada por solventes ou

vapores destes.

Bem como outros materiais, o EPS expande e contrai em função da

alteração da temperatura a que estiver sujeito. A dilatação térmica linear pode ser

importante em algumas aplicações tais como, em câmaras frigoríficas e no

18

isolamento térmico pelo exterior, tendo a importância nas soluções construtivas a

tomar. Nestes casos recorre-se a emprego de placas de EPS com dimensões faciais

mais reduzidas.

Além de impermeável, é resistente à umidade, apresentando elevada

resistência à entrada do vapor, características que lhe atribuem uma grande

resistência à ação da água e da umidade, permitindo sustentar inalteradas as suas

qualidades.

Não desenvolve bactérias, nem libera substâncias, podendo estar em

relação direta com os materiais de construção, sem lhes alterar as características.

Desta forma, é um grande aliado à indústria da construção civil.

É um produto fácil para se trabalhar na construção civil, por usar as

ferramentas que, geralmente, são disponíveis em obras, garantindo a adequação

completa na construção. Além disso, sua leveza facilita o manuseio do mesmo,

abreviando todas as intervenções de circulação e aplicação, favorecendo o

rendimento da obra.

2.1.4 Desvantagens

A composição celular do EPS é afetada pelos solventes, sendo este

procedimento rápido com temperaturas elevadas. Portanto deve-se evitar o contato

ou apresentação a vapores destes produtos que serão descritos a seguir:

• Água, água do mar, soluções de sais;

• Materiais de construção correntes (cal, cimento, gesso);

• Soluções alcalinas;

• Betumes, produtos betuminosos diluídos com água;

• Soluções ácidas fracas;

• Sais, adubos;

19

• Ácido clorídrico 35%;

• Ácido nítrico 50%.

2.2 Poliestireno Expandido na Construção Civil

Esse material ganhou nos últimos 35 anos uma posição estável na

construção de edifícios, não apenas por suas características isolantes, mas também

por sua leveza, resistência, facilidade de trabalhar e baixo custo.

Atualmente, suas vantagens podem ser conferidas não apenas em lajes e

miolos de parede, mas também em detalhes decorativos de fachadas, na fabricação

de concreto leve e, especialmente, na fundação de estradas.

2.2.1 Histórico

Desde os anos 1990, o EPS vem ganhando espaço na construção civil.

Hoje em dia, o consumo mundial de EPS é de quase um milhão e duzentos mil

toneladas por ano, prevendo-se que 40% deste volume seja consumido na Europa.

Em Portugal, o poliestireno expandido (EPS) é aplicado principalmente na

construção civil, em placas e como acondicionado na indústria da embalagem,

sendo que tanto nas placas como em corpos moldados surgiu no final da década de

50, alcançando rapidamente a aceitação em qualquer desses setores.

O mercado português consume cerca de 1 % do consumo europeu, 60%

do qual na construção civil.

20

2.2.2 Propriedades Mecânicas do EPS

As características mecânicas mais fundamentais do poliestireno

expandido (EPS) relacionam-se com as classes de manuseamento e o bom

emprego, sendo a resistência à compressão, a resistência à flexão, a resistência à

tração e a fluência sob compressão.

Os valores da resistência estão relacionados principalmente com a

densidade do EPS. De uma maneira geral, os valores aumentam de uma maneira

linear com a densidade conforme apresentado na Figura 1.

Figura 1 – Variação da resistência à compressão e tração em relação à sua densidade. Fonte: http://www.tecnocell.com.br/eps.php?epsID=3.

Na compressão, o poliestireno expandido (EPS) proporciona um

desempenho elástico até a deformação atingir cerca de 2% da espessura da placa,

nesta circunstância uma vez removida a força que provoca a deformação, a placa

recupera a espessura original conforme representado na Figura 2.

21

Figura 2 – Variação da resistência à compressão em relação à sua deformação. Fonte: ABRAPEX, 2006, p. 26.

Acrescentando a força de compressão, supera-se o limite de elasticidade

e verifica-se uma deformação constante de parte das células que, portanto, não se

rompem.

2.2.3 Lajes

As lajes de uma edificação, devido a sua grande superfície, geralmente

são elementos estruturais que mais consomem concreto. Quando é laje maciça

chega a consumir quase dois terços do volume total da estrutura, portanto é muito

importante na hora de projetar pensar qual o tipo de laje terá um melhor benefício,

tendo em vista a obtenção de soluções técnicas e econômicas.

Há dois tipos de lajes nervuradas industrializadas, a laje pré-fabricada

unidirecional, e a laje nervurada bidirecional.

As lajes unidirecionais são recomendadas a execução de nervuras

transversais às nervuras principais, que terão a função de travamento, melhorando a

distribuição de cargas nas nervuras principais pelos carregamentos submetidos à

laje.

Geralmente é usado para preenchimento, blocos cerâmicos (tavelas) ou

blocos de concreto tendo uma participação expressiva no peso próprio da laje. Na

22

substituição das tavelas, usando blocos de EPS como enchimento da laje, reduz

consideravelmente o peso próprio da mesma, aliando a facilidade de manuseio da

mão de obra, tornando-se um ponto positivo com relação a outros materiais.

A laje bidirecional, que usa como enchimento o EPS entre as nervuras,

possui melhor comportamento estrutural se comparado com a laje unidirecional. São

caracterizadas por menor deslocamento (flechas) e melhor distribuição de cargas,

conseqüentemente, pela sua altura reduz consumo de concreto e armaduras

beneficiando o custo da obra.

A laje nervurada bidirecional é uma concepção recente, que usa o EPS como elemento de preenchimento entre nervuras. A solução permite vencer grandes vãos com lajes delgadas, econômicas e bem resolvidas estruturalmente. O alívio de peso próprio das lajes permite a redução de dimensionamento de toda a estrutura, o que se traduz em economia. (ABRAPEX, 2006, p. 10).

De acordo com a ABRAPEX (2006), o EPS pode ser fornecido em peças

prontas, geralmente no comprimento de 1 metro com a seção necessária à laje que

se vai montar. Seu corte é fácil e os pedaços eventualmente cortados servirão para

uso na mesma laje, com perdas quase nulas. A colocação se faz do mesmo modo

que os blocos cerâmicos, mas com menos esforço e com o transporte interno na

obra facilitado.

Na concretagem os blocos de EPS oferecem uma resistência que permite

o suporte de materiais e operários durante a concretagem das lajes. As Figuras 3 e

4 mostram duas aplicações do poliestireno expandido em lajes.

Figura 3 - Elemento de enchimento em laje nervurada e industrializada. Fonte: (ABRAPEX, 2006, p. 10).

23

Figura 4 - Elemento de enchimento em laje treliçada. Fonte: (ABRAPEX, 2006, p. 11).

2.2.4 Isolamento Térmico e Acústico

O parâmetro mais importante do poliestireno expandido (EPS) é a baixa

condutividade térmica, isso se deve à sua estrutura celular, constituída por milhões

de células fechadas com diâmetros de alguns décimos de milímetros.

O EPS é muito utilizado como isolante em telhados, paredes e

enchimentos de laje. O rendimento de energia por meio da cobertura representa

uma grande parcela de contribuição para o aumento da carga térmica no espaço

construído, além da cobertura, que recebe a radiação solar incidente.

As paredes também têm grande melhoria pelas trocas de calor entre o

ambiente externo e interno, pois alguns sistemas construtivos que contemplam a

utilização de EPS nos elementos de vedação, como forma de minimizar os efeitos

negativos decorrentes da insolação direta. O painel pré-fabricado tipo sanduíche é

uma das soluções, sendo composto por um núcleo em EPS de 8 cm de espessura

envolto em telas soldadas de aço e em camadas de concreto de 3,5 cm em cada

face.

Um dos materiais mais usados hoje em dia na construção civil, pelo seu

custo e benefício, para isolamento térmico de lajes impermeabilizadas, é o EPS. Sua

fixação é simples e obtém-se o isolamento esperado com espessuras bem finas,

pois não se admite, atualmente, que as lajes de cobertura sejam expostas ao sol

sem isolamento térmico, pois a dilatação deteriora a impermeabilização

rapidamente, e também ocasiona desconforto.

As condições para o isolamento acústico são diferentes. Conforme a

ABRAPEX (2006), o EPS, por ser composto de células fechadas, é um ótimo

isolante térmico, porém um mal isolante acústico. Deste modo, para se obter, por

24

exemplo, isolamento de ruído de impacto em lajes, há necessidade de um

tratamento do material, separando o lastro e o piso acabado, evitando-se qualquer

união rígida entre ambos. Esta solução construtiva em que se coloca o EPS tratado

denomina-se de pavimento flutuante.

2.2.5 Pisos Flutuantes

Os pisos flutuantes geralmente são usados em lajes de edifícios

residenciais, para atenuar os efeitos acústicos provocados pela vizinhança, dentre

outros ruídos externos a edificação. Aplica-se em cima da laje do edifício placas de

poliestireno expandido (EPS) com espessura mínima de 20 mm, tomando todo o

piso, e junto às paredes, faz-se um rodapé de EPS que ultrapasse 5 cm as placas

como demonstrado na Figura 5.

Sobre o EPS coloca-se o contrapiso e o piso de acabamento. Com este

procedimento a camada de poliestireno expandido envolve completamente o piso da

laje.

Figura 5 – Piso flutuante. Fonte: Tessari (2006, p. 14).

Um pavimento flutuante é constituído de maneira que se possam montar, sobre a laje bruta, placas de poliestireno expandido, próprias para

25

isolamento contra o ruído de passos, e sobre estas aplicar o papel alcatroado ou o filme de polietileno. Aplica-se depois, na construção de habitações de mais de um pavimento, pelo menos uma camada de pavimento flutuante de 3,5 cm de espessura, devendo, no entanto, ter-se claro que a camada do pavimento flutuante não pode ficar em contato, em nenhum ponto, com a laje ou alvenaria, a fim de evitar pontos sonoros. (ABRAPEX, 2006, p. 69).

As lajes sofrem impactos e atrito que produzem vibrações sonoras. Com

utilização do EPS (aplicado também em paredes) acrescenta-se conforto acústico

por meio de painéis. As paredes que dividem os apartamentos, feitas com duas

alvenarias com a metade da espessura prevista, e intercalando-se uma placa de

EPS entre ambas.

2.2.6 Blocos Vazados de EPS

A construção em larga escala de habitações de baixa renda pode

viabilizar o uso de tecnologias baseadas em materiais alternativos para alvenaria. É

o caso dos blocos de EPS vazados que, armados e preenchidos com concreto, irão

compor o fechamento da unidade residencial.

Estes blocos são de alta densidade que permite a colocação rápida. Este

sistema reduz a mão-de-obra, o desperdício e o tempo de construção, oferecendo

maior controle das dimensões e alinhamento das paredes, promovendo também um

isolamento térmico e acústico não obtido nos sistemas convencionais.

Conforme a ABRAPEX (2006), os blocos têm paredes com 40 mm de

EPS em ambas as faces, sendo fornecidos nas dimensões de 1200 x 300 x 140 mm,

podendo ser facilmente recortados, de acordo com o projeto.

Na montagem, os vazios dos blocos são preenchidos com concreto,

especificado o traço, de acordo com o tipo de edificação. A cada fiada de blocos

coloca-se uma barra de aço fina, amarrada nas barras verticais, repetindo-se esta

operação até a altura da laje, que também possui enchimento em EPS. A Figura 6

mostra a montagem de blocos de EPS.

26

Figura 6 – Blocos de EPS montados e concretados. Fonte: http://www.revistatechne.com.br/engenharia-civil/136/artigo95948-3.asp.

Após as instalações, os revestimentos são executados respeitando-se os

vãos das portas e janelas. O revestimento com azulejos realiza-se no final, após a

fixação dos caixilhos e esquadrias. Os forros e pisos são colocados de forma

convencional.

2.2.7 Juntas de Dilatação

A junta de dilatação pode ser definida como sendo uma separação entre

duas partes de uma estrutura para que estas partes possam movimentar-se, uma

em relação à outra, sem que haja qualquer transmissão de esforço entre elas.

A estrutura de concreto com extensão superior a 35 metros necessita de

juntas de dilatação. A aplicação dessas juntas é facilitada se o produto utilizado for

durável e elástico, para poder conservar-se no local depois da concretagem.

27

A Figura 7 apresenta a utilização do EPS em junta de dilatação.

Figura 7 – Emprego do EPS em junta de dilatação. Fonte: (ABRAPEX, 2006, p. 84).

2.2.8 Painéis Divisórios

É um dos sistemas construtivos desenvolvidos para produzir painéis

autoportantes para a construção civil.

Kiesewetter (2007) diz que a construção das paredes requer a montagem

de grandes painéis compostos de chapas de EPS com densidade em torno de

15 kg/m³ de no mínimo 80 mm, que são cortadas de acordo com a especificação de

cada projeto. A Figura 8 mostra os painéis de poliestireno expandido aplicados para

construção de uma casa.

Figura 8 – Paredes com painéis de EPS, com detalhe da tela de aço eletrossoldadas. Fonte: (Kiesewetter, 2007, p.101).

28

Os painéis monolíticos de EPS interagem sem problemas com outros

materiais, devendo-se evitar apenas os solventes. E geralmente, as obras com

paredes e lajes de bloco de EPS reforçados e revestidos empregam os mesmos

materiais utilizados na construção civil convencional.

2.2.9 Resistência ao Fogo

Sendo o poliestireno expandido (EPS) um produto plástico, é um material

combustível, porém existe o EPS tipo F, que não é inflamável. Denominado auto-

extinguível, contém ainda um inibidor de combustão que, em contato com alguma

chama, contrai, atrapalhando a sua ignição.

Em seguida uma exposição demorada à chama é que se pode dar a

ignição do material, embora o alastramento da chama seja sucessivamente muito

restrito, é notável que, para a estimativa da contribuição do EPS em situações de

incêndio, seja mais importante avaliar o desempenho do conjunto dos materiais

componentes da construção e a sua composição, o que vem causar a sua eventual

taxa de risco em caso de incêndio.

Quando utilizado nas construções, deverá ser revestido por camadas de

produtos não combustíveis. Sempre que não for revestido por materiais

incombustíveis e resistentes ao fogo, será necessária a utilização do EPS tipo F, não

inflamável.

Neste caso, o produto não forma qualquer risco adicional de incêndio para

uma construção, devido à sua baixa densidade e ao caso de não ser combustível,

não espalhando a chama. Devem-se considerar os revestimentos ou colas das

camadas de poliestireno expandido, que podem alterar a reação do material ao fogo.

Análises biológicas sobre a toxicidade dos gases provocados pela

combustão do poliestireno expandido mostram que o único influente tóxico é o

monóxido de carbono. O risco para a saúde deste gás é baixo, em relação aos

gases liberados pela combustão de outros materiais freqüentemente presentes nas

construções.

29

2.2.10 Pavimentações

Lugares com solos de baixa capacidade de carga são normais,

ocasionando problemas de fundação nas construções, especialmente nas estradas

e outras infra-estruturas. Pelo alto preço na mudança e compactação de solo ou nas

fundações profundas, na Europa e no mundo atualmente está se difundido, o

processo de aterro com poliestireno expandido (EPS), especialmente no Brasil.

Por cima do solo limpo, coloca-se uma camada de areia nivelada para

receber os blocos de EPS, que são colocados com juntas desencontradas. Assenta-

se outra camada sobre a primeira, e assim consecutivamente, desenvolvendo um

tronco de pirâmide para espalhar a carga da estrada em uma área ajustada com a

resistência mecânica do solo. A Figura 9 mostra aplicação do EPS como alternativa

para evitar o alto custo de compactação do solo.

Figura 9 – Aplicação do EPS em fundações de estradas. Fonte: (ABRAPEX, 2006, p.84).

No final do processo, os blocos são cobertos com um filme de EPS para

protegê-los de eventual dispersão de solventes, que possam atacá-los. A base da

pavimentação logo pode ser preparada e nas laterais coloca-se terra para plantio

das encostas. Concluída a pavimentação, obtêm-se estradas de baixo custo de

manutenção. Em locais alagadiços, devem-se fazer drenos no pé do aterro para

evitar a ação do empuxo nos blocos.

30

2.2.11 Fundações

É utilizado o poliestireno expandido (EPS) nas fundações

proporcionando um isolamento térmico dos parâmetros enterrados, abaixo do nível

do solo, para isso consiste no bom emprego de placas de EPS pelo exterior dos

muros e fundações enterradas.

O sistema traz vantagens permitindo níveis de isolamento térmico no

perímetro de pavimento e edifícios, protegendo da umidade do solo, desde que a

camada de poliestireno expandido esteja integrada a um sistema de

impermeabilização e drenagem, este recurso é adequado à integração com sistemas

de isolamento térmico pelo exterior de paramentos.

2.3 Controle Ambiental do EPS

O poliestireno expandido (EPS) é empregado para diversas funções na

construção civil (concreto leve, argamassa, peças para lajes, blocos, etc.), além de

outras aplicações, em embalagens de eletrodomésticos e câmaras frigoríficas.

O EPS é um material que pode ser totalmente reciclado, para voltar à

condição de matéria-prima. Não contamina o solo, o ar e a água. Contudo sua

fabricação e utilização não geram risco à saúde e ao meio ambiente. Mas há uma

preocupação quanto ao descarte deste material comentado por Tessari (2006, p. 51-

52).

Atualmente, um dos maiores desafios da humanidade é a prevenção e o controle da poluição ambiental. Dentre as diversas formas de poluição, uma das mais preocupantes é a representada pelos resíduos sólidos, em especial o resíduo plástico, da qual o EPS faz parte, pois sua degradação espontânea demanda muito tempo e ocupa muito espaço nos locais de destinação final.

Esta dificuldade enfrentada por diversas cidades grandes, bem como

pelas capitais, causa muitos problemas e está saturando os aterros sanitários.

31

O EPS sozinho não polui nem contamina a terra, porém seu processo de

decomposição é lento, ocupando locais de utilização pública, por exemplo,

delimitando o espaço útil dos lixões.

2.3.1 Reciclagem

Atualmente, tem se comentado sobre a importância da reciclagem e a

necessidade de descartar perfeitamente a variedade de materiais, tais como vidro,

papel, alumínio e plástico. No entanto, determinados resíduos ainda provocam

incertezas no momento do seu rejeito, sendo o poliestireno expandido um desses

materiais, em que há o descarte sem o conhecimento das possibilidades de

reaproveitamento.

Apesar de ser totalmente reciclável, as dificuldades deste processo são

inúmeras, a começar pelo seu transporte porque apesar do EPS ser um produto

leve, ocupa muito espaço. Deste modo, mesmo sendo tecnicamente reciclável, a

situação de ser expandido, torna seu transporte e armazenamento mais difícil.

Atualmente, são consumidos 2,5 milhões de toneladas do poliestireno

expandido (EPS) no mundo e no Brasil, nos últimos dez anos, teve um crescimento

de 300% do consumo deste material, atingindo uma produção de quarenta mil

toneladas, porém, apenas cinco mil toneladas são recicladas.

A reciclagem e o reaproveitamento do EPS podem acontecer de diversas

formas. Uma delas, que vem sendo muito adotada, é a utilização na construção civil,

por suas características, o EPS pode ser aproveitado na fabricação de concreto

leve, de tijolo leve poroso e de argamassa. A utilização do EPS na construção civil

deixa o custo da habitação mais econômica e para muitas empresas é até um

promotor de vendas, pelas suas propriedades.

Outro processo de reciclagem do poliestireno expandido é primeiramente

a quebra em tamanhos menores. Posteriormente o material é aglutinado, por meio

de exposição ao calor e ao atrito. Em seguida o material é colocado na extrusora,

onde é contido a novo aquecimento, em temperaturas controladas, até seu

derretimento. Nesta situação, o poliestireno expandido é homogeneizado e

transformado em filetes, na forma de espaguete, sendo resfriados e secos, os filetes

32

passam por uma máquina de picotes, que transforma o poliestireno expandido (EPS)

em grânulos.

Assim, depois desses processos, o poliestireno expandido (EPS) está

pronto para ser reutilizado em diversas formas e formatos, atendendo à necessidade

do mercado.

Entretanto, ainda pelas diversas formas de se reciclar o poliestireno

expandido (EPS), há uma exclusiva forma de reciclagem em ampla quantidade

deste material, que é através do termobloco, tecnologia desenvolvida em Santa

Catarina.

O termobloco é um bloco pré-moldado, á base de cimento, poliestireno

expandido (EPS) e aditivos que não só causam melhoria á natureza, além disso a

quem utiliza, pois diminui o consumo com estrutura, adicionando o conforto térmico

e abatendo drasticamente o consumo de energia com ar condicionado.

Existem vários processos para reaproveitamento e reciclagem de

resíduos de EPS, a Figura 10 apresenta um fluxograma dos processos de

reciclagem do EPS.

33

Figura 10 – Processos implantados com sucesso para reciclagem do EPS. Fonte: ABRAPEX, 2000 apud Tessari, 2006, p. 56.

34

2.4 Concreto

O concreto é a mistura de água, cimento e agregados. Quando

endurecido tem ótima resistência à compressão, mas resistência insignificante à

tração. Para efeito de cálculo a NBR 6118 (2003) considera o peso específico do

concreto adotado em 2400 kg/m³.

No concreto há possibilidades do uso de aditivos para melhorar algumas

condições, como retardar o endurecimento, aumentar a trabalhabilidade para melhor

adensamento.

A consistência, trabalhabilidade e homogeneidade são propriedades

importantes do concreto no estado fresco. A consistência corresponde a sua

deformabilidade e varia em geral com a quantidade de água empregada,

granulometria dos agregados e uso de aditivos. A trabalhabilidade que depende da

incorporação de aditivos, da granulometria dos agregados e principalmente da

relação água/cimento. E a homogeneidade que é a garantia de dispersão dos

agregados na massa, estando totalmente envolvidos pela pasta.

Os cimentos são substâncias ligantes, que de acordo com Kihara e

Centurione (2005) após entrarem em contato com a água é submetido a processos

de transformações químico-mineralógicas, que contribuem para agregar e consolidar

os agregados.

O cimento portland é o aglomerante mais utilizado na produção do

concreto, obtido da moagem do clínquer ao qual é adicionado gipsita (CaSO4). O

clínquer é obtido da queima a altas temperaturas de uma mistura de calcário e

argila. Desta forma o cimento portland é formado essencialmente por compostos que

possuem cálcio e sílica em sua composição. Outros materiais ( 32OAl e 32OFe )

surgem como impurezas.

O tipo de cimento a ser escolhido depende das especificações da obra.

Como exemplo a necessidade de endurecimento lento, normal ou rápido que varia

com o tipo: CP I: cimento portland comum, quando não se exige propriedades

especiais do cimento; CP II: cimento composto; CP III: cimento de alto forno; CP IV:

cimento pozolânico; CP V: cimento de alta resistência inicial.

35

A dosagem do concreto é a proporção dos materiais do concreto, para se

obter um desempenho que atenda a requisitos já estabelecidos. O concreto deverá

ser dosado de modo a assegurar, após a cura, a resistência indicada no projeto

estrutural.

2.4.1 Hidratação do Cimento

Paulon (2005) comenta que Le Chatelier (1904) foi quem primeiro propôs

o mecanismo pelo qual a pasta de cimento se hidrata. Ocorrendo inicialmente o

fenômeno químico de hidratação dos compostos; em seguida, o fenômeno físico de

cristalização dos hidratos e, logo após, o entrelaçamento de fibras cristalinas.

O enrijecimento da pasta é caracterizado pela hidratação dos aluminatos

e a evolução da resistência é realizada pelos silicatos.

O cimento portland, hidratado sob condições normais, permite o desenvolvimento de várias formas morfológicas de gel de silicato de cálcio hidratado (abreviado como C-S-H); de hidróxido de cálcio; de etringita ou etringita na fase AFt; de monosulfoaluminato de cálcio hidratado ou associado a fase AFm e, ocasionalmente, a pequenas quantidades de outras fases. É geralmente considerado que o C-S-H constitui a maior proporção do sistema e que as fases AFt e AFm estão presentes em quantidades menores. (PAULON, 2005, p. 587).

Considerando o cimento uma mistura heterogênea de vários compostos,

o processo de hidratação consiste de reações simultâneas ocorrendo entre os

compostos de anidros e a água.

Os aluminatos hidratam mais rápido que os silicatos. A perda de

consistência e a pega da pasta de cimento estão diretamente ligadas às reações

envolvem os aluminatos. Os silicatos, por sua vez, têm papel dominante nas

características de endurecimento.

Na hidratação dos aluminatos a reação com o C3A com água é imediata e

por isto há necessidade da adição de sulfato para retardar a reação. A hidratação

dos silicatos se dá algumas horas após o início da hidratação do cimento. A

hidratação do C3S e do C2S origina silicatos de cálcio hidratados que possuem

composição química muito variada e são representados genericamente por C-S-H e

36

hidróxido de cálcio Ca(OH)2 , compostos estes que preenchem o espaço ocupado

pela água e pelas partículas do cimento em dissolução.

2.4.2 Propriedade Mecânica

2.4.2.1 Resistência

Muitos são os fatores que influenciam a resistência mecânica do concreto.

De acordo com Mehta & Monteiro (1994 apud JACHINTO e GIONGO, 2005), devem-

se considerar fatores tais como: tipo de solicitação, velocidade de carregamento,

relação água/cimento, idade do concreto, forma e dimensões dos corpos-de-prova.

A Figura 11 mostra de forma ilustrativa esses fatores.

RESISTÊNCIA DO CONCRETO

RESISTÊNCIA DAS FASES

COMPONENTES

PARÂMETROS DE CARREGAMENTOPARÂMETROS DE CARREGAMENTO

VELOCIDADE DE APLICAÇÃO DA TENSÃO

TIPOS DE TENSÃOGEOMETRIADIMENSÕES

ESTADO DE UMIDADE

PARÂMETROS DA AMOSTRA

POROSIDADE DA MATRIZ POROSIDADE DO

AGREGADO

POROSIDADE DA ZONA DE TRANSIÇÃO

ADITIVOS MINERAIS

FATOR a/c

GRAU DE HIDRATAÇÃOTempo de CuraTemperaturaUmidade

CONTEÚDO DO ARAr Preso

ADITIVOS MINERAIS

FATOR a/c

CARACTERÍSTICAS DE EXUDAÇÃODistribuição Granulométrica do agregadoTamanho Máximo e Geométrica

INTEGRAÇÃO QUÍMICA ENTRE AGREGADO E PASTA DE CIMENTO

GRAU DE COMPACTAÇÃOGRAU DE HIDRATAÇÃO

Tempo de CuraTemperaturaUmidade

Figura 11: Interação dos fatores que influenciam a resistência do concreto. Fonte: Adaptação de Mehta e Monteiro, 1994 apud Jachinto e Giongo, 2005, p. 606.

Conforme Helene e Terzian (1992) o objetivo maior do controle da

resistência à compressão do concreto é a obtenção de um valor único e

característico da resistência de determinado volume de concreto.

37

Para se obter a resistência característica à compressão do concreto é

necessário moldar e preparar um determinado número de corpos-de-prova, os quais

são realizados conforme a NBR 5738 (1994) e ensaiados à compressão segundo a

NBR 5739 (1994) – Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova

cilíndricos. Quando não indicado a idade do concreto, a resistência refere-se a 28

dias de idade. O valor que irá representar essa resistência apresenta um grau de

confiança de 95%, ou conforme a NBR 6118 (2003) expõe que, a resistência

característica inferior é o valor que tem 5% de probabilidade de não ser atingido

pelos elementos de um dado lote de material.

A NBR 8953 (1992) indica que os concretos são classificados em grupos

de resistência, grupo I e grupo II, conforme a resistência característica à compressão

(fck) em megapascal (MPa), mostra-se na Tabela 02 e 03 os valores considerados.

Tabela 02: Classes de resistência do grupo I.

Grupo I de resistência Resistência característica à compressão (MPa)

C10 10 C15 15 C20 20 C25 25 C30 30 C35 35 C40 40 C45 45 C50 50

Fonte: NBR 8953, 1992,

Tabela 03: Classes de resistência do grupo II.

Grupo II de resistência Resistência característica à compressão (MPa)

C55 55 C60 60 C70 70 C80 80

Fonte: NBR 8953, 1992,

A diferença na obtenção da resistência à tração está nos tipos de ensaios

realizados. Há três ensaios para obter essa resistência: tração direta, compressão

diametral e tração na flexão.

O ensaio mais utilizado é por compressão diametral, conhecido como o

ensaio brasileiro de resistência à tração, desenvolvido por Lobo Carneiro. O ensaio

38

de tração pura (direta) apresenta dificuldades, devido à ocorrência de excentricidade

na força aplicada.

As considerações para definir a resistência do concreto à tração são

idênticas para compressão, portanto têm-se o valor da resistência que apresenta um

grau de 95% de confiabilidade pelos resultados de um lote de concreto, sendo a

resistência característica do concreto à tração tkf .

2.4.2.2 Módulo de Elasticidade

De acordo com Shehata (2005), na literatura, são citados os módulos de

elasticidade tangente, secante e cordal, que nem sempre são interpretados

corretamente. A partir do diagrama tensão-deformação podem-se definir as

características elásticas do concreto, sendo aspecto fundamental no projeto

estrutural.

De acordo com conceitos de resistências dos materiais, para

determinados intervalos a relação entre tensão e deformação pode ser linear, ou

seja; essa expressão do módulo de elasticidade é aplicada somente a parte retilínea

da curva tensão-deformação. Quando não houver parte retilínea, aplica-se a

expressão à tangente da curva na origem.

Na Figura 12 estão definidos as características elástica do concreto.

Figura 12 – Diagrama tensão-deformação do concreto. Fonte: Adaptação de Fusco (1976 apud CARVALHO e FIGUEIREDO, 2007, p. 35).

39

O módulo tangente é obtido pela inclinação da reta tangente à curva

nesse ponto. O módulo cordal é definido pela reta que liga dois pontos quaisquer da

curva. E o módulo secante possui um valor variável em cada ponto, sendo obtido

pela inclinação da reta que une a origem a esse ponto.

A Figura 12 apresenta ainda, o módulo de deformação tangente na

origem ( 0E ), obtido pela inclinação da reta tangente à curva na origem.

Conforme a NBR 8522 (ABNT, 2003), quando não forem realizados

ensaios e não haver dados mais precisos sobre o concreto, pode-se estimar o valor

do módulo de elasticidade longitudinal com a expressão:

ckci fE .5600=

com ciE e ckf dados em MPa.

Conforme a NBR 8522 (2003), para avaliar o comportamento de um

elemento estrutural ou de uma seção, pode-se adotar um módulo de elasticidade

único, à tração e a compressão, igual ao módulo secante.

2.4.3 Porosidade

Paulon (2005) comenta que as características mecânicas, elásticas,

físicas e químicas, dependem de um grande número de fatores relativos à pasta em

si, aos agregados utilizados e da ligação entre esse dois elementos essenciais.

Ponto de vista das três propriedades essenciais: resistência mecânica, porosidade e durabilidade, ligação entre a pasta de cimento e o agregado, resulta não só de um entrelaçamento mecânico dos produtos de hidratação do cimento com o agregado, como também da reação química entre o agregado e a pasta de cimento. (PAULON, 2005, p. 584)

A quantidade de poros de um material é sua característica de apresentar

poros ou vazios, sendo a porosidade do concreto uma das principais características

físicas que mais interfere nas propriedades do concreto.

40

Os poros existentes no concreto são considerados como parte integrante

da matriz (pasta de cimento) e podem ser encontrados em diversos tamanhos,

abrangendo uma escala de abaixo de 2,5 nm a acima de 10.000 nm.

Os microporos (abaixo de 2,5 nm) são considerados responsáveis pela

formação da porosidade intrínseca. Porém há estudos em que devem ser incluídos

os mesoporos (2,5 nm a 50 nm) que junto ao macroporos formam o sistema de

capilaridade do material.

Paulon (2005) comenta que o sistema de distribuição de poros do

concreto é fortemente influenciado por fatores como dosagem do concreto

(principalmente relação água/cimento), cura, quantidade e tipos de adições.

Na microestrutura da pasta de cimento dois fatores são muito

importantes: a quantidade de água e a idade. Na relação água/cimento causa a

modificação da pasta de cimento. Quanto à idade, as particularidades da

microestrutura desenvolvem-se rapidamente desde o contato do cimento com a

água, tornando-se mais lentas essa mudança. Porém, o processo de hidratação

continua durante meses e anos.

A resistência da pasta é fortemente relacionada com a porosidade da

mesma, que hidratada distribui-se da seguinte forma:

• Vazios entre camadas de C-S-H: que são vazios que não influem na

resistência da pasta;

• Vazios capilares: que representa o espaço não preenchido pelos

componentes sólidos da hidratação do cimento. O volume total e

principalmente a distribuição dos tamanhos dos poros afetam a resistência da

pasta;

• Poros de ar incorporado: possuem forma esférica, com dimensões superiores

aos vazios capilares. Podem ser decorrentes de uma má vibração do concreto

ou terem sido intencionalmente incorporados. Devido suas grandes

dimensões reduzem consideravelmente a resistência do concreto e

aumentando a impermeabilidade.

41

2.4.4 Dosagem

O estudo de dosagem realiza-se visando obter a mistura ideal e mais

econômica. Definindo-se o traço, o concreto deve atender conforme Helene (2005)

alguns requisitos usuais, entre eles:

• A resistência mecânica do concreto, sendo o parâmetro mais especificado.

Nesta engloba-se a resistência à compressão, a mais utilizada, embora a

resistência à tração por flexão seja muito comum em projetos de pavimentos

de concreto. O tradicional uso da resistência à compressão como principal

parâmetro de dosagem é devido ao simples procedimento de modelagem dos

corpos-de-prova e do ensaio de compressão e também ao fato desta

resistência ser um parâmetro sensível às alterações de composição de

mistura.

• A trabalhabilidade deve ser adequada para cada situação. Definindo os

condicionantes pelos projetos estruturais (fôrmas, taxas de armaduras,

detalhes geométricos), pelos equipamentos a serem utilizados, pelas

necessidades de acabamento e por necessidades ambientais. O concreto

deve ser coeso e viscoso, sem apresentar segregações, exsudação,

variações de cor e escorrimentos.

• A durabilidade que depende de valores extrínsecos como umidade relativa e

solicitações mecânicas, como condições intrínsecas, tais como tipo de

cimento, relação água/cimento, aditivos, entre outros.

• Com referência a deformabilidade, a deformação inicial ou imediata e

principalmente a fluência do concreto têm sido especificadas pelos projetistas.

Por essas deformações, progressivamente vem sendo incluídas como

requisitos importantes nos estudos de dosagem.

42

2.5 Concreto Leve Fabricado com EPS

2.5.1 Propriedades

Os concretos leves de poliestireno expandido (EPS), são concretos

convencionais, onde a brita é substituída pelo EPS, em forma de pérola pré-

expandido, ou em flocos, moído.

O concreto leve de EPS consiste na substituição total ou parcial dos agregados tradicionais por grânulos de EPS. As proporções de substituição de agregados convencionais no concreto por EPS variam em função da densidade e da resistência requerida, podendo-se cobrir uma escala larga de densidades, compreendida entre 600 a 1600 Kg/m³. (TESSARI, 2006, p. 39).

Enquanto os concretos normais têm sua densidade variando entre 2300 e

2500 kg/m³, os leves chegam a atingir densidades próximas a 600 kg/m³ como

supracitado por Tessari (2006). Cabe lembrar que a diminuição da densidade afeta

diretamente a resistência do concreto.

Sempre que não haja exigência de grandes esforços, o concreto leve de

EPS pode ser usado com grande redução de peso em elementos ou componentes.

Devido ao seu baixo peso e a sua capacidade de isolamento térmico, sua utilização

permite uma economia no final da obra, pela redução do custo da estrutura,

facilidade de manuseio, transporte e redução do tempo de obra.

Os concretos leves mais utilizados são os celulares, os sem finos e os

produzidos com agregados leves, como EPS e argila expandida. Sua aplicação está

voltada para procurar atender exigências específicas de algumas obras e também

para enchimento de lajes, fabricação de blocos, regularização de superfícies,

envelopamento de tubulações, entre outras.

Babu (2003 apud TESSARI, 2006), realizou um estudo sobre o uso de

agregados leves de EPS, em proporções compreendidas entre 94,5% e 0%, em

concretos contendo 50% de cinzas volantes no material cimentício, visando

identificar características da durabilidade do concreto, como: permeabilidade, a

absorção e o ataque químico. Concluiu que a permeabilidade e a absorção

diminuem com o aumento da densidade

http://www.portaldoconcreto.com.br/index.php?pagina=celulares

43

O fato de praticamente o EPS não absorver água, permite uma ótima

qualidade do concreto produzido e um acabamento de superfície homogêneo,

tornando possível o seu uso, mesmo exposto à intempéries, com várias

possibilidades de uso arquitetônico.

2.5.2 Preparação e Mistura

Podendo ser fabricado com matéria prima conseguida na própria obra

(com a reciclagem, por meio de moinhos tipo “agrícolas”) com qualquer produto

descartável de EPS, até mesmo embalagens, e principalmente das sobras,

dependendo do porte de EPS e do tamanho da obra, podem ser cortados na

mesma, deve ser controlada para produzir flocos de 1 a 8 mm de diâmetro,

aproximadamente.

No processo de fabricação do concreto leve de EPS, o material passa pelo estado de pérolas de espuma de EPS com diâmetros que variam de 1 a 8 mm aproximadamente. Além das pérolas, todo o EPS descartado poderá se moído e reaproveitado. (TESSARI, 2006, p. 39).

Tessari (2006) indica,, que na produção deve ser dada atenção especial à

interface dos grânulos de EPS e da pasta de cimento.

Na preparação da mistura de concreto leve, deve ser levada em conta a

finalidade da aplicação, que dará a formulação da mistura. A mistura do concreto

deve ser feita preferencialmente em betoneira. Devido a sua leveza, as pérolas ou

flocos flutuam em água, o que atrapalha sua homogeneidade. Para evitar isto deve

ser utilizado um adesivo solúvel em água, por exemplo, cola branca de madeira

(TESSARI, 2006)

No processo de mistura, dissolve-se inicialmente o adesivo solúvel em

água, e observa-se as proporções da mistura. Em seguida, coloca-se na betoneira o

EPS, seguido das pérolas, para, por último, se colocar o cimento. O tempo de

permanência na betoneira deve ser o suficiente para a mistura adquirir a

consistência necessária para o lançamento.

É importante mencionar que o fator água/cimento deve ter cuidados

especiais, já que as pérolas não absorvem água devido à sua estrutura fechada.

44

O adensamento do concreto leve é diferente do concreto convencional.

Os ensaios confirmam que não existe evolução na resistência mecânica, no caso de

tentar o adensamento por vibro-compressão.

Outra qualidade do concreto leve com EPS é a vantagem no uso de calor

produzido pela hidratação do cimento, não sendo absorvido pelo EPS devido á falta

de massa, e então o calor produzido se mantém, acelerando a “peça” de grandes

volumes, sem necessidade de cura a vapor.

Chen e Liu (2003 apud TESSARI, 2006), em pesquisa realizada com

adição de sílica ativa nestes concretos, revelaram uma dispersão das espumas de

EPS na matriz do cimento e consequentemente na ligação entre eles. Concluindo

também que as propriedades mecânicas e de durabilidade do concreto leve podem

ser otimizadas adicionando-se sílica ativa e fibras de aço em índices apropriados.

2.5.3 Aplicações

Devido ao grande poder de isolamento térmico e sua elevada resistência,

o concreto leve de poliestireno expandido (EPS) é aplicado, atualmente, em diversos

campos, adequado para a produção de elementos construtivos, como também

elementos internos, mas também para a obtenção de camadas isolantes e de

sustentação para o isolamento de lajes, elementos de vedação etc.

O concreto leve de EPS é empregado na construção civil nas partes onde

não há necessidade de grandes esforços, devido às suas propriedades (baixa

densidade aparente, isolamento térmico e acústico e considerável resistência). A

utilização em residências como em obras de grande porte é viável, permitindo

economia no custo final da obra, pelo dimensionamento estrutural apropriado e

facilidade do manuseio e transporte.

Em produção de elementos pré-moldados, o concreto leve de poliestireno

expandido (EPS) é usual em ambientes construtivos, bem como em muros

exteriores, sem cargas, peitoris vedação e casas pré–fabricadas.

Os excelentes valores de isolamento térmico, importantes no elemento

construtivo, a probabilidade de elaborar o concreto leve de poliestireno expandido

(EPS) sem maior empenho técnicos, tanto nas usinas como no próprio espaço da

45

obra, e a possibilidade de combiná-lo com concreto normal mediante a mistura de

em concreto em fresco, têm modificado hoje em dia o concreto leve de EPS num

produto de construção de boa aceitação no mercado e cada vez com maiores

freqüência, são feitas lajes isolantes com concreto leve de EPS, desde que a

aplicação garante que tanto a estrutura da laje, como a impermeabilização da

mesma, permaneça protegidas dos estragos que as variações de temperatura

costumam produzir.

O concreto leve de EPS é muito usado para aliviar as estruturas. Por ser

um produto construtivo, leve e termo-isolante, o concreto leve de EPS, com uma

densidade aparente de 600 a 700 kg/m³, tem satisfeito um papel importante na

construção civil, tendo importância na prática, em todas as aplicações acima

apresentadas.

Além disso, existem outras, como revestimento de concretos no

isolamento externo das edificações, tijolo ou bloco de concreto leve, na fabricação

de caixões perdidos e tantos outros neste campo da construção civil.

2.6 Desempenho de Edificações (Norma de Desempenho)

A nova Norma de Desempenho para Edifícios Habitacionais de até Cinco

Pavimentos, estabelece critérios e métodos de avaliação de desempenho para os

principais sistemas que compõem um edifício: estrutura, pisos internos, vedações

externas e internas, coberturas e instalações hidrossanitárias. Agora, mais do que se

preocupar em garantir a qualidade do produto simples, os construtores precisarão

garantir a qualidade do conjunto construído.

Os principais modelos de habitações de interesse social construídos com

recursos públicos encontram-se nessa faixa de até cinco pavimentos. A importância

da norma reside em dar abertura para que se possa utilizar sistemas construtivos

inovadores e com uma garantia de desempenho mínima.

A norma permite que qualquer sistema construtivo seja utilizado, desde

que atenda às normas prescritivas vigentes.

46

Os construtores deverão assumir a responsabilidade de atingir o

desempenho mínimo obrigatório e deverá fazer os ensaios que julgar necessários

para garantir esse desempenho.

As exigências do usuário são traduzidos na forma de critérios, que

procuram quantificar suas necessidades. Somando esses fatores com condições de

exposição da edificação e critérios para a avaliação do desempenho de sistemas

construtivos, chega-se a respostas técnicas possíveis e desejáveis.

A nova norma de desempenho de edificações é considerada

complemento às Normas prescritivas, sem substituí-las. A utilização simultânea

delas visa atender às exigências do usuário com soluções tecnicamente adequadas

ABNT (NBR 15575-1, 2008).

Devem-se atender as exigências dos usuários relacionadas

posteriormente:

• Segurança estrutural;

• Isolamento térmico;

• Isolamento acústico;

• Estanqueidade a água;

• Resistência ao fogo;

• Durabilidade (estes são os obrigatórios).

47

3 PROGRAMA EXPERIMENTAL

Após o estudo da literatura técnica disponível, buscando alcançar os

objetivos propostos no trabalho, a pesquisa foi delineada através de um programa

experimental, definido 3 variáveis: a concentração de EPS (0, 20, 40 e 60%), o tipo

de material (concreto e argamassa) e a idade de ensaio (7 e 14 dias). O

planejamento da mistura, respeitando estes níveis das variáveis, pode ser

observado nas tabelas 04 e 05.

Tabela 04: Resumo das misturas do concreto (mantendo-se fixo o abatimento em 10+/-2cm).

1Foi adicionado a água de amassamento cola branca para madeira (à base de PVA). Fonte: Do Autor, 2009. Tabela 05: Resumo das misturas da argamassa.

1Foi adicionado a água de amassamento cola branca para madeira (à base de PVA). Fonte: Do Autor, 2009.

Mistura

Tipo de concreto

EPS (%) do volume

do concreto

Traço em massa (1:m)

Traço em massa (1:a:p:)

a/c

Teor de

aditivo (%)

Cola branca

de madeira

(%)

Índice de consistência

pelo abatimento

(cm)

Referência _ 1:5,5 1: 2,58: 2,92 0,55 0,70 - 9

Concreto com

acréscimo de 20% EPS

20

1:5,5

1: 2,58: 2,92

0,53

0,70 5,01 12

Concreto com


40

1:5,5

1: 2,58: 2,92

0,60

0,70 5,01 8

Mistura

Tipo de concreto

EPS (%) do

volume da Argamassa

Traço em massa (1:m)

a/c Teor de aditivo

(%)

Cola branca de madeira

(%)

Índice de consistência

flow-table (cm)

Referência _ 1:5,5 0,80 0,70 - 30,65

Argamassa com acréscimo de 40%

EPS

40

1:5,5

0,80

0,70 5,551 26,20

Argamassa com acréscimo de 60%EPS

60

1:5,5

0,80

0,70 5,551 23,30

48

Os materiais serão estudados e analisados de acordo com as seguintes técnicas:

a) Consistência do concreto, medida através do ensaio de abatimento do tronco

de cone (NBR NM 67/1998);

b) Consistência da argamassa medida através do ensaio de abatimento do

tronco de cone (NBR 7215, 1996, Anexo B);

c) Resistência à Compressão (NBR 5739/1994);

d) Módulo de elasticidade (NBR 8522/2003);

e) Massa específica (estado fresco e endurecido – NBR 9778 (ABNT 2005);

f) Determinação da condutividade térmica;

3.1 Características dos Materiais Constituintes

3.1.1 Cimento

O cimento empregado foi CP V ARI RS, apresentando-se na seqüência a

definição da nomenclatura e na Tabela 06 a composição do cimento, suas

características físicas e mecânicas e as exigências químicas.

Nomenclatura:

CP - Cimento Portland;

V ARI - Alta Resistência Inicial;

RS – Resistência a Sulfatos.

49

Tabela 06: Caracterização do cimento portland CPV-ARI RS.

Caracterização do cimento portland

Tipo/Classe: CPV-ARI RS Data: Abril de 2009 Fabricante: "A"

Caracterização química (%)

MgO SO3 CO2 Perda ao fogo

Resíduo insolúvel

≤ 6,5 ≤ 3,5 ≤ 3,0 ≤ 4,5 ≤ 1,0

Caracterização física e mecânica

Tempo de pega(min)

Água de consistência

Área específica Blaine

Resíduo # 75

Exp. a frio

Exp. a quente

Resistência a compressão(Mpa)

Inicial Final (%) (cm²/g) (%) (mm) (mm) 1dia 2dias 3dias

≥ 60 ≤ 600 27,78 ≥ 3000 ≤ 6,0 ≤ 5 ≤ 5 ≥14 ≥24 ≥34 Fonte: Fabricante “A”.

3.1.2 Agregado Miúdo e Graúdo

Apresenta-se nas Tabelas 07 e 08 as características dos agregados

utilizados nas misturas.

Tabela 07 – Características da areia.

1. Determinação da Composição Granulométrica (NBR NM 248/03) 1.1. Denominação comercial: Areia

Peneiras (mm) % Retida

% Retida Acumulada Média

9,5 - - 6,3 - - 4,8 1 1 2,4 10 11 1,2 22 33 0,6 22 55 0,3 19 74

0,15 18 92 Fundo 8 100 Total 100,0 Módulo de Finura: 2,66

1.2. Dimensão Máxima Característica (mm) 4,8 1.3. Classificação (NBR 7211/05) Zona utilizável superior (próximo)

Fonte: Do Autor, 2009.

50

Tabela 08 – Características do pó de pedra. 1. Determinação da Composição Granulométrica (NBR NM 248/03) 1.1. Denominação comercial: Pó de pedra

Peneiras (mm) % Retida

% Retida Acumulada Média

9,5 - - 6,3 - - 4,8 - - 2,4 23 23 1,2 32 55 0,6 20 75 0,3 14 89

0,15 7 96 Fundo 4 100 Total 100,0 Módulo de Finura: 3,38

1.2. Dimensão Máxima Característica (mm) 2,4 1.3. Classificação (NBR7211/05) Zona utilizável superior (próximo) Fonte: Do Autor, 2009.

Sendo utilizado como agregado graúdo o basalto (brita n°1), com

densidade de 2950kg/m³, fornecida por indústria da região de Criciúma/SC.

3.1.3 Aditivo

Foi utilizado aditivo redutor de água para concreto a base lignosulfonatos

e isento de cloretos.

3.1.4 Poliestireno Expandido

Conforme Bezerra (2003), a utilização de resíduos na construção civil terá

obrigatoriamente que apresentar vantagens técnicas como resistência mecânica e

conforto térmico e também vantagens relacionadas ao baixo custo e aspectos

ambientais.

51

O poliestireno expandido é classificado como um resíduo volumoso de

baixa densidade. Por ser inerte aos constituintes da argamassa e do concreto

(sendo um dos insumos mais utilizados na construção civil) seu emprego vem ao

encontro de reduzir o despejo deste material na natureza.

Para a produção do concreto e da argamassa, utilizou-se poliestireno

expandido (EPS) em forma de flocos diâmetros variáveis de 2,5 a 4 mm e densidade

de 12Kgf/m³.

Figura 13 – Flocos de EPS. Fonte: Do Autor, 2009.

3.1.5 Cola Branca (PVA)

Empregou-se cola branca conhecida por cola de madeira, com sua

composição de PVA (polímero sintético). A Tabela 09 apresenta as características

desta cola.

52

Tabela 09 – Características da cola branca (PVA). Características

Aspecto do produto Líquido leitoso branco, viscoso, livre de grumos e/ ou materiais estranhos e odor

característico de acetato de vinila.

Aspecto do filme seco Levemente esbranquiçado, rígido, isento de pontos com média resistência

térmica e baixa resistência à umidade.

Teor de sólido, % 40,0 – 43,0

Viscosidade brook. LVF -25°c , cp 3000 – 7000

pH a 25°c 4,0 – 5,0

Tipo de polímero Homopolímero

Fonte: Cascorez, 2009.

4. PRODUÇÃO E PREPARO DAS AMOSTRAS DE CONCRETO E ARGAMASSA

4.1 Mistura

O concreto e argamassa foram misturados em betoneira de 120 litros

Misturou-se o concreto durante três minutos, seguidos três minutos de descanso e

logo após, mais dois minutos de mistura final, conforme indicado pela NBR 12821

(ABNT, 1993), seguindo-se o procedimento de mistura indicado pela norma,

adicionando-se inicialmente o agregado graúdo, antes de ativar a betoneira, em

seguida adicionou-se parte da água com aditivo e do cimento, os flocos de EPS, o

agregado miúdo e por final o restante do cimento e da água (misturada com cola

PVA). No amassamento o volume de concreto foi de 29 litros (65 kg).

A argamassa foi misturada durante 2 minutos, com volume de argamassa

de 29 litros (58,5 kg).

53

4.2 Moldagem das Amostras

Para o traço da argamassa e do concreto, foram utilizados os moldes que

estão especificados na tabela 10.

Tabela 10 – Especificações dos moldes para os ensaios característicos.

Moldes dos Corpos-de-Prova Concreto Argamassa

Quant. Dimensão Ensaio Quant. Dimensão Ensaio

2 Cilíndrico 15x30cm Massa específica 4 Prismático

12x6,5x24,5cm Resistência à Compressão

6 Cilíndrico 10x20cm

Módulo de elasticidade e resistência à compressão


Módulo de elasticidade e resistência à compressão


Resistência à compressão 2 Cilíndrico 10x20cm Resistência à

compressão


Após o procedimento de adensamento (NBR 5738/94) colocou-se uma

proteção plástica para evitar a perda de água e proteger das ações das intempéries.

A desforma dos corpos-de-prova realizou-se 24 horas após o

adensamento, em seguida foram identificadas e transportadas para tanque com

água, permanecendo até a data de ensaio.

4.3 Propriedades Física e Mecânica

4.3.1 Consistência

O ensaio de índice de consistência para o concreto, foi realizado de

acordo com as recomendações da norma técnica nacional NBR NM 67 (ABNT,

1998). Para o índice de consistência para argamassa utilizou-se Anexo B da NBR

7215 (ABNT, 1996).

54

Figura 14 – Abatimento do tronco de cone. Fonte: Do Autor, 2009.

Figura 15 – Mesa para índice de consistência. Fonte: Do Autor, 2009.

4.3.2 Resistência à Compressão Axial do Concreto e da Argamassa

Para a realização dos ensaios de compressão axial, conforme a NBR

5739 (ABNT, 1994), todos os corpos-de-prova foram mantidos em processo de cura

até o momento do ensaio, realizado nas idades de 14 e 28 dias.

55

4.3.3 Módulo de Elasticidade

O ensaio do módulo de elasticidade foi realizado conforme a NBR 8522

(ABNT, 2003), foi escolhido para o ensaio o plano de carga 7.3.2 da norma,

determinando-se o módulo de elasticidade tangente inicial (Eci), entre a tensão de

0,5 MPa e 30% da resistência à compressão. Para o ensaio na prensa, instalam-se

os extensômetros no corpo-de-prova antes do início do ensaio.

Aplica-se o carregamento com uma velocidade de 0,25 MPa/s, até obter

uma tensão de 30% da resistência média à compressão. A tensão é mantida por 60

segundos e posteriormente reduzida a carga até o nível da tensão inicial.

Realizaram-se mais duas séries de carga e descarga, com velocidades de

carregamento e descarga correspondentes. Na última série, aumentou-se o

carregamento até o material atingir a ruptura, o procedimento é apresentado na

Figura 16.

Figura 16 – Representação esquemática do carregamento para a determinação do módulo de elasticidade. Fonte: NBR 8522, 2003, p. 5.

Para este ensaio do módulo de elasticidade, utilizaram-se oito corpos-de-

prova cilíndricos para cada mistura, sendo três tipos de concreto (o referencial e com

20 e 40% de EPS) e três de argamassa (o referencial e com 40 e 60% de EPS).

Para os corpos-de-prova de concreto e argamassa realizou-se o ensaio

nas idades de 14 e 28 dias.

Na idade de 14 dias, realizou-se o ensaio à compressão de dois corpos-

de-prova, empregando a média e utilizando 30% desta resistência como parâmetro,

56

para o experimento de mais três corpos-de-prova para o ensaio do módulo de

elasticidade descrito anteriormente.

Para o procedimento anterior utilizou-se 5 corpos-de-prova de cada

mistura, restando três para o ensaio na idade de 28 dias. Portanto para estimar a

resistência do concreto e da argamassa aos 28 dias (para os corpos-de-prova),

utilizaram-se os valores da Tabela 11, que contém a estimativa da resistência

conforme o cimento adotado. Com o resultado estimado, adota-se o valor de 30% da

resistência média, para realização do ensaio do módulo de elasticidade aos 28 dias.

Tabela 11: Tolerância de tempo para o ensaio de compressão em função da idade de ruptura.

Estimativa de resistência em relação aos 28 dias (%)

Cimento Portland Idade (dias)

3 7 14 28 45 60 90 120 240

"A" CPII 0,45 0,62 0,83 1 1,18 1,22 1,33 1,41 1,59 CPIV 0,43 0,53 0,79 1 1,25 1,26 1,39 1,47 1,68 CPV 0,56 0,75 0,89 1 1,13 1,18 1,26 1,32 1,46

Fonte: Adaptação de Ramos, 2007, p. 66.

O módulo de elasticidade, Eci, em gigapascals (GPa), é dada pela fórmula:

³10³10 −−

−=−

∆

∆=

ab

abEci

εε

σσ

ε

σ

Onde:

σb é a tensão maior, em megapascals (σb = 0,3 cf ).

σa é a tensão básica, em megapascals (σa = 0,5 MPa).

εb é a deformação especifica média dos corpos-de-prova ensaiados sob a tensão

maior.

εa é a deformação especifica média dos corpos-de-prova ensaiados sob tensão

básica.

57

4.3.4 Massa Específica

O ensaio de massa específica foi realizado de acordo com as

recomendações da norma técnica nacional NBR 9833/2008 “Concreto fresco –

Determinação da massa específica, do rendimento e do teor de ar pelo método

gravimétrico”. No estado endurecido o ensaio foi realizado conforme as

recomendações da NBR 9778 (ABNT, 2005).

58

5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS RESULTADOS

5.1 Consistência

Para o concreto, nos resultados do teste de abatimento do tronco de

cone, obtiveram-se os valores desejados, na ordem de 10± 2 cm, apresentados na

Tabela 12. Nota-se que com adição do EPS no concreto modificado, não houve

alterações significativas na consistência do mesmo, podendo ser adensado

adequadamente. Foi observada uma tendência de aumento da relação a/c quando

aumentada a concentração de EPS, para um mesmo abatimento no concreto. Com

relação as argamassas, foi observado uma redução da consistência com adição de

EPS. Estes resultados mostram uma pequena influência do EPS na plasticidade dos

materiais produzidos.

Tabela 12 – Resultados da consistência.

Trabalhabilidade dos concretos e argamassa

Traço Abatimento do tronco do cone(cm) Relação a/c Teor de

aditivo

Cola branca

de madeira (PVA) %

Referência do Concreto

9,0

0,55 0,70

- Concreto com acréscimo

de 20% EPS

12,0

0,53 0,70 5,0

Concreto com acréscimo de 40% EPS

8,0

0,60 0,70

5,0

Traço

Teste flow

Relação a/c Teor de aditivo

Referência da argamassa 30,65

0,80 0,70 -

Argamassa com acréscimo de 40% EPS

26,20

0,80 0,70

5,5 Argamassa com acréscimo de 60% EPS

23,30

0,80 0,70

5,5 Fonte: Do Autor, 2009.

Para argamassa aplicou-se o mesmo teor de aditivo plastificante,

mantendo-se a relação água/cimento para os três tipos de mistura.

59

5.2 Resistência à Compressão

Com ensaios realizados aos 14 e 28 dias, para as amostras de concreto e

argamassa, verifica-se a variação significativa da resistência à compressão do

concreto e da argamassa conforme adição do EPS.

5.2.1 Concreto

Para o concreto, a maior variação dos resultados ocorre com acréscimo

de 20% de EPS, com redução de aproximadamente 66% da resistência à

compressão, para os 14 e 28 dias.

Através do gráfico da Figura 17 percebe-se a influência do tipo de

concreto na resistência à compressão e a variação desta característica com a idade.

0 20 40

Concentração de EPS (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Res

istê

ncia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)

Idade (dias) 14 Idade (dias) 28

Figura 17 – Resistência à compressão com relação ao acréscimo de EPS. Fonte: Do Autor, 2009.

60

Relacionando-se as amostras de concreto com acréscimo de 20 para

40% de EPS, observa-se para os 28 dias redução de 45% da resistência à

compressão, conforme mostrado no gráfico da Figura 17.

Um dos principais fatores para redução da resistência é a alteração da

porosidade da matriz que, com adição do EPS, que não proporciona resistência ao

concreto, há o aumento de vazios, com diminuição dos valores desta propriedade.

É importante ressaltar sobre as condições de falha no corpo-de-prova,

que com emprego do EPS, que é mais deformável que a pasta de cimento em sua

volta, há tendência maior de surgimento de fissuras ao redor destas partículas,

ficando mais suscetível à ruptura na matriz de cimento.

.

5.2.2 Argamassa

Para as amostras de argamassa os resultados obtidos com acréscimo de

40% de EPS, tiveram redução de 71 e 69%, para os 14 e 28 dias respectivamente.

Já o corpo-de-prova cilíndrico com acréscimo de 60% de EPS, sofre redução de

17,4% em relação à resistência do corpo-de-prova com adição de 40% de EPS. O

gráfico da Figura 18 apresenta os resultados da resistência à compressão para os

corpos-de-prova cilíndricos de argamassa.

61

0 40 60


0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

Res

istê

ncia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)


Figura 18 – Resistência à compressão da argamassa com relação ao acréscimo de EPS. Fonte: Do Autor, 2009.

No gráfico da Figura 18, no primeiro ramo dos resultados, nota-se uma

redução acentuada da resistência à compressão com adição de 40% de poliestireno

expandido, entretanto, este valores em relação à argamassa com acréscimo de 60%

de EPS, apresentam redução pouco significativa (mostrado no segundo ramo da

Figura 18).

Atribui-se esta ocorrência dos resultados, as condições de falhas, que

primeiramente sem adição do EPS, a propagação de fissuras é unidirecional e

concentrada. Com utilização do poliestireno expandido, o aumento da porosidade é

evidente, e as propriedades de fratura como descontinuidades e fissuras, se

propagam, pois o EPS não possui rigidez. Portanto com a continuação de acréscimo

do EPS, não há mudanças nas propriedades de fratura, mas no índice de vazios.

Observa-se que para as amostras cilíndricas de argamassa, com

acréscimo de 40% de EPS, mas sem adição de cola PVA, há um aumento na

resistência à compressão em relação à mistura com emprego desta cola (mostrado

da Figura 19), utilizada como ligante para homogeneização do EPS na argamassa.

Esta redução da resistência acontece por causa da característica da cola, que

estando endurecida torna-se um material elástico, podendo formar vazios irregulares

na pasta de cimento.

62

0

1

2

3

4

5

6

7 14 21 28Idade (dias)

Res

istê

nci

a á

Co

mp

ress

ão

Com adição decola de PVA

Sem adição decola de PVA

Substituição de60% areia por póde pedra

Figura 19 – Influência do tipo de argamassa na resistência à compressão. Fonte: Do Autor, 2009.

É importante ressaltar que com a ausência da cola na mistura, obteve-se,

aparentemente, a homogeneização do poliestireno expandido à argamassa, no

entanto, fica evidente a necessidade de estudar um novo aditivo para dispersão e

aglomeração homogênea do EPS.

Com substitui de 60% da areia pelo pó de pedra, com objetivo de

aumentar a resistência, há uma pequena variação nos resultados, devido às próprias

características desse material, que possuem valores aproximados de granulometria.

Analisando-se a argamassa com acréscimo de 40% de EPS com

substituição de 60% da areia pelo pó de brita, observa-se a redução da resistência à

compressão com relação as outras misturas de argamassa.

63

0 40 60


0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

Res

istê

ncia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)

Argamassa (Corpo-de-prova cilíndrico) Argamassa (Tijolo - 12x6,5x24,5cm)

Figura 20 – Resistência à compressão da argamassa com relação ao acréscimo de EPS, para corpo-de-prova cilíndrico e tijolo. Fonte: Do Autor, 2009.

Assim, com resultados satisfatórios de resistência à compressão, os

tijolos prismáticos de argamassa com adição de poliestireno expandido, também

possuirá característica de leveza em relação ao concreto.

O valor superior da resistência dos tijolos de argamassa em relação aos

corpos-de-prova cilíndricos (apresentado na Figura 20) é devido às características

geométricas. O valor da resistência à compressão das amostras cilíndricas com

acréscimo de 40% de EPS é 3,52 MPa, apresentando um aumento da resistência

para as amostras prismáticas de 260%.

A influência quanto à forma, esta no tamanho do corpo-de-prova, em

comparações realizadas mostra que os de maiores dimensões apresentam

resistências menores. Esta diferença nas resistências se justifica pelo fato que para

maiores alturas, o índice de vazios é maior, portanto, mais deformável,

apresentando menores resistências.

Portanto, a argamassa sem adição de cola e com acréscimo de 40% de

EPS, apresentou melhores resultados, pois as características ligantes da pasta de

cimento proporcionaram a distribuição uniforme dos flocos de poliestireno

expandido.

64

5.3 MÓDULO DE ELASTICIDADE

O módulo de elasticidade indica a capacidade de deformação do material.

Esta propriedade é importante para o desenvolvimento e aplicação de concretos

leves.

5.3.1 Concreto

Através dos resultados apresentados para o concreto (na Figura 21),

percebe-se a redução do módulo com acréscimo de EPS, apontando que com

emprego do poliestireno expandido resulta na diminuição da rigidez do material.

Para o concreto, na idade de 28 dias, a redução do módulo de

elasticidade atinge 41 e 51% com adição de EPS de 20 e 40% respectivamente, em

relação ao concreto de referência.

0 20 40


5

10

15

20

25

30

35

40

45

Mód

ulo

de E

last

icid

ade

(GP

a)


Figura 21 – Influência do tipo de concreto no módulo de elasticidade. Fonte: Do Autor, 2009.

65

O módulo de elasticidade e a resistência à compressão do concreto estão

diretamente ligados, pois com aumento da porosidade da matriz de cimento, devido

ao acréscimo de EPS, há uma redução significativa destes parâmetros.

A determinação do módulo de elasticidade do concreto referencial se

mostrou coerente conforme indicação da NBR 8522 (ABNT, 2003) para estimação

deste valor através da expressão:

ckci fE .5600=

Para o concreto modificado com poliestireno expandido, o módulo pode

variar muito de acordo com adição do EPS. O que representaria um risco para os

modelos de previsão que tomam por base somente a resistência à compressão.

Conforme Helene e Neto (2002), com o fator a/c constante, têm-se uma

resistência à compressão aproximadamente constante, porém o aumento do teor de

agregados num concreto de fator a/c constante acarretará num aumento do módulo

de elasticidade. No entanto o módulo de elasticidade do poliestireno expandido é

muito inferior ao dos agregados (pedra e areia), tornando o concreto mais

deformável. Para o concreto convencional, os componentes (agregados e pasta de

cimento) possuem maior rigidez, gerando um maior módulo de elasticidade. Dessa

forma, a redução do módulo de elasticidade apresenta-se menor que a queda da

resistência à compressão.

5.3.2 Argamassa

Para argamassa, na idade de 28 dias, a redução do módulo de

elasticidade atinge 48 e 57% com adição de EPS de 40 e 60% respectivamente, em

relação à argamassa referencial.

Da mesma forma que para o concreto, há diminuição na rigidez da

argamassa. A Figura 22 mostra os resultados do módulo conforme adição do

poliestireno expandido.

66

0 40 60


2

4

6

8

10

12

14

16

18

Mód

ulo

de E

last

icid

ade

(MP

a)


Figura 22 – Influência do tipo de argamassa no módulo de elasticidade. Fonte: Do Autor, 2009.

Conforme os resultados da resistência à compressão, em que se obtêm

valores superiores quando não há o emprego da cola, para o módulo de elasticidade

os resultados apontam o aumento de rigidez, admitindo-se a influência da cola, com

comportamento elástico na argamassa.

5.4 Massa Específica

Os resultados para as amostras de concreto, com acréscimo de 20% de

EPS, apresentam uma redução por volta de 12% da massa específica em relação ao

concreto referencial. A mesma redução acontece na mistura com acréscimo de 20%

para 40% de EPS, indicando a proporcionalidade dos resultados conforme adição do

poliestireno expandido.

67

Tabela 13 – Resultados de massa específica e absorção de água.

Valores de massa específica, absorção de água por imersão. Tipo de concreto Massa especifica

saturada (Kg/m³) Massa especifica seca

(Kg/m³) Absorção

(%) Referência do

concreto

2,4

2,3

3,5 Concreto com


2,1

2,0

4,2

Concreto com


1,9

1,8

6,9


O concreto com acréscimo de 40% de EPS apresenta (como indicado na

Tabela 13) uma massa específica de 1,9 Kg/m³, uma redução de 22% em relação ao

concreto referencial.

Conforme a Tessari (2006), o concreto leve aponta valores de massa

específica para este material por volta 0,6 a 1,6 Kg/m³. Os resultados da massa

específica indicam que para classificação como concreto leve, seria necessário

maior concentração de EPS, podendo-se inferir, que uma concentração de 50%

seria o suficiente para atingir os limites.

Portanto, os concretos com aplicação de EPS, devido ao peso específico

deste material ser inferior ao dos materiais constituintes do concreto convencional,

apresentaram valores de massa específica menores. Outro fator de redução é

devido à forma dos flocos de poliestireno expandido, possuindo uma maior área de

contato com a pasta de cimento elevando os vazios no concreto.

Ressalta-se que para aplicação do concreto como contrapiso e

argamassa para fabricação de blocos, com adições de poliestireno expandido, há

uma redução no peso de uma construção. Ainda assim, caso esta redução não seja

considerada no cálculo estrutural, contribuirá através da redução da capacidade de

deformação lenta da estrutura.

68

6 PROJETO E ESPECIFICAÇÃO DE MATERIAIS PARA APLICAÇÕES

ESPECÍFICAS

6.1 Blocos de Argamassa para Alvenaria

Na fabricação dos blocos de argamassa, o poliestireno expandido poderá

ser reciclado a partir de resíduos, contribuindo também para a sustentabilidade da

construção civil. A aplicação desse resíduo torna o bloco com características

térmicas diferenciadas, com menor coeficiente de condutibilidade térmica,

possibilitando assim, a produção de componentes com características técnicas

adequadas, considerando a norma de desempenho de edificações até cinco

pavimentos NBR 15575 (ABNT, 2008), que torna obrigatório os seguintes requisitos

de desempenho: segurança estrutural, estanqueidade à água, conforto térmico,

conforto acústico, resistência ao fogo e durabilidade.

Considerando os principais requisitos de desempenho obrigatórios para

edificações, pode-se concluir que blocos de argamassa, similares aos utilizados no

processo construtivo com tijolos de solo-cimento, e considerando este sistema,

trariam vantagens importantes como resistência e durabilidade superiores, maior

conforto térmico e maior resistência ao fogo.

Os resultados para os tijolos prismáticos de argamassa mostraram-se

satisfatórios, com valores de resistência (aos 28 dias) de 22,4 MPa para a mistura

referencial. Com acréscimo de 40 e 60% de poliestireno expandido na mistura, há

uma redução significativa na resistência, atingindo 9,1 e 6,1 MPa respectivamente.

Estes valores satisfazem a NBR 6136 (ABNT,1994) que estabelece valor mínimo de

4,5 MPa para blocos estruturais.

Foi analisado o custo do bloco desse trabalho, com acréscimo de 60% de

EPS (com valores dos materiais e mão-de-obra empregados para fabricação deste

bloco, obtidos na região de Sombrio/SC), comparando-se com o custo do tijolo 6

furos comumente utilizados em paredes de vedação de habitações e dos bloco de

concreto estrutural convencional, com valores definidos no referencial de preços do

DEINFRA (2008). Na Tabela 14 apresenta-se os valores para 1 m² de parede.

69

Tabela 14 – Comparação para 1 m² de alvenaria.

SERVIÇO UN. EXECUÇÃO (R$)

MATERIAL (R$)

TOTAL (R$)

Alvenaria Tijolo 60% EPS m² 28,32 19,5 47,82

Alvenaria Tijolo 6 Furos 12 cm m² 12,34 7,17 19,51

Alvenaria Bloco Concreto Estrutural 14 cm m² 31,80 47,87 79,67


Em relação ao bloco estrutural convencional, os blocos com EPS

apresentam uma redução de 40%. Os tijolos 6 furos, geralmente utilizado em

construções de habitações de baixa renda, têm uma redução de 59% em relação ao

bloco de EPS. Entretanto, deve-se considerar a função estrutural não oferecida por

pelo tijolo 6 furos, gerando a necessidade de uma estrutura que garanta o

desempenho da construção, intervindo diretamente no custo final da construção.

Com aplicação do poliestireno expandido nos blocos de argamassa,

pode-se induzir que este material possa contribuir para o atendimento dos requisitos

de desempenho térmico conforme indicado na NBR 15575 (ABNT, 2008). O ensaio

de condutibilidade térmica para os blocos prismáticos está sendo realizado durante a

conclusão deste trabalho.

Considerando as características técnicas, este componente para

alvenaria a base de cimento, podem ser utilizado para construção de edificações

residenciais para baixo custo, contribuindo para obras de interesse social e

consequentemente redução do déficit habitacional.

6.2 Aplicação do Concreto para Contrapiso

Atualmente os materiais da construção civil são fundamentais para

determinação do custo e qualidade final do produto. Para o contrapiso fabricado com

adição de EPS proporciona determinadas vantagens em relação ao contrapiso

convencional.

Além de ser considerado um piso ecológico por causa da reciclagem do

EPS, diminuindo o impacto ambiental, causa benfeitorias para o imóvel com sua

70

valorização tendo características térmicas superior aos convencionais, com

possibilidade para utilização em habitações de baixo custo, já que concreto para

contrapiso com acréscimo de 40% de EPS torna-se mais econômico. E atinge uma

resistência de compressão superior ao contra piso indicado pela Associação

Brasileira de Cimento Portland (ABCP), que recomenda uma composição de

concreto aproximada de 1:10,8 (traço em massa - cimento:agregados)

As amostras de concreto cilíndricos alcançaram resistência de 15,5 e 8,5

MPa com acréscimo de 20 e 40% de EPS respectivamente, tendo possível aumento

de resistência como bloco prismático, por sua forma geométrica. A aplicação do

concreto com poliestireno expandido como contrapiso gera grandes benefícios para

algumas propriedades como isolante térmico, leveza, atingindo também uma

resistência à compressão satisfatória.

A Figura 23 mostra a estimativa realizada para o concreto, com referência

nos resultados da resistência à compressão das amostras cilíndricas e dos blocos

prismáticos de argamassa. Estimou-se o valor da resistência do bloco prismáticos de

concreto (que não foi realizado ensaio), proporcionalmente ao resultado da

resistência à compressão do bloco prismático de argamassa.

20 40

Concentração de EPS no Concreto (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Res

istê

ncia

à C

ompr

essã

o (M

Pa)

Corpos-de-prova cilíndrico Estimativa

Figura 23 – Estimativa da resistência à compressão para o concreto. Fonte: Do Autor, 2009.

71

Apresenta-se na Figura 24 os resultados para 1 m³ de concreto para

contrapiso, os valores dos materiais empregados na fabricação do concreto foram

obtidos na região de Sombrio/SC. O traço referencial é o recomendado pela ABCP,

comparando-se com o traço e valor do concreto para contrapiso com acréscimo de

40% de poliestireno expandido. Com base na estimativa da resistência à

compressão para blocos prismáticos, considerou-se que estes blocos de concreto

com acréscimo de 40% de EPS e sem adição de cola, atingirão resistência

satisfatória para utilização como contrapiso.

Concreto para Contrapiso (1 m³)

132 129

283

0

50

100

150

200

250

300

Referencial S/ cola (PVA), 40% EPS C/ cola (PVA), 40% EPS

Val

or

(R$)

Figura 24 – Valores para 1m³ de concreto para contrapiso. Fonte: Do Autor, 2009.

Conforme a ABRAPEX (2006), recomenda-se o uso de cola branca de

madeira (PVA) para fabricação de concreto leve com poliestireno expandido, devido

às características ligantes deste material, para que os flocos de EPS estejam

distribuídos uniformemente na mistura. Porém, na ausência desta cola, obteve-se

uma mistura satisfatória dos flocos de EPS ao concreto. Deve-se ressaltar a

importância do estudo de um aditivo para substituir a cola branca de madeira (PVA),

que tenha mesma função sem prejudicar a resistência e o custo reduzido.

Para o concreto com adição de cola (PVA), apresenta-se um custo

superior de 119% em relação ao concreto sem adição de cola.

O concreto com adição de 40% de EPS sem a cola, além de suas

vantagens citadas anteriormente apresentou um custo inferior de 2,3% em relação

ao concreto de referência, sendo viável sua utilização na aplicação de contrapiso.

72

7 CONCLUSÃO

A busca por um modelo de desenvolvimento sustentável, fez com que a

presente pesquisa abordasse aspectos relacionados à utilização do poliestireno

expandido na construção civil e ao potencial de aproveitamento de seus resíduos.

O uso do EPS no concreto e argamassa convencional apresentou

resultados satisfatórios, com boa trabalhabilidade e redução da densidade. A

resistência à compressão e o módulo de elasticidade são as propriedades que mais

sofrem alterações com acréscimo do EPS nas misturas.

A redução da resistência à compressão, aos 28 dias, nas amostras

cilíndricas de concreto foi de 65 e 81%, com acréscimo de 20 e 40%

respectivamente. Um dos principais fatores para queda da resistência é a alteração

da porosidade da matriz, que com adição do EPS, que não proporciona resistência

ao concreto, há o aumento de vazios, com diminuição dos valores desta

propriedade. Juntamente com a resistência há diminuição do módulo de

elasticidade, redução de 41 e 51%, tornando o material mais deformável. Nota-se

também que a queda da resistência à compressão é maior que do módulo de

elasticidade.

Para argamassa com adição de 40 e 60% de poliestireno expandido,

obtiveram-se resultados superiores de resistência à compressão para os moldes

prismáticos em relação aos corpos-de-prova cilíndricos de argamassa, com aumento

de 5,6 e 3,8 MPa da resistência com 40 e 60% de acréscimo de EPS.

Estimando-se os valores de resistência à compressão para blocos

prismáticos de concreto com os resultados dos corpo-de-prova de argamassa,

chega-se a resistência de até 43 MPa. Conclui-se que com a influência da forma,

esta resistência será superior se aplicado em contrapisos (de 4 cm, em média).

O emprego da cola branca (PVA) resultou em valores inferiores de

resistência à compressão e de módulo de elasticidade. Sem utilização da cola na

mistura, os resultados de resistência atingiram um aumento de 54% para argamassa

com acréscimo de 40% de EPS. Esta redução da resistência acontece devido a

característica da cola, que após o tempo de secagem, torna-se um material elástico,

ocupando espaços da pasta de cimento, se comportando também como vazios na

pasta de cimento.

73

O comportamento de ruptura da argamassa e do concreto com acréscimo

de EPS é diferente do convencional. As condições de falhas, que primeiramente

sem adição do EPS, a propagação de fissuras é unidirecional e concentrada. Com

utilização do poliestireno expandido (há tendência maior de surgimento de fissuras

ao redor dos flocos de EPS), o aumento da porosidade é evidente, e as

propriedades de fratura como descontinuidades e fissuras, se propagam, pois o EPS

não possui rigidez.

Através de uma análise geral a inclusão do EPS na construção civil é

aceitável, por proporcionar algumas propriedades satisfatórias, no concreto e na

argamassa, atingindo as resistências necessárias com possíveis aplicações da

argamassa em blocos com funções estruturais e o concreto para aplicação em

contrapiso. Visando atender a nova norma de desempenho de edificações, a NBR

15575 (ABNT, 2008), ressalta-se que a utilização do EPS, principalmente nos blocos

prismáticos de argamassa, venha a contribuir para o desempenho térmico, devido às

características deste material.

74

REFERÊNCIAS

ABRAPEX. Associação Brasileira do Poliestireno Expandido. Manual de Utilização EPS na Construção Civil. São Paulo: Pini, 2006. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND. ABCP: Mão à obra. Dicas importantes para você construir ou reformar sua casa. São Paulo: ABCP, [S.A.]. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220-2: Desempenho térmico de Edificações – Métodos de cálculo da transmitância térmica, da capacidade térmica, do atraso térmico e do fator de calor solar de elementos e componentes de edificações. Rio de Janeiro, 1998. 27 p. ___________. NBR 15575: Edifícios habitacionais de até cinco pavimentos - Desempenho. Rio de Janeiro, 2008.

___________. NBR 5738: Modelagem e cura de corpos-de-prova cilíndricos ou prismáticos de concreto. Rio de Janeiro, 1994. 9 p. __________. NBR 5739: Concreto – Ensaio de compressão de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro, 1994. 4 p. ___________. NBR 6118: Projetos de estrutura de concreto – Procedimento. Rio de Janeiro, 2003. 170 p. ___________. NBR 6136: Blocos vazado de concreto simples para alvenaria estrutural. Rio de Janeiro, 1994. 6 p. ___________. NBR 7215: Cimento Portland – Determinação de resistência à compressão. Rio de Janeiro, 1996. 8 p. ___________. NBR 12821: Preparação de concreto em laboratório. Rio de Janeiro, 1994. 5 p. ___________. NBR NM 67: Concreto – Determinação da consistência pelo abatimento de cone. Rio de Janeiro, 1998. 8 p. BEZERRA, Luciano André Cruz. Análise do Desempenho Térmico de Sistema Construtivo de Concreto com EPS como Agregado Graúdo. Natal-RN, 2003. 64f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica. Área: Termociência) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. CARVALHO, Roberto Chust; FIGUEIREDO FILHO, Jasson Rodrigues de. Cálculo e detalhamento de estruturas usuais de concreto armado: segundo a NBR 6118:2003 / Roberto Chust Carvalho, Jasson Rodrigues de Figueiredo Filho. 3. ed. São Carlos: EdUFSCar, 2007. 368p.

75

DEPARTAMENTO ESTADUAL DE INFRA-ESTRUTURA. DEINFRA. Gerência de Estudos e Projetos. Preço Referencial de Serviços. mar. 2008. 4p. HELENE, Paulo; TERZIAN, Paulo. Manual de Dosagem e Controle do Concreto. São Paulo: PINI; Brasília, DF: SENAI, 1992. HELENE, Paulo. Dosagem dos Concretos de Cimento Portland. In: Concreto: Ensino, pesquisa e realizações. Ed. G. C. Isaia. São Paulo: IBRACON, 2005. v. 1. p. 439-471. JACHINTO, Ana Elisabete Paganelli Guimarães de Ávila; GIONGO, José Samuel. Resistência Mecânica do Concreto. In: Concreto: Ensino, pesquisa e realizações. Ed. G. C. Isaia. São Paulo: IBRACON, 2005. v. 1. p. 605-632. KIESEWETTER, Oswaldo. Paredes de painéis monolíticos de EPS. Revista Téchne. São Paulo, Edição 129, ano 14, p.101-104, mensal, dez. 2007. KIHARA, Yushiro; CENTURIONE, Sérgio Luiz. O Cimento Portland. In: Concreto: Ensino, pesquisa e realizações. Ed. G. C. Isaia. São Paulo: IBRACON, 2005. v. 1. p. 605-632. MEDEIROS, K. F.; BORJA, E. V.; SILVA, G. G.; BEZERRA, M. C. M.. Análise das propriedades físico-mecânicas em blocos de cimento, com adição de isopor, sem função estrutural. I Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte Nordeste de Educação Tecnológica. Natal/RN. 2006. NETO, Antônio Acácio de Melo; HELENE, Paulo Roberto do Lago; Módulo de Elasticidade: Dosagem e Avaliação de Modelos de Previsão do Módulo de Elasticidade de Concretos. In: INSTITUTO BRASILEIRO DO CONCRETO (IBRACON) – 44° CONGRESSO BRASILEIRO. 2002, São Paulo. PAULON, Vladimir Antonio. A microestrutura do Concreto Convencional. In: Concreto: Ensino, pesquisa e realizações. Ed. G. C. Isaia. São Paulo: IBRACON, 2005. v. 1. p. 583-604. RAMOS, Frederico Vamerlati. Análise do Comportamento Mecânico de Diferentes Tipos e Marcas de Cimento Portland. Criciúma, 2007. 80f. Trabalho de Conclusão de Curso em Engenharia Civil. Universidade do Extremo Sul Catarinense. SHEHATA, Lídia Domingues. Deformações Instantâneas do Concreto. In: Concreto: Ensino, pesquisa e realizações. Ed. G. C. Isaia. São Paulo: IBRACON, 2005. v. 1. p. 633-654.

TESSARI, Janaina. Utilização de Poliestireno Expandido e Potencial de Aproveitamento de seus Resíduos na Construção Civil. Florianópolis, 2006. 102f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Catarina.

76

ANEXO A - Resultados individuais do ensaio de resistência à compressão

77

Ensaio de resistência a compressão axial corpos-de-prova cilíndrico Nomenclatura Traço (1:m) Idade (dias) Corpo de prova Tensão de

ruptura (Mpa)

Referência do concreto

1:5,5

14

1 37,93 2 38,23 3 36,79 4 37,36 5 38,41

Média 37,74 Desvio padrão 0,81

Referência do

concreto

1:5,5

28

1 44,98 2 46,36 3 40,39


Concreto com acréscimo de

20% EPS

1:5,5

14

1 14,58 2 11,56 3 11,52 4 12,35 5 13,22



20% EPS

1:5,5

28

1 13,54 2 17,73 3 15,23



40% EPS

1:5,5

14

1 6,12 2 5,68 3 6,40 4 6,08 5 6,37



40% EPS

1:5,5

28

1 8,70 2 8,40 3 8,36


Referência da argamassa

1:5,5

14

1 11,36 2 10,36 3 9,86 4 9,30 5 10,47


Referência da

argamassa

1:5,5

28

1 10,39 2 11,96 3 11,20


Argamassa com


1:5,5

14

1 2,81 2 3,29 3 2,88 4 3,20 5 2,70


78

Argamassa com acréscimo de

40% EPS

1:5,5

28

1 3,68 2 3,48 3 3,40


Argamassa com


1:5,5

14

1 2,09 2 2,16 3 2,13 4 2,17 5 1,96



60% EPS

1:5,5

28

1 2,58 2 2,56 3 2,60



40% EPS,s/adição

cola de madeira (pva)

1:5,5

14

1 5,06 2 4,96 3 4,66 4 4,95 5 4,65



40% EPS,s/adição

cola de madeira (pva)

1:5,5

28

1 5,48

2 5,26

3 5,52



40% EPS,c/adição

cola de madeira (pva) e 60% de pó de brita no lugar da areia

1:5,5

14

1 2,03

2 2,43

3 2,33

4 2,05

5 2,50 Média 2,27

Desvio padrão 0,24 Argamassa com

acréscimo de 40%

EPS,c/adição cola de madeira (pva) e 60% de pó de brita no lugar da areia

1:5,5

28

1 2,48

2 2,38

3 2,50


79

Ensaio de resistência a compressão axial corpos-de-prova prismatico Nomenclatura Traço (1:m) Idade (dias) Corpo de prova Tensão de

ruptura (Mpa) Referência da

Argamassa 1:5,5 28 1 23,21 1:5,5 28 2 21,67


argamassa com acréscimo de

40% EPS

1:5,5 28 1 8,63 1:5,5 28 2 9,64


argamassa com acréscimo de

60% EPS

1:5,5 28 1 6,34 1:5,5 28 2 5,94


Acréscimo de 40%

EPS,c/adição cola de madeira (pva) e 60% de pó de brita no lugar da areia

1:5,5 28 1 5,76

1:5,5 28 2 5,00


80

ANEXO B – Resultados individuais do ensaio de módulo de elasticidade

81

Ensaio de Módulo de elasticidade Nomenclatura Traço (1:m) Idade (dias) Corpo de

prova Módulo

tangente inicial (Gpa)

Referência do

concreto

1:5,5

14

1 33,15 2 34,84 3 32,70


Referência do

concreto

1:5,5

28

1 37,22 2 37,01 3 29,14



20% EPS

1:5,5

14

1 19,80 2 17,79 3 19,07



20% EPS

1:5,5

28

1 17,60 2 23,59 3 20,05



40% EPS

1:5,5

14

1 15,21 2 13,27 3 15,38



40% EPS

1:5,5

28

1 15,92 2 17,78 3 16,86


Referência da

Argamassa

1:5,5

14

1 13,02 2 13,02 3 14,01


Referência da

Argamassa

1:5,5

28

1 13,65 2 15,05 3 15,16



40% EPS

1:5,5

14

1 6,14 2 7,74 3 5,93



40% EPS

1:5,5

28

1 7,80 2 7,46 3 7,60

Média 7,62

82

Desvio padrão 0,17

Argamassa com acréscimo de 60% EPS

1:5,5

14

1 5,71 2 5,71 3

4,57



60% EPS

1:5,5

28

1 6,20 2 6,35 3 6,14



40% EPS, s/adição cola de madeira (pva)

1:5,5

14

1 10,39 2 10,28

3 10,58



40% EPS,s/adição cola de madeira (pva)

1:5,5

28

1 13,08 2 12,56

3 12,01



40% EPS,c/adição cola de madeira (pva) e 60% de pó de

brita no lugar da areia

1:5,5

14

1 6,40 2 6,60

3 6,85



40% EPS,c/adição cola de madeira (pva) e 60% de pó de

brita no lugar da areia

1:5,5

28

1 8,31 2 7,43

3 8,31


83

ANEXO C – Resultados individuais do ensaio massa específica

84

DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DO CONCRETO

Traço

Corpo de prova

Massa do Material

Massa Especifica

Absorção (%)

Condição submersa

Condição saturada

Condição seca

Saturada Seca

Referência do

concreto

1 7280,0 12540,0 12540,00 2,384 2,300 3,64 2 7312,1 12460,0 12460,0 2,420 2,343

3,32

Média 2,402 2,322 3,48 Desvio padrão 0,018 0,022 0,16

Concreto com

acréscimo de 20%

EPS

1 5701,6 10860,0 10440,0 2,105 2,024 4,02 2

5865,4

11120,0

10660,0

2,116

2,029

4,32

Média 2,111 2,023 4,17 Desvio padrão 0,0055

0,0025 0,15

Concreto com

acréscimo de 40%

EPS

1 4533,4 9760,0 9140,0 1,867 1,749 6,78 2

4649,5

9840,0

9200,0

1,896

1,772

6,96

Média 1,882 1,761 6,87 Desvio padrão 0,0145 0,0115 0,09

85

ANEXO D – Resumo dos materiais

86

QUANTIDADE DE MATERIAIS PARA UM METRO CÚBICO DE CONCRETO Tipo de traço Referência do

concreto Concreto com


Concreto com acréscimo de 40%

EPS Traço 1:5,5 1:5,5 1:5,5

Traço em massa 1: 2,58: 2,92 1: 2,58: 2,92 1: 2,58: 2,92 Cimento 369,23 369,23 369,23

Areia 952,61 952,61 952,61 Brita 1078,15 1078,15 1078,15 EPS - 2,4 4,8 Água 203,08 195,69 221,54

Relação água/cimento 0,55 0,53 0,60 Teor de aditivo 0,70 0,70 0,70

Aditivo 258,46 258,46 258,46 Cola branca 24,0 24,0 24,0 Abatimento 10 ± 2 10 ± 2 10 ± 2

QUANTIDADE DE MATERIAIS PARA UM METRO CÚBICO DA ARGAMASSA Tipo de traço Referência do

concreto Concreto com


Concreto com acréscimo de 60%

EPS Traço 1:5,5 1:5,5 1:5,5

Traço em massa 1:5,5 1:5,5 1:5,5 Cimento 323,07 323,07 323,07

Areia 1615,35 1615,35 1615,35 EPS - 4,8 7,2 Água 258,46 258,46 258,46

Relação água/cimento 0,80 0,80 0,80 Teor de aditivo 0,70 0,70 0,70

Aditivo 226,15 226,15 226,15 Cola branca 30,55 30,55 30,55 Abatimento 26 ± 2 26 ± 2 26 ± 2

00003E72 - compressao

Documents

Transcript of 00003E72 - compressao