Dissertação
Avaliação e caracterização de compósitos constituídos de finos residuais termoplásticos e vítreos para a construção civil
Registro en:
ROSA, Klicha Kelen Boni. Avaliação e caracterização de compósitos constituídos de finos residuais termoplásticos e vítreos para a construção civil. 2023. 115f. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Palmas, 2023.
Autor
Rosa, Klicha Kelen Boni
Institución
Resumen
The civil construction sector is one of the sectors that most impact the environment. On the
other hand, it is the area that can also be suitable for recycling industrial waste and transforming
them into construction materials. This research aims to develop and characterize an innovative
composite material consisting of a plaster matrix and polymeric and ceramic reinforcement,
through the use of polycarbonate waste in the form of shavings from the manufacturing process
of optical lenses and glasses and soda lime glass. comminuted green from discarded beverage
bottles. The purpose was to replace the coating and finishing plasterboards and blocks with the
composite material. The methodology carried out in this research essentially consisted of three
main stages: Treatment and determination of waste properties; Production of samples and;
Evaluation of composite material samples in the form of plaster blocks. Verifying the
application of the composite in Civil Construction and performing analyzes on the material in
the fresh and hardened state through physical, mechanical and chemical tests. Ten proportions
were performed, in which P1 contains only plaster considered as a parameter for the others that
increasingly differentiated the percentages of plaster replacement by glass (from 5% to 15%)
and polycarbonate (from 1% to 5%). After 28 days of dry curing in a laboratory environment,
physical density tests were carried out in the dry state (ratio between the dry mass of the
specimen and its volume) and microstructural analysis by means of optical microscopy with the
application of a stereomicroscope to visualize the phases of the composite material, voids and
failures in the parts, and water absorption by capillarity lasting 24 hours. The tests of
mechanical resistance to axial compression, mechanical resistance to flexion with three
supports, hardness and the chemical test of EDX were also carried out at 28 days. Evaluating
the chemical composition of the plaster samples, it revealed the presence of impurities and
additives, glass and polycarbonate. The samples showed non-compliance regarding axial
compression strength for P0V0 (parameter) and P5V15 and minimum hardness in relation to
all mixtures, defined in regulations as 8.4 MPa and 20 N/mm², respectively. For the three-point
flexural strength test, all samples obtained results superior to those prescribed in regulations
such as 1 MPa. It is concluded that the best performances for the composite material, after 28
days of dry curing in a laboratory environment, in view of the physical and mechanical tests,
were achieved by the P3V5 proportions (replacement of 3% of plaster with polycarbonate and
replacement of 5% of plaster with glass ), P3V10 (replacing 3% of the plaster with
polycarbonate and replacing 10% of the plaster with glass) and P5V5 (replacing 5% of the
plaster with polycarbonate and replacing 5% of the plaster with glass). Of these, the best
mixture for use in Civil Construction belongs to P3V5, which provides greater mechanical
resistance and lower rates of water absorption by capillarity and lower average density at 28
days. O setor da construção civil é um dos setores que mais impactam o meio ambiente. Em
contrapartida, é a área que também pode se adequar para a reciclagem de resíduos industriais e
transformá-los em materiais de construção. Esta pesquisa objetiva-se a desenvolver e
caracterizar um material compósito inovador constituído de uma matriz de gesso e reforço
polimérico e cerâmico, por meio do emprego de resíduos de policarbonato em forma de aparas
do processo de fabricação de lentes ópticas e óculos e de vidro sodocálcico verde cominuído
proveniente de garrafas de bebidas descartadas. A finalidade foi substituir as placas e blocos de
gesso de revestimento e acabamento pelo material compósito. A metodologia executada nesta
pesquisa consistiu essencialmente em três etapas principais: Tratamento e determinação das
propriedades dos resíduos; Produção das amostras e; Avaliação das amostras do material
compósito em forma de blocos de gesso. Verificando a aplicação do compósito na Construção
Civil e realizando análises no material no estado fresco e endurecido por meio de ensaios
físicos, mecânicos e químico. Foram executados dez proporcionamentos, em que o P1 contém
apenas gesso considerado como parâmetro para os demais que diferenciavam de forma
crescente os percentuais de substituição do gesso por vidro (de 5% a 15%) e policarbonato (de
1% a 5%). Aos 28 dias de cura seca em ambiente laboratorial foram realizados os ensaios físicos
de densidade no estado seco (relação entre a massa seca do corpo de prova e seu volume) e,
análise microestrutural por meio de microscopia óptica com aplicação de estereomicroscópio
para visualização das fases do material compósito, vazios e falhas nas peças e, absorção de água
por capilaridade com duração de 24 horas. Os ensaios de resistência mecânica à compressão
axial, resistência mecânica à flexão com três apoios, de dureza e o ensaio químico de EDX
também foram realizados aos 28 dias. Avaliando a composição química das amostras de gesso,
que revelou a presença de impurezas e aditivos, vidro e policarbonato. As amostras
apresentaram não conformidade quanto à resistência à compressão axial para P0V0 (parâmetro)
e P5V15 e de dureza mínimas em relação à todas as misturas, definidas em normativa sendo
8,4 MPa e 20 N/mm², respectivamente. Para o ensaio de resistência à flexão por três pontos,
todas as amostras obtiveram resultados superiores ao prescrito em normativa como 1 MPa.
Conclui-se que os melhores desempenhos para o material compósito, aos 28 dias de cura seca
em ambiente laboratorial frente os ensaios físicos e mecânicos foram alcançados pelos
proporcionamentos P3V5 (substituição de 3% do gesso por policarbonato e substituição de 5%
do gesso por vidro), P3V10 (substituição de 3% do gesso por policarbonato e substituição de
10% do gesso por vidro) e P5V5 (substituição de 5% do gesso por policarbonato e substituição
de 5% do gesso por vidro). Destes, a melhor mistura para fins de emprego na Construção Civil
pertence a P3V5, que confere maiores resistências mecânicas e menores índices de absorção de
água por capilaridade e menor densidade média aos 28 dias.