Destaques sobre as propriedades do resíduo de vidro de sílica-soda-cal que viabilizam seu uso como fíler em concreto de ultra alto desempenho

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i3.13801

Palavras-chave:

Resíduo de Vidro; Material Cimentício Suplementar; Sistemas CUAD.

Resumo

O avanço exponencial das tecnologias de ponta no âmbito da construção civil, busca conferir aos materiais de base cimentícia o potencial ecoeficiente atrelado ao desempenho mecânico que possibilite aplicações diversas. Este trabalho objetiva avaliar o resíduo de vidro quanto ao potencial pozolânico através da ABNT NBR 5752:2014, bem como verificar se através dos ensaios de caracterização de fluorescência de raios x, difração de raios x e granulometria por difração a laser, se o mesmo possui viabilidade de aplicação como material cimentício suplementar (fíler), em concreto de ultra alto desempenho. O resíduo de vidro submetido aos ensaios propostos neste estudo, passou por trituração em britador de mandíbulas, moagem em moinho de bolas de bancada à 47rpm, e foi peneirado em malha de abertura de 75 µm (peneira ABNT n° 200). Para o teste de atividade pozolânica, utilizou-se cimento de classe CP II F-40, areia normal, água proveniente da rede de abastecimento público, e aditivo superplastificante para o traço com 25% do resíduo em substituição ao cimento, enquanto que para as demais técnicas de caracterização, o resíduo de vidro foi aplicado na sua forma beneficiada (após peneiramento), por via seca ou úmida. O resíduo de vidro avaliado não alcançou o índice mínimo de 75% estabelecido pela ABNT NBR 5752:2014, conseguindo apenas 45,72%, sendo classificado como não pozolânico, o que indica seu comportamento inerte na presenta do hidróxido de cálcio. Os ensaios de caracterização confirmaram, com base na literatura especializada sobre concreto de ultra alto desempenho, sua viabilidade como fíler ao ser adotado como matéria-prima alternativa por apresentar composição química e mineralógica, além de distribuição granulométrica, bastante próximas dos utilizados em estudos que demonstraram resultados satisfatórios ao utilizarem o resíduo de vidro como insumo.

Biografia do Autor

João Victor da Cunha Oliveira, Universidade Federal de Campina Grande

Technologist in building construction at IFPB, and master's student in materials science and engineering at UFCG.

Referências

Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 5752 – Materiais pozolânicos – Determinação do índice de desempenho com cimento Portland aos 28 dias. Rio de Janeiro, 2014.

Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT NBR 7214 – Areia normal para ensaio de cimento – Especificação. Rio de Janeiro, 1982.

Bauer, L. A. F. (2019). Materiais de Construção – Vol. 2 (6. ed.). Rio de Janeiro: LTC.

Bouchikhi, A., Benzerzour, M., Abriak, N. E., Maherzi, W., & Mamindy-Pajany, Y. (2019). Study of the impact of waste glasses types on pozzolanic activity of cementitious matrix. Construction and Building Materials, 197, 626-640. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.11.180

Bradtmüller, H., Villas-Boas, M. C., Zanotto, E. D., & Eckert, H. (2020). Structural aspects of the glass-to-crystal transition in sodium-calcium silicate glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, 535, 119844. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119844

Cormack, A. N., & Du, J. (2001). Molecular dynamics simulations of soda–lime–silicate glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, 293-295, 283-289. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(01)00831-6

Cunha Oliveira, J. V. (2020). State of the art of the development of sustainable concrete for applications in conventional structures. Research, Society and Development, 9 (11), 1-19. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10272

Cunha Oliveira, J. V., Chagas, L. S. V. B., Meira, F. F. D. A., Carneiro, A. M. P., & Melo Neto, A. A. (2018). Avaliação do potencial pozolânico das cinzas do lodo de esgoto calcinado em argamassas de revestimento. In: 23° CBECIMat, Foz do Iguaçu, Paraná, Brasil, 2018. <https://bit.ly/3rFrtbW>.

Cunha Oliveira, J. V., Chagas, L. S. V. B., Meira, F. F. D. A., Carneiro, A. M. P., & Melo Neto, A. A. (2020). Study of the potential of adhesion to the substrate of masonry and tensile in the flexion in mortars of coating with gray of the sewage sludge. Materials Science Forum, 1012, 256-261. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1012.256

Cunha Oliveira, J. V., Meira, F. F. D. A., & Lucena, K. F. M. (2021). Application of mineral admixtures and steel fibers in experimental compositions for reactive powders concrete. Research, Society and Development, 10 (1), 1-18. http://dx.doi.org/10.33448/rsd-v10i1.11910

Evangelista, N., Tenório, J. A. S., & Oliveira, J. R. (2012). Pozolanicidade dos resíduos industriais, lã de vidro e lã cerâmica. Revista Escola de Minas, 65 (1), 79-85. http://dx.doi.org/10.1590/S0370-44672012000100011

Garcia, E., Cabral Junior, M., Quarcioni, V. A., & Chotoli, F.F. (2015). Avaliação da atividade pozolânica dos resíduos de cerâmica vermelha produzidos nos principais polos ceramistas do Estado de S. Paulo. Cerâmica, 61 (358) 251-258. http://dx.doi.org/10.1590/0366-69132015613581847

Greaves, G. N., Fontaine, A., Lagarde, P., Raoux, D., & Gurman, S. J. (1981). Local structure of silicate glasses. Nature, 293 (22), 611-616. https://doi.org/10.1038/293611a0

Jiang, Y., Ling, T. C., Mo, K. H., & Shi, C. (2019). A critical review of waste glass powder – Multiple roles of utilization in cement-based materials and construction products. Journal of Environmental Management, 242, 440-449. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.04.098

Jiao, Y., Zhang, Y., Guo, M., Zhang, L., Ning, H., & Liu, S. (2020). Mechanical and fracture properties of ultra-high performance concrete (UHPC) containing waste glass sand as partial replacement material. Journal of Cleaner Production, 277, 123501. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123501

L. Rodier, & H. Savastano Jr. (2018). Use of glass powder residue for the elaboration of eco-efficient cementitious materials. Journal of Cleaner Production, 184, 333-341. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.02.269

Lee, H., Hanif, A., Usman, M., Sim, J., & Oh, H. (2018). Performance evaluation of concrete incorporating glass powder and glass sludge wastes as supplementary cementing material. Journal of Cleaner Production, 170, 683-693. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.09.133

Mosaberpanah, M. A., Eren, O., & Tarassoly, A. R. (2019). The effect of nano-silica and waste glass powder on mechanical, rheological, and shrinkage properties of UHPC using response surface methodology. Journal of Materials Research and Technology, 8 (1), 804-811. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2018.06.011

Patel, D., Tiwari, R. P., Shrivastava, R., & Yadav, R. K. (2019). Effective utilization of waste glass powder as the substitution of cement in making paste and mortar. Construction and Building Materials, 199, 406-415. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.017

Pezeshkian, M., Delnavaz, A., & Delnavaz, M. (2019). Development of UHPC mixtures using natural zeolite and glass sand as replacements of silica fume and quartz sand. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 1-16. https://doi.org/10.1080/19648189.2019.1610074

Ramanathan, S., Croly, M., & Suraneni, P. (2020). Comparison of the effects that supplementary cementitious materials replacement levels have on cementitious paste properties. Cement and Concrete Composites, 112, 103678. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2020.103678

Shelby, J. E. (2005). Introduction to Glass Science and Technology (2. ed.). Cambridge: The Royal Society of Chemistry.

Soliman, N. A., & Tagnit-Hamou, A. (2016). Development of ultra-high-performance concrete using glass powder – Towards ecofriendly concrete. Construction and Building Materials, 125, 600-612. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.08.073

Soliman, N. A., & Tagnit-Hamou, A. (2017a). Using glass sand as an alternative for quartz sand in UHPC. Construction and Building Materials, 145, 243-252. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.187

Soliman, N. A., & Tagnit-Hamou, A. (2017b). Partial substitution of silica fume with fine glass powder in UHPC: Filling the micro gap. Construction and Building Materials, 139, 374-383. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.02.084

Vaitkevičius, V., Šerelis, E., & Hilbig, H. (2014). The effect of glass powder on the microstructure of ultra high performance concrete. Construction and Building Materials, 68, 102-109. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.101

Vogel, W. (1994). Glass Chemistry (2. ed.). Berlin: Springer.

Wilson, W., Soliman, N. A., Sorelli, L., & Tagnit-Hamou, A. (2019). Micro-chemo-mechanical features of ultra-high performance glass concrete (UHPGC). Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 104, 102373. https://doi.org/10.1016/j.tafmec.2019.102373

Yu, R., Spiesz, P., & Brouwers, H. J. H. (2015). Development of an eco-friendly Ultra-High Performance Concrete (UHPC) with efficient cement and mineral admixtures uses. Cement and Concrete Composites, 55, 383-394. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2014.09.024

Yuritsyn, N. S. (2015). Nucleation of crystals in sodium-calcium-silicate glasses of the metasilicate section. Glass Physics and Chemistry, 41 (1), 112-115. https://doi.org/10.1134/S1087659615010253

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Publicado

27/03/2021

Como Citar

OLIVEIRA, J. V. da C.; MEIRA, F. F. D. de A.; LUCENA, K. F. M. de. Destaques sobre as propriedades do resíduo de vidro de sílica-soda-cal que viabilizam seu uso como fíler em concreto de ultra alto desempenho. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 3, p. e59310313801, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i3.13801. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/13801. Acesso em: 4 jul. 2024.

Edição

Seção

Engenharias