Cindy Yuri Ueki Peres

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    10-Mar-2016

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Cindy Yuri Ueki Peres

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  • UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE

    ESCOLA DE ENGENHARIA

    MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA DE MATERIAIS

    CINDY YURI UEKI PERES

    CONCRETO COM ADIO DE MICROESFERAS OCAS DE VIDRO

    So Paulo

    2014

  • CINDY YURI UEKI PERES

    CONCRETO COM ADIO DE MICROESFERAS OCAS DE VIDRO

    Dissertao de Mestrado apresentada ao Programa de Mestrado Profissional em Engenharia de Materiais da Universidade Presbiteriana Mackenzie, como requisito parcial obteno do ttulo Mestre em Engenharia de Materiais.

    ORIENTADOR: PROF. DR. ANTNIO HORTNCIO MUNHOZ JR.

    So Paulo

    2014

  • P434c Peres, Cindy Yuri Ueki

    Concreto com adio de microesferas ocas de vidro. / Cindy Yuri Ueki Peres So Paulo, 2014.

    95 f.: il.; 30 cm.

    Dissertao (Programa de Ps-Graduao (Stricto Sensu) em Engenharia de Materiais) - Universidade Presbiteriana Mackenzie - So Paulo, 2014.

    Orientador: Prof. Dr. Antnio Hortncio Munhoz Jr. Bibliografia: f. 73-75

    1. Concreto. 2. Cimento. 3. Microesferas ocas de vidro. I.Ttulo.

    CDD 620.136

  • CINDY YURI UEKI PERES

    CONCRETO COM ADIO DE MICROESFERAS OCAS DE VIDRO

    Dissertao de Mestrado apresentada ao Programa de Mestrado Profissional em Engenharia de Materiais da Universidade Presbiteriana Mackenzie, como requisito parcial obteno do ttulo Mestre em Engenharia de Materiais.

    Aprovado em, 09 de junho de 2014.

    BANCA EXAMINADORA

    _____________________________________________

    Prof. Dr. Antnio Hortncio Munhoz Jr. Universidade Presbiteriana Mackenzie

    _____________________________________________

    Prof. Dr. Alexandre Romildo Zandonadi Universidade Presbiteriana Mackenzie

    _____________________________________________

    Prof. Dr. Francisco Rolando Valenzuela Diaz Universidade de So Paulo

  • Aos meus pais, sem os quais nada seria possvel e ao Renato Peres, pelo amor e apoio incondicional.

  • AGRADECIMENTOS

    Em primeiro lugar Deus, pela graa da vida, pelo bem da sade e pela fora para lutar dia-a-dia.

    Ao Prof. Dr. Antnio Hortncio Munhoz Jr., pelo conhecimento compartilhado e todo o auxlio prestado no desenvolvimento deste projeto.

    Prof. Leila, pela simpatia e ajuda na elaborao deste trabalho. todos os professores do programa de Mestrado em Engenharia de Materiais da

    Universidade Presbiteriana Mackenzie pela pacincia e pela gentileza de transmitir a ns um pouco de seus conhecimentos.

    Aos tcnicos do laboratrio do Departamento de Engenharia Civil do Mackenzie, Jos Carlos e Lzaro pela ajuda e pacincia na execuo dos ensaios.

    empresa 3M pela doao das microesferas ocas de vidro S38. Ao Laureano Silva pela doao do aditivo MIRA111. Ao Renato Peres, meu esposo, pelo incentivo, apoio, auxlio e conhecimento

    compartilhado no desenvolvimento deste trabalho. Ao Mack Pesquisa pela concesso de uma bolsa de estudo que possibilitou a

    realizao deste mestrado.

  • RESUMO

    Este trabalho tem como objetivo avaliar o concreto com adio de microesferas ocas de vidro. O objetivo especfico deste trabalho avaliar a influencia da adio de microesferas ocas de vidro com diferentes combinaes de dosagem no concreto, em relao resistncia e trabalhabilidade. Foi provado em outros trabalhos que as microesferas de vidro podem influenciar na trabalhabilidade do concreto, pois, devido a sua geometria, as esferas podem rolar umas sobre as outras e sobre os demais componentes slidos do concreto. Em virtude do exposto, torna-se importante estudar a influncia da variao da dosagem dessas microesferas de vidro nas propriedades do concreto, como fluidez, resistncia e compacidade. Foram realizados ensaios de trabalhabilidade ou Slump em cada dosagem de concreto, e em cada idade de cura do concreto, os corpos-de-prova foram submetidos ao ultrassom e ao ensaio de resistncia axial, utilizou-se o mtodo de Weibull para comparar os resultados de resistncia a compresso. Com os resultados obtidos nos ensaios, foram realizadas as anlises comparativas da influncia da variao de cada fator escolhido. A anlise dos resultados obtidos mostra que para algumas formulaes, a adio das microesferas ocas de vidro confere alta resistncia mecnica de compresso do concreto, acima de 30MPa, em todos os perodos de cura analisados. Importante destacar que a trabalhabilidade do concreto apresentou-se substancialmente reduzida, no apresentando qualquer melhora de trabalhabilidade devido adio da microesfera oca de vidro.

    Palavras-chaves: Concreto, Cimento. Microesferas ocas de vidro.

  • ABSTRACT

    This work aims to evaluate the concrete with addition of hollow glass microspheres . The specific objectives of this work is to evaluate the influence of the addition of hollow glass microspheres with different combinations of dosage in concrete concerning resistance and workability. It was proved that in other studies glass microspheres may influence the workability of the concrete , because due to its geometry, the balls can roll on each other and on the other solid components of the concrete. In view of the foregoing, it becomes important to study the effect of varying the dosage of these glass microspheres in the concrete properties, such as fluidity, strength and compactness. Tests are carried out Workability Slump in each dosage of concrete , and in every age of curing of concrete , the bodies of the test piece was be submitted to ultrasound and axial strength test . we used the Weibull to compare the results. With the results obtained in the tests, the comparative analysis of the variation of each factor chosen were performed. The analysis of the results shows that for some formulations, the addition of hollow glass microspheres imparts high mechanical strength to compressive strength above 30MPa at all periods analyzed. Importantly, the workability of the concrete had to be substantially reduced, showing no improvement in workability due to the addition of hollow glass microsphere.

    Keywords: Cement. Hollow glass microspheres.

  • LISTA DE ILUSTRAES

    Figura 1 Projeo de consumo de materiais para produo de concreto at o ano de 2050 ...........................................................................................................................16

    Fotografia 1 Seco polida de um corpo-de-prova de concreto (fotografia cedida por G. Vrdoljak)............................................................................................................26

    Figura 2 Trs micrografias da fase pasta de cimento hidratada com ampliaes diferentes...........................................................................................................27

    Figura 3 Micrografia eletrnica de varredura de cristais hexagonais caractersticos de monossulfato hidratado e cristais aciculares de etringita formados pela mistura de solues de aluminato de clcio e sulfato de clcio (cortesia de Lochner, F. W., Research Institute of Cement Industry de Dusseldorf/Alemanha).............29

    Fotografia 2 Betoneira modelo BL 100 da Engemac.............................................................50

    Fotografia 3 Cone metlico para realizao do Slump Test..................................................51

    Fotografia 4 Moldes dos Corpos-de-prova............................................................................53

    Fotografia 5 Ultrassom do Corpo-de-prova...........................................................................54

    Fotografia 6 Ensaio de Resistncia Compresso................................................................55

    Figura 4 Micrografias Eletrnicas de Varredura de superfcie da face fraturada de amostras de concreto com microesferas ocas de vidro (30x)........................... 62

    Figura 5 Espectro de EDS realizado sobre amostra de concreto com microesferas ocas de vidro..............................................................................................................62

    Figura 6 Resultados do Espectro de EDS realizado sobre amostra de concreto com microesferas ocas de vidro................................................................................63

    Figura 7 Imagem do Espectro de EDS realizado sobre amostra de concreto com microesferas ocas de vidro (3750x)...................................................................63

    Figura 8 Imagem do Espectro de EDS realizado sobre amostra de concreto com microesferas ocas de vidro com as slicas destacadas em roxo....................................................................................................................64

  • Figura 9 Imagens do Espectro de EDS realizado sobre amostra de concreto com microesferas ocas de vidro com os componentes destacados com cores...................................................................................................................64

    Figura 10 Imagens do Espectro de EDS realizado sobre amostra de concreto identificando uma microesfera oca de vidro (1500x)..............................................................65

    Figura 11 Micrografias Eletrnicas de Varredura de Microesfera oca de vidro intacta presente no concreto (1500x)............................................................................66

    Figura 12 Micrografias Eletrnicas de Varredura da Superfcie da Microesfera (12.000x)...........................................................................................................67

    Figura 13 Micrografias Eletrnicas de Varredura da acoplagem microesfera e matriz (37.000x)...........................................................................................................67

    Figura 14 Micrografias Eletrnicas de Varredura da Microesfera oca de vidro intacta presente no concreto (7.000x)...........................................................................68

    Figura 15 Micrografias Eletrnicas de Varredura de poro presente no concreto endurecido (250x)..............................................................................................68

    Figura 16 Micrografias Eletrnicas de Varredura da matriz do concreto (1.000x).............................................................................................................69

    Figura 17 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T01A.........................................76

    Figura 18 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T01B.........................................77

    Figura 19 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T02A.........................................78

    Figura 20 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T02B.........................................79

    Figura 21 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T03A.........................................80

    Figura 22 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T03B.........................................81

  • Figura 23 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T04A.........................................82

    Figura 24 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem T04B.........................................83

    Figura 25 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem TP01.........................................84

    Figura 26 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de resistncia compresso nos corpos de prova da dosagem TP02.........................................85

    Figura 27 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T01A...................................................................86

    Figura 28 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T01B...................................................................87

    Figura 29 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T02A...................................................................88

    Figura 30 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T02B...................................................................89

    Figura 31 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T03A...................................................................90

    Figura 32 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T03B...................................................................91

    Figura 33 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T04A...................................................................92

    Figura 34 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem T04B...................................................................93

    Figura 35 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem TP01...................................................................94

    Figura 36 Grfico da Distribuio de Weibull dos resultados dos ensaios de ultrassom nos corpos-de-prova da dosagem TP02...................................................................95

  • LISTA DE QUADROS

    Quadro 1 Nomenclatura dos cimentos Portland em 1997 (ASSOCIAO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND, 2002, p.18)........................................................22

    Quadro 2 Composio dos cimentos Portland comuns e compostos (ASSOCIAO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND, 2002, p.10)...............................23

    Quadro 3 Composio Granulomtrica de Agregado Grado..........................................36

    Quadro 4 Composio Granulomtrica de Agregado Mido...........................................37

    Quadro 5 Caractersticas dos traos..................................................................................40

    Quadro 6 Clculo do Trao e Densidade Terica T01A...................................................41

    Quadro 7 Clculo do Trao e Densidade Terica T01B...................................................42

    Quadro 8 Clculo do Trao e Densidade Terica T02A...................................................43

    Quadro 9 Clculo do Trao e Densidade Terica T02B...................................................44

    Quadro 10 Clculo do Trao e Densidade Terica T03A...................................................45

    Quadro 11 Clculo do Trao e Densidade Terica T03B...................................................46

    Quadro 12 Clculo do Trao e Densidade Terica T04A...................................................47

    Quadro 13 Clculo...