Este documento apresenta os resultados de uma análise microscópica de betões com agregados finos reciclados de betão. Foram produzidos betões com taxas de substituição de 0%, 10%, 30%, 50% e 100% e analisados por microscopia eletrónica de varrimento e porosimetria por intrusão de mercúrio. Os resultados mostraram que a presença de agregados finos reciclados melhorou a ligação pasta-agregado e que a porosidade aumentou linearmente com a taxa de substituição, principalmente para poros menores.
Análise microscópica de betões com agregados finos reciclados
1. ANÁLISE MICROSCÓPICA DE BETÕES
COM AGREGADOS FINOS
RECICLADOS DE BETÃO
Luís Evangelista Mafalda Guedes
evangelista@dec.isel.ipl.pt mafalda.guedes@estsetubal.ips.pt
Jorge de Brito Alberto Ferro
jb@civil.ist.utl.pt aberto.ferro@ist.utl.pt
2. ÍNDICE
1. Introdução
2. Programa experimental
3. Resultados obtidos
MEV com electrões secundários
MEV com electrões retro-difundidos
Microporosimetria por intrusão de mercúrio
4. Conclusões
3. 1. INTRODUÇÃO
Apesar de se ter estabelecido cientificamente a viabilidade
de utilização de agregados grossos reciclados provenientes
dos resíduos da construção e demolição, a legislação
actual limita fortemente o seu uso na produção de betões.
Os agregados finos reciclados (AFR) continuam excluídos
do circuito de produção, não obstante vários autores
terem já demonstrado a viabilidade técnica dos mesmos.
As propriedades mecânicas mostram perdas pequenas ou médias quando se
usam AFR. A durabilidade é mais afectada. Os elementos estruturais
apresentam capacidades resistentes semelhantes, mas deformabilidades a
curto e longo prazo superiores.
4. 2. CAMPANHA EXPERIMENTAL
O betão original foi produzido em central de betonagem certificada
(Unibetão) e moldado “in situ” em blocos com cerca de 40x15x20 cm3
• O betão possuía uma trabalhabilidade
S3 (125 mm) e a fcm,28= 28,7 MPa
Bago Areia Cem II Cinzas
Brita 2 Brita 1 Água
arroz fina 42.5R volantes Plastificante (l)
(kg) (kg) (l)
(kg) (kg) (kg) (kg)
Quantidades
(/m3) 681 558 171 554 189 116 126 3
Serviram como marcadores da
presença de AFR nas MEV
5. 2. CAMPANHA EXPERIMENTAL
A produção dos AFR foi feita recorrendo à britadeira de maxilas
existente no Laboratório de Construção do DECivil. A abertura de
maxilas foi tal que se maximizasse o teor de finos.
Teor de finos: 43,7%
Os AFR foram separados por fracções granulométricas de modo a
poder replicar a curva dos naturais, mantendo a compacidade
constante em todas as amassaduras.
6. 2. CAMPANHA EXPERIMENTAL
Os ensaios realizados aos AFR mostram que estes são mais leves e
porosos que os naturais, devido à argamassa aderida.
Propriedade Norma Resultado
Baridade NP EN 1097-3 (2000) 1382 kg/m3
a NP EN 1097-6 (2003) 2619 kg/m3
rd NP EN 1097-6 (2003) 1924 kg/m3
sss NP EN 1097-6 (2003) 2189 kg/m3
WA NP EN 1097-6 (2003) 13,8%
A norma NP EN 1097-6 mostra-se inadequada para os AFR, estando
em processo de patente um método alternativo, que inclui a
utilização de hexametafosfato de sódio. (PT 105921)
7. 2. CAMPANHA EXPERIMENTAL
Ensaiaram-se betões com 10, 30, 50 e 100% de substituição que se
compararam com um betão de referência. Todas as amassaduras
foram dimensionadas para atingir um abaixamento de 80 10 mm.
Quantidades (/m3) BR B10R B30R B50R B100R
Taxa de substituição (%) 0 10 30 50 100
Cimento (kg) 360 360 360 360 360
Água (l) 191 194 194 198 202
Relação (a/c)ef 0,53 0,54 0,54 0,55 0,56
Areia fina (kg) 381 343 265 188 0
Areia grossa (kg) 347 312 241 171 0
AFR (kg) 0 57 171 284 568
Brita 1 (kg) 351 351 349 348 348
Brita 2 (kg) 681 681 677 673 673
8. 2. CAMPANHA EXPERIMENTAL
PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
Os betões foram moldados em cilindros de 100 200 mm3, mantidos
em câmara seca, a 20ºC e humidade relativa de 50% durante o período
de recolha de amostras.
Para esse efeito, foram recolhidas amostras às 24 1h e aos 28 dias.
As partículas seleccionadas eram imediatamente colocadas em álcool
etílico a 96%.
As amostras de MEV com electrões retro-difundidos foram impregnadas
por resina epóxi e polidas.
As amostras utilizadas na PIM foram obtidas de barras de argamassa de
4 4 16 mm3. Após 28 dias de cura húmida, procedeu-se à recolha de
pequenos fragmentos prismáticos.
9. 3. RESULTADOS
MEV ELECTRÕES SECUNDÁRIOS - POROSIDADE
Pasta
Agregado
BR B10R
Agregado (95x) (100x)
Pasta
24h
Agregado
Pasta
B50R Pasta
Agregado
B100R
(25x) (20x)
10. 3. RESULTADOS
MEV ELECTRÕES SECUNDÁRIOS – LIGAÇÃO AFR - PASTA
Agregado
Pasta
B10R B50R
(1000x)
(1600x)
Pasta AFR
24h
Agregado
Pasta
B100R Agregado
B100R
(5000x) (1200x)
AFR
Pasta
11. 3. RESULTADOS
MEV ELECTRÕES RETRODIFUNDIDOS
28d
BR (400x) B50R (400x) B100R (400x)
0,19
Através do tratamento das imagens 0,18
fornecidas pelo MEV, pode-se quantificar as
Porosidade - MEV (%)
0,17
0,16
fases presentes nas amostras. 0,15
0,14
É possível calcular vazios, algumas fases 0,13
0,12
cristalinas e compostos anidros. 0,11
28 dias
0,10
0 20 40 60 80 100
Taxa de substituição (%)
12. 3. RESULTADOS
POROSIMETRIA POR INTRUSÃO DE MERCÚRIO
18 0,036 0,10
Porosidade
Mediana dos poros ( m)
16 0,034 B100R 0,09
Volume de mercúrio intrudido
14 Mediana dos 0,032 B50R 0,08
poros B30R
12 0,030 0,07
B10R
0,06
Porosidade (%)
10 0,028 BR
(ml/g)
0,05
8 0,026
0,04
6 0,024
0,03
4 0,022
0,02
2 0,020
0,01
0 0,018 0,00
0 20 40 60 80 100 500 50 5 0,5 0,05 0,005
Taxa de substituição (%) Diâmetro dos poros ( m)
A porosidade cresce linearmente com a taxa de substituição.
O aumento do volume de poros é mais acentuado para os poros de
menor diâmetro.
13. 4. CONCLUSÕES
Dos trabalhos desenvolvidos, pode-se concluir que:
a presença de AFR parece melhorar a zona de ligação pasta-agregado,
talvez por estes servirem de reguladores da água livre presente nessa
região.
as ligações químicas e mecânicas entre os AFR e a nova pasta são fortes.
a análise da porosidade por MEV permitiu confirmar que esta cresce
linearmente com a taxa de substituição.
a análise efectuada por PIM confirma a variação de porosidade com a
taxa de substituição.
a incorporação de AFR aparenta aumentar principalmente a quantidade
de poros menores.