Dissertação
Estudo do efeito pozolânico da cerâmica vermelha nas propriedades de concretos submetidos a temperaturas elevadas
Autor
Barros, Beatriz Leite Sefair de
Institución
Resumen
Concern about the environment and the scarcity of natural resources is currently growing. The
civil construction industry is one of the industries that generates the most environmental
impacts due to the consumption of resources, waste generation and emission of polluting gases.
The Portland cement industry is responsible for extracting large amounts of clay and limestone
and for the high rate of emission of carbon dioxide into the atmosphere. Another relevant
problem in the industry is the inadequate disposal of waste, including red ceramic waste. One
of the advantages of concrete, compared to other structural materials, is its resistance to high
temperatures. Knowledge about the behavior of concrete with the use of red ceramic as
pozzolan is already widespread. However, the behavior of this material when exposed to high
temperatures has not yet been explored. Within this context, the objective of this research is to
evaluate the influence of the use of red ceramic as a pozzolan in partial replacement of Portland
cement, at levels of 10% and 25%, on the physical and mechanical behavior of concrete, at
room temperature and after exposure to 200°C, 400°C and 600°C. For this purpose, specific
mass, absorption, void ratio, ultrasonic pulse velocity, compressive strength, elastic modulus,
weight loss, thermodifferential and thermogravimetric analysis (TDA/TGA) and visual analysis
were carried out. The results of specific mass and modulus of elasticity did not show significant
differences between the mixtures for all temperatures studied. As for the void ratio and
absorption, the mixtures T10 and T25 showed the lowest values for room temperature and T10
the lowest value for 200°C. As for the temperatures of 400°C and 600°C, there was no
difference between the mixtures. Mixture T10 showed lower weight losses, considering the
three temperatures, and higher compressive strength for temperatures of 400°C and 600°C. The
results showed that the partial replacement of cement by red ceramic is technically feasible for
concrete exposed to high temperatures. In general, the replacement content of 10% is the most
appropriate. In this way, the use of red ceramic in concrete exposed to high temperatures
constitutes a way to reduce inadequate waste deposition, exploitation of non-renewable
resources and environmental impacts caused by the manufacture of Portland cement, improving
concrete performance after heating. A preocupação com o meio ambiente e a escassez de recursos naturais é crescente atualmente.
O setor da construção civil é um dos que mais gera impactos ambientais devido ao consumo de
recursos, geração de resíduos e emissão de gases poluentes. A indústria de cimento Portland é
responsável pela extração de grandes quantidades de argila e calcário e pela elevada taxa de
emissão de dióxido de carbono para a atmosfera. Outro problema relevante do setor é a
deposição inadequada de resíduos, dentre eles os resíduos de cerâmica vermelha. Uma das
vantagens do concreto, comparado aos demais materiais estruturais, é a resistência a
temperaturas elevadas. O conhecimento acerca do comportamento de concretos com utilização
de cerâmica vermelha como pozolana já é difundido. No entanto, o comportamento desse
material quando exposto a temperaturas elevadas ainda não foi explorado. Dentro desse
contexto, o objetivo desta pesquisa é avaliar a influência do uso da cerâmica vermelha como
pozolana em substituição parcial do cimento Portland, nos teores de 10% e 25%, no
comportamento físico e mecânico de concretos, na temperatura ambiente e após exposição a
200°C, 400°C e 600°C. Com essa finalidade realizou-se ensaios de massa específica, absorção,
índice de vazios, determinação de velocidade de propagação de onda ultrassônica, resistência à
compressão, módulo de elasticidade, perda de massa, análise termodiferencial e
termogravimétrica (ATD/TG) e análise visual. Os resultados de massa específica e módulo de
elasticidade não apresentaram diferenças significativas entre os traços para todas as
temperaturas estudadas. Quanto ao índice de vazios e à absorção, os traços T10 e T25
apresentaram os menores valores para a temperatura ambiente e o T10 o menor valor para
200°C. Já para as temperaturas de 400°C e 600°C não houve diferença entre os traços. O traço
T10 apresentou menores perdas de massa, considerando as três temperaturas, e maior
resistência à compressão para as temperaturas de 400°C e 600°C. Os resultados mostraram que
a substituição parcial do cimento pela cerâmica vermelha é tecnicamente viável para concretos
expostos a temperaturas elevadas, sendo que, de um modo geral, o teor de substituição de 10%
é o mais adequado. Dessa forma, a utilização da cerâmica vermelha em concretos expostos a
temperaturas elevadas se constitui em uma maneira de diminuir a deposição inadequada de
resíduos, a exploração de recursos não renováveis e os impactos ambientais causados pela
fabricação do cimento Portland, melhorando o desempenho do concreto após o aquecimento. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior