Análise experimental e numérica do comportamento de prismas de blocos de concreto preenchidos com graute produzido com resíduo da construção civil

Abstract

A alvenaria estrutural é um sistema construtivo que vem se destacando no Brasil e no mundo, graças às suas vantagens executivas e estruturais. Contudo, como todo sistema construtivo, a alvenaria estrutural também contribui para geração de resíduos de construção civil (RCD). Visando a sustentabilidade, este cenário é preocupante, pois a construção civil consome grandes quantidades de matérias primas, sendo responsável por uma parcela significativa de impactos ambientais em todo o mundo. Na indústria de fabricação de blocos de concreto estruturais, o resíduo é gerado no momento da prensagem do bloco. Esse resíduo gerado possui granulometria similar a do agregado, normalmente utilizado na execução do concreto e micro concreto. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo principal analisar o desempenho mecânico de blocos de concreto estruturais, preenchidos com graute confeccionado a partir da substituição integral do agregado natural pelo resíduo gerado no momento da prensagem do bloco. Para análise do desempenho mecânico desse graute que foi utilizado no reforço de paredes de alvenaria estrutural, foram realizadas análises experimentais e numéricas em prismas de blocos de concreto. No estudo experimental foi feita a caracterização dos agregados naturais e do resíduo. Avaliou-se, também, as propriedades físicas e mecânicas do graute, da argamassa de assentamento, dos blocos e prismas. Foram ensaiados 15 prismas com dois blocos, preenchidos com graute convencional e 15 com graute produzido com resíduos da construção civil. Para validar os resultados obtidos no estudo experimental, foram realizadas simulações numéricas através do método dos elementos finitos utilizando software Abaqus, sendo aplicado o modelo de Plasticidade por Dano de Concreto (Concrete Damage Plasticity – CDP) para simular o comportamento dos prismas. Os resultados obtidos no estudo experimental e numérico mostraram que o graute produzido a partir da substituição integral do agregado natural graúdo por resíduo, apresenta propriedades mecânicas adequadas para o reforço de paredes de alvenaria estrutural.

The structural masonry is a constructive system that has been standing out in Brazil and in the world, thanks to its executive and structural advantages. However, like all construction systems, structural masonry also contributes to the generation of construction waste (RCD). Aiming at sustainability, this scenario is worrying, since construction consumes large amounts of raw materials and is responsible for a significant portion of environmental impacts worldwide. In the manufacturing industry of structural concrete blocks, the residue is generated at the moment of block pressing. This generated residue has granulometry similar to that of the aggregate, usually used in the execution of the concrete and micro concrete. Thus, this work has as main objective to analyze the mechanical performance of structural concrete blocks, filled with grate made from the replacement integral of the natural aggregate by the residue generated at the moment of block pressing. In order to analyze the mechanical performance of this grate that was used in the reinforcement of structural masonry walls, experimental and numerical analyzes were performed on concrete block prisms. In the experimental study the characterization of the natural aggregates and the residue was made. It was also evaluated the physical and mechanical properties of grate, mortar, blocks and prisms. Fifteen prisms with two blocks, filled with conventional grate and 15 with grate produced with construction residues were tested. To validate the results obtained in the experimental study, numerical simulations were performed using the finite element method using Abaqus software, and the Concrete Damage Plasticity (CDP) model was applied to simulate the behavior of the prisms. The results obtained in the experimental and numerical study showed that the graute produced from the integral replacement of the heavy natural aggregate by residue presents adequate mechanical properties for the reinforcement of structural masonry walls.