Evaluación de las propiedades mecánicas del hormigón producido con mezclas binarias y ternarias de áridos
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11948Palabras clave:
Hormigón; Resistencia; Composición granulométrica; Mezclas binarias; Mezclas ternarias.Resumen
El cemento es el componente más costoso del hormigón, y su proceso de producción provoca un gran impacto ambiental. Así, se estudian alternativas para reducir la cantidad de cemento utilizado. Una opción es utilizar curvas granulométricas optimizadas de áridos, buscando una mayor compacidad del hormigón. La composición granulométrica ideal resulta en un hormigón con mayor resistencia mecánica. De esta forma, se reducen los costos y el consumo de materiales y, en consecuencia, los impactos ambientales. Por lo tanto, el presente estudio tiene como objetivo mejorar las propiedades del hormigón convencional mediante composiciones granulométricas optimizadas. Para el estudio, se realizaron análisis de propiedades del hormigón en estado endurecido producido con mezclas binarias de guijarros de la región de Belém, en Pará, y ternarios de roca granítica de la región metropolitana de Recife, Pernambuco. El método de dosificación IPT / EPUSP fue utilizado, así como ensayos de granulometría, masa unitaria, absorción por capilaridad y resistencia a compresión. Se observó un aumento de la resistencia a compresión para una mayor cantidad de finos. Además, para los dos áridos estudiados, la disminución en la cantidad de cemento utilizado no resultó en pérdida de la resistencia por causa del aumento en la compactación del hormigón, indicado por la masa unitaria de los áridos. Así, la optimización de la composición granulométrica del árido grueso proporciona una reducción en el consumo de aglutinante para la misma resistencia requerida y para los dos áridos analizados.
Citas
Brazilian Association of Technical Standards – ABNT (2015). Portland cement and other powdered materials — Determination of fineness by the air permeability method (Blaine method) (NBR 16372). ABNT.
Brazilian Association of Technical Standards – ABNT (2003). Aggregates - Sieve analysis of fine and coarse aggregates (NBR NM 248). ABNT.
Brazilian Association of Technical Standards – ABNT (2006). Aggregates - Determination of the unit weight and air-void contents (NBR NM 45). ABNT.
Brazilian Association of Technical Standards – ABNT (2011). Concrete and mortar - Determination of the tension strength by diametrical compression of cylindrical test specimens (NBR 7222). ABNT.
Aiqin, W., Chengzhi, Z., & Ningsheng, Z. (1997). Study of the influence of the particle size distribution on the properties of cement. Cement and Concrete Research, 27, 685–695.
Aiqin, W., Chengzhi, Z., & Ningsheng, Z. (1999). The theoretic analysis of the influence of the particle size distribution of cement system on the property of cement, Cement and Concrete Research, 29(11), 1721-1726.
Baghaee Moghaddam, T., & Baaj, H. (2018). Application of compressible packing model for optimization of asphalt concrete mix design. Construction and Building Materials, 159, 530–539. doi:10.1016/j.conbuildmat.2017.11.004
Bonen, D., & Sarkar, S. L. (1995). The superplasticizer adsorption capacity of cement pastes, pore solution composition, and parameters affecting flow loss, Cement and Concrete Research, 25(7), 1423–1434.
Campos, H. F., Klein, N. S., & Marques Filho, J. (2020). Proposed mix design method for sustainable high-strength concrete using particle packing optimization. Journal of Cleaner Production, 121907. doi:10.1016/j.jclepro.2020.121907
Carneiro, A. M. P & Cincotto, M. A. (1999). Dosagem de argamassas através de curvas granulométricas. Boletim Técnico da Escola Politécnica da USP (n. 237), São Paulo.
Castro, A. L., & Pandolfelli, V. C. (2009). Revisão: Conceitos de dispersão e empacotamento de partículas para a produção de concretos especiais aplicados na construção civil. Cerâmica, 55, 18–32.
Damineli, B. L. (2013). Conceitos para formulação de concretos com baixo consumo de ligantes: concretos reológico, empacotamento e dispersão de partículas. Doctoral dissertation. Universidade de São Paulo.
Larrard, F. & Sedran, T. (1994). Optimization of ultra-high-performance concrete by the use of a packing model, Cement and Concrete Research, 24(6), 997–1009.
Ferreira, A. P. (1999). Ensaios não destrutivos: resistência ao esmagamento do agregado graúdo como variável para avaliação da resistência do concreto. Master’s dissertation. Universidade Federal Fluminense.
Fuller, W. B. & Thompson, S.E. (1907). The laws of proportioning concrete. Proceedings of American Society of Civil Engineers, N. 3. Vol XXXIII, 223–298.
Furnas, C. C. (1931). Grading aggregates, I- Mathematical relations for beds of broken solids of maximum density. Industrial and Engineering Chemistry, 23(9), 1052–1058.
Lenz, L.A. (2016). Avaliação da influência do empacotamento do esqueleto granular no módulo de elasticidade de concretos convencionais. Master’s dissertation. Universidade Federal do Paraná.
Londero, C., Lenz, L. A., Santos, I. M. R., & Klein, N. S. (2017). Determinação da densidade de empacotamento de sistemas granulares compostos a partir da areia normal do IPT: comparação entre modelos de otimização de distribuição granulométrica e composições aleatórias. Cerâmica, 63, 22–33.
Alexander, M. & Mindess, S. (2005). Aggregates in Concrete. New York: Taylor & Francis.
Metha, P. K. & Monteiro, P.J.M. (1994). Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: PINI.
Pileggi, R. G. (2001). Ferramentas para o estudo e desenvolvimento de concretos refratários. Doctoral dissertation. Universidade Federal de São Carlos, São Carlos.
Robalo, K., Soldado, E., Costa, H., do Carmo, R., Alves, H., & Júlio, E. (2021). Efficiency of cement content and of compactness on mechanical performance of low cement concrete designed with packing optimization. Construction and Building Materials, 266, 121077. doi:10.1016/j.conbuildmat.2020.121077
Salvador Filho, J.A.A. (2007). Blocos de concreto para alvenaria em construções industrializadas. Doctoral dissertation. Universidade de São Paulo.
Silva, A. F. P., Andrade, D. T. M., Rios, N. A. B., & Nascimento, L. G. (2020). Concrete performance with addition of bamboo ash. Research, Society and Development, 9(9), e309996755. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i9.6755
Weidmann, D. F. (2008). Contribuição ao estudo da influência da forma e da composição granulométrica de agregados miúdos de britagem nas propriedades do concreto de cimento Portland. Master’s dissertation. Universidade Federal de Santa Catarina.
Wong, V., Chan, K. W., & Kwan, A. K. H. (2013). Applying theories of particle packing and rheology to concrete for sustainable development. Organization, Technology and Management in Construction, 5, 844–851.
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