Aplicação do conceito de empacotamento de partículas na otimização de dosagem de concretos de cimento Portland

• Autor(a) principal: Lopes, Herbert Medeiros Torres
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-04072019-123140/
• topic: Concrete; Concreto; Dosagem; Empacotamento de Partículas; Mix Design; Optimization; Otimização; Particle Packing; Sustainability; Sustentabilidade

O concreto é o material de construção mais utilizado e nos últimos anos, estudos têm sido desenvolvidos em busca de materiais com desempenho mecânico e durabilidade superiores, com redução do consumo de cimento. Nesse contexto, tem-se o estudo do empacotamento de partículas associado à dosagem de concretos, produzindo estruturas mais densas e compactas, com melhor consumo energético. Basicamente, o empacotamento de partículas consiste em otimizar composições empregando partículas de diferentes tamanhos, promovendo o refinamento dos poros e, eventualmente, reduzindo o volume de pasta necessário para envolver as partículas da mistura. O empacotamento de partículas permite uma evolução nas propriedades do concreto, além de promover um benefício ambiental por meio da utilização de resíduos e subprodutos industriais, redução de emissões poluentes e economia de energia, mediante a redução do consumo de cimento na mistura. Diante disto, o presente trabalho tem por objetivo aplicar o conceito de empacotamento de partículas na otimização de traços de concretos convencionais e de alta resistência. Para isso, realizou-se inicialmente um estudo de dosagem, sendo determinados traços de referência pela metodologia tradicional. Aplicando o modelo de empacotamento de Alfred, foi determinado o coeficiente de distribuição de cada mistura e, então, os traços foram otimizados mantendo-se o mesmo coeficiente, sendo comparadas as propriedades dos concretos otimizados com propriedades das misturas de referência. Verificou-se que nas misturas otimizadas não foi possível obter a trabalhabilidade desejada, sendo necessário ajustar o teor de aditivo a fim de manter a mesma consistência. No estado endurecido, os concretos otimizados apresentaram desempenho físico e mecânico superior aos concretos dosados pela metodologia tradicional. Os ensaios não destrutivos apenas permitiram verificar a evolução com o tempo do módulo de elasticidade dinâmico e da porosidade, visto que a mudança da composição das misturas influencia diretamente no módulo e na velocidade de propagação da onda no material. Por fim, foi possível verificar a sustentabilidade dos concretos otimizados, que apresentaram índice de intensidade de ligante mais eficiente que os concretos de referência, reforçando a importância desse trabalho.