AVALIAÇÃO DA INTRODUÇÃO DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA TÊXTIL EM ARGAMASSAS

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1 AVALIAÇÃO DA INTRODUÇÃO DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA TÊXTIL EM ARGAMASSAS Cristiana Pereira (ESTBarreiro/IPS), Ana Martins (ESTBarreiro/IPS), Paulina Faria (FCT/UNL) e Raul Fangueiro (UMinho)

2 A utilização de fibras no reforço de argamassas de cimento tem sido sugerido como um dos métodos mais eficazes para melhorar o comportamento: mecânico; físico; durabilidade.

3 As fibras têm a capacidade de agir como uma ponte entre os constituintes que compõe a sua matriz.

4 As fibras têm a capacidade de agir como uma ponte entre os constituintes que compõe a sua matriz. Se as fibras de reforço se apresentarem uniformemente distribuídas na matriz: retração MINIMIZA microfissuras transformadas em fissuras a redução das resistências mecânicas, aumento da entrada de água, deterioração por ciclos gelo-degelo.

5 O setor têxtil produz uma grande quantidade de resíduos de natureza fibrosa e tendo em vista o desenvolvimento sustentável, através da: diminuição da acumulação destes resíduos promoção da sua reutilização pretende-se utilizar resíduos fibrosos no reforço de argamassa de cimento (para aplicação de rebocos ou de camada de enchimento), identificando a: influência da dosagem de fibras no desempenho das argamassas

6 Ligante Cimento Portland CEM II / BL 32,5N, comercializado pela Secil. Areias Areia fina lavada (0-2mm), proveniente da Herdade da Mesquita em Sesimbra (arf). Areia grossa lavada (0-4mm), proveniente do Pinhal Conde Cunha 4 no Seixal (arg). As areias foram utilizadas em mistura com o objetivo de obter uma areia bem graduada (arf+g) e com reduzido volume de vazios.

7 Passado Acumulado [%] ARGAMASSAS Caracterização dos materiais Curva granulométrica das areias 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0,01 0,10 1,00 10,00 Areia Lavada 0/2 - Herdade da Mesquita - Sesimbra malha [mm] Volume de vazios das areias % arf arg Mistura das areias Vv Areia Lavada 0/4 - Pinhal Conde Cunha 4 - Seixal Areia Lavada 0/2 e 0/4, no traço 2:4 respectivamente Baridade Material Ba [kg/m 3 ] arf 1496 arg 1551 Mistura das areias 1586 CEM II 1065

8 Resíduos fibrosos (microfibras) Provenientes da indústria de produção de não-tecidos Apresentam-se na forma de microfibras constituídas por: 85% de fibras de celulose (algodão); 10% de poliéster; 2% de lã; pequenas percentagens de poliamida, polipropileno, entre outros (3%).

9 Preparação das argamassas Preparação das fibras 1. Separação manual das fibras 2. Dispersão em meio húmido, na água da amassadura Testados 3 métodos de dispersão: agitador magnético; ultrassons; agitação manual durante 60s.

10 Preparação das argamassas Traço volumétrico das argamassas 1:6 1 volume de cimento; 6 volumes de areia (2 arf + 4 arg). Razão água / ligante 0,7 Amassadura de acordo com: NP EN [IPQ, 2006] e EN /A1[CEN, 2006] alteração da introdução dos componentes na cuba do misturador (1º água + fibras; 2º cimento + areia homogeneizado). alteração dos períodos de amassadura (30s vel. lenta + 30s paragem + 120s vel. rápida).

11 Preparação das argamassas Tipos de argamassa ID argamassa % fibras Ref. 0 F1 0,25 F2 0,5 F3 1 F4 1,5 F5 2 F6 (mistura manual)* 5 * Com a mistura mecânica as fibras aglomeram-se na pá do misturador distribuição homogénea do material de reforço pela matriz não era conseguida.

12 Preparação das argamassas Ensaio de consistência por espalhamento (mesa de espalhamento norma EN /A1/A2 [CEN, 1999/2004/2006] avaliação da influência da quantidade de água nas amassaduras; caracterização das argamassas no estado fresco. Compactação mecânica nos moldes em 2 camadas. Condições de cura (até aos 27 dias de idade) HR = 90% T = 20ºC

13 Caracterização das argamassas Utilização dos provetes (ensaios de caracterização mecânica e física) E, R t E, R t (6 provetes) R c (6 meios provetes) CC, VA, IS (3 meios provetes) λ; R cloretos (3 meios provetes) P ab ; M vol (6 terços de provetes)

14 [mm] ARGAMASSAS Consistência por espalhamento Inexistência de linearidade dos valores de espalhamento com acréscimo de dosagem de fibras (amassadura mecânica). F6 espalhamento 10% inferior à argamassa Ref (amassadura manual).

15 [MPa] ARGAMASSAS (Caracterização mecânica) Módulo de elasticidade dinâmico (E) 27 dias (proc. interno) Aumento da dosagem de fibras argamassas mais deformáveis.

16 [MPa] ARGAMASSAS (Caracterização mecânica) Resistência à tração (R t ) 28 dias (EN /A1 [CEN, 1999/2006]) 1,2 1,0 F5 potencialmente com melhor 0,8 resistência à fendilhação do que a 0,6 0,4 0,2 1,5% 2,0% F4, de F4 para F5 o E mas R t Aumento da dosagem de fibras 0,0 diminui a R t quando comparada com Ref.

17 [MPa] ARGAMASSAS (Caracterização mecânica) Resistência à compressão (R c ) 28 dias (EN /A1 [CEN, 1999/2006]) 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Argamassas com menor e maior dosagem de fibras (F1, F2 e F5, F6) menor variação de R c quando comparada com a Ref. F4 28% mais fraca que a Ref.

18 [MPa] ARGAMASSAS (Caracterização mecânica) Tensão de aderência 31 dias (EN [CEN, 2000]) 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Aumento da dosagem de fibras a partir de 0,5% aumento da tensão de aderência. F6 tensão de aderência 557% superior à Ref.

19 [kg/m 2 ] [%] ARGAMASSAS (Caracterização física) Porosidade aberta (P ab ) 31 dias (NP EN 1936 [IPQ, 2008]) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Não existem alterações significativas com o aumento da dosagem de fibras. F6 P ab 19% superior à Ref. Massa volúmica aparente (M vol ) 31 dias (NP EN 1936 [IPQ, 2008]) Maior dosagens de fibras de reforço argamassas menos compactas.

20 Wt [%] [kg/m 2 ] ARGAMASSAS (Caracterização física) Absorção de água por capilaridade 31 dias (EN [CEN, 2002] e EN 15801[CEN, 2009]) Ref 12 F1 9 F2 6 F3 F4 3 F5 0 F6 [min 0,5 ] Índice de secagem 39 e 59 dias 12 Velocidade de absorção inicial (CC) e capacidade de absorção máxima idênticos entre todas as argamassas, com exceção da argamassa F6. F6 CC 43,6% inferior à Ref, no entanto absorve mais 8% de água que a argamassa Ref Ref F1 F2 F3 F4 F5 F6 Comportamento muito semelhante entre todas as argamassa, [min 0,5 ] exceção da F6.

21 [W/m.k] ARGAMASSAS (Caracterização física) Condutibilidade térmica (λ) entre os 46 e 48 dias 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Todas as argamassas quando comparadas com a de Ref apresentam valores de λ inferiores. F5 λ 26% inferior à Ref.

22 Variação da massa por cloretos [%] Cloretos retidos [%] ARGAMASSAS (Caracterização física) Resistência face à ação dos cloretos aos 3 meses de idade Variação percentual da massa em função do número de ciclos , ,5 Ref 2,0 F1 1,5 F2 1,0 F3 F4 0,5 F5 0,0 F6 Ciclos (dia) Apesar da % de cloretos ter tendência para aumentar com o aumento da dosagem de fibras, todas as argamassas apresentam um comportamento que demonstra resistência aos cloretos, sem perda de massa e degradação dos provetes. (solução: 1000g NaCl em 3,4 l de H 2 O).

23 Método de dispersão das fibras na água nenhum dos 3 métodos testados se revelou completamente eficaz necessário analisar outras técnicas. Trabalhabilidade argamassa F5 apesar de possuir dosagem de fibras elevada apresenta uma boa trabalhabilidade. Resistências mecânicas R t e R c tendência para diminuir da argamassa F2 a F4 e aumentar da F4 a F6. Módulo de elasticidade dinâmico interessam E não muito elevados, reveladores de argamassas pouco rígidas, mais uma vez a argamassa F5 revela-se mais apropriada para a aplicação pretendida.

24 Tensão de aderência tendência para aumentar com aumento da % de fibras, no entanto não existe uma tendência clara no comportamento, sendo necessário estudos complementares focados neste parâmetro. Capilaridade demonstrou-se que as fibras não têm uma influência negativa no comportamento das argamassas face à capilaridade, uma vez que as argamassas apresentam um comportamento muito semelhante ao da argamassa de referência. Massa volúmica aparente aumento da dosagem de fibras implica diminuição da M vol, como era esperado, uma vez que as fibras são menos densas do que a água, apenas a argamassa F2 (0,5%) não respeitou esta tendência.

25 Secagem não apresenta variação linear, argamassa com dosagem de fibras de 2% secou mais rapidamente que a argamassa com 1,5% e 5%. No entanto interessa salientar que a argamassa com 5% de fibras teve características de amassadura distintas. Cloretos - nenhuma argamassa se degradou quando sujeita a ciclos húmidos e secos após contaminação por cloretos, indiciando que as fibras não fragilizam este tipo de argamassas face ao ataque por cloretos, durante o período em análise. Da análise feita a todas as argamassas, julga-se que a argamassa F5, com uma dosagem de fibras de 2%, é a mais adequada para os fins pretendidos, otimizando as características das argamassas e incorporando um resíduo que não necessitará de sofrer grande preparação.

26 AVALIAÇÃO DA INTRODUÇÃO DE RESÍDUOS DA INDÚSTRIA TÊXTIL EM ARGAMASSAS Cristiana Pereira (ESTBarreiro/IPS), Ana Martins (ESTBarreiro/IPS), Paulina Faria (FCT/UNL) e Raul Fangueiro (UMinho)