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Macedo, Deyse. Estudo da viabilidade técnica de placas pré-moldadas utilizando borracha de pneu em matrizes cimentícias. 234fDissertação (Pós-graduação em Engenharia Civil) - Escola de Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2005.
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Resumo
Neste trabalho analisou-se a viabilidade técnica de placas pré-moldadas com fibra de borracha em matrizes cimentícias. Para tal, foram analisados o comportamento das matrizes cimentícias, argamassa e concreto (traços 1:4,5 e 1:6,5), utilizando fibra de borracha proveniente da recapagem de pneumáticos (em substituição ao agregado miúdo em volume, nos teores de 5%, 10% e 15% de borracha), quanto ao comportamento mecânico e térmico. A análise das propriedades mecânicas foram realizadas para 4 idades: 3, 7, 28 e 91 dias. A partir desta análise foi escolhida a matriz e tratamento superficial adequado da fibra de borracha de pneu para confecção das placas pré-moldadas. O procedimento experimental foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa realizou-se análise do comportamento das matrizes no estado fresco através dos ensaios de ar incorporado e massa específica, e no estado endurecido analisaram-se as propriedades mecânicas como: resistência à compressão axial, módulo de elasticidade, tração por flexão, tração por compressão diametral e tração direta, e ensaios complementares térmicos, tais como: condutividade, calor específico e difusividade térmica. Foram analisados dois tratamentos superficiais na fibra de borracha (água e solução aquosa de NaOH) e através dos resultados obtidos, optou-se pelo tratamento com água que comparado à solução de NaOH representou um processo menos oneroso, perigoso ao meio ambiente e a mão-de-obra. Na segunda etapa foram realizados os ensaios com as placas pré-moldadas comparando a referência a três porcentagens de substituição na matriz cimentícia. Para análise da situação de incêndio, observou-se a ocorrência do spalling (lascamento explosivo) em todas as placas ensaiadas, no entanto, nas amostras com borracha o lascamento foi menor em virtude do alívio de pressões internas pela abertura de canalículos ocasionados pela desintegração da borracha. Quanto ao tempo de freqüência ultra-sônica, após a ação do fogo, foi superior ao apresentado antes à submissão ao fogo, indicando a degradação da matriz, principalmente, no centro das placas em detrimento das bordas. Observou-se, nas placas após ação do fogo, que a profundidade de carbonatação não foi superior a 5 mm. Ocorreu a diminuição da absorção por saturação e capilaridade, principalmente nas amostras com 15% de borracha. Logo, percebeu-se um excelente comportamento da matriz de concreto com borracha relativa à durabilidade. Com a utilização de uma placa com 5cm de espessura, inferior ao padrão normalmente utilizado em alvenaria para vedação, obteve-se com as placas com 15% de borracha o índice de redução sonora de 35 dB.
Abstract
This work analyzes the technical viability of pre-molded panels with rubber fiber in cementitious matrixes. The behavior of the cementitious matrixes, mortar and concrete were studied concerning their mechanical and thermal behavior (proportions: 1:4,5 and 1:6,5) using tyre fiber proceeding from tire covering with the substitution, in volume, of part of the fine aggregate for tire rubber in the following percentages: 5%, 10% and 15%. The analysis of the mechanical properties was accomplished for 4 ages: 3, 7, 28 and 91 days. The results of this analysis determined the choice of the cementitious matrix and rubber superficial treatment for making the premolded panels. The experimental procedure was divided into two stages. In the first stage the behavior of the fresh matrixes was analyzed by means of entrained air and specific mass tests. In the hardened state mechanical properties were analyzed, such as: compressive strength, modulus of elasticity, flexural strength, splitting tensile strength and tensile strength. Complementary thermal tests were also done, such as: conductivity, specific heat and thermal diffusivity. Two superficial treatments were analyzed in the rubber fiber (water and NaOH aqueous solution) and the results obtained led to the choice of water treatment which compared to the NaOH solution proved to be a less onerous process as well as safer for the environment and the workers. In the second stage the pre-molded panels were tested comparing the reference to three substitution percentages in the cimentitious matrix. Fire testing showed the occurrence of spalling (explosive splintering) in all the panels tested, however in the samples with rubber there was less spalling due to the relief in internal pressures caused by small holes resulting from the rubber disintegration. The ultrasonic time frequency test after fire testing showed higher results in relation to those found before the fire testing, indicating the degradation of the cimentitious matrix more strongly in the center of the panels than round the edges. After fire testing the carbonation depth in the panels was not superior to 5 mm. A reduction in absorption by saturation and capillarity, mainly in the samples with 15% rubber was also detected. Therefore, the behavior of the concrete matrix with rubber concerning durability proved excellent. Using a panel with a thickness of 5cm, therefore less than the usual standard used in masonry for non structural pre-molded panels, in panels with 15% rubber a sound reduction index of 35 dB was reached.
