Influência de altos teores de cinza de casca de arroz nas propriedades reológicas, mecânicas e de durabilidade de Engineered Cementitious Composites (ECC) - Righi, Débora Pedroso (2022)
O Engineered Cementitious Composite (ECC) é um tipo especial de compósito a base de cimento, reforçado com fibras, que apresenta alto desempenho mecânico e de durabilidade, acompanhado do controle da fissuração. Sua principal característica é a elevada ductilidade, devido à capacidade que tem de gerar fissuração múltipla sob solicitações de carregamento. Este compósito foi criado pelo professor Victor Li, da Universidade de Michigan, e nos últimos anos, o Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) da Universidade Federal do Rio Grande do sul vem desenvolvendo uma linha de pesquisa focada no objetivo de adaptar o ECC com materiais locais. Neste intuito, fibras de polipropileno têm sido utilizadas em conjunto com a cinza da casca de arroz (CCA), visando a confecção de misturas que sejam mais viáveis economicamente e ambientalmente sustentáveis. O presente trabalho teve como objetivo principal o estudo de misturas de (ECC) com fibras de polipropileno e elevados teores de CCA, sob aspectos reológicos, mecânicos e em relação a alguns aspectos indicativos de durabilidade. Esta avaliação visa compreender as características deste compósito, com intuito de estabelecer a melhor aplicabilidade deste material na construção civil e infraestrutura. Nesta pesquisa, o estudo dos ECCs foi dividido em 3 etapas. Na etapa 1, os ECCs foram obtidos em porcentagens de 30%, 50% e 70% de substituição em massa do cimento por CCA sem controle de queima, denominada neste estudo de CCA residual, e caracterizados por ensaios mecânicos de flexão à 4 pontos, resistência à compressão e abrasão e por processos deteriorativos de reação álcali-sílica e penetração de íons cloretos. Na etapa 2, a reologia da matriz cimentícia foi analisada por ensaios de mini-slump, tempo de fluxo por cone de Marsh, tensão de escoamento e viscosidade plástica, assim como os ECCs por mini-slump. Na etapa 3, foram realizadas avaliações do ciclo de vida e do custo ao longo do ciclo de vida dos ECCs, em dois cenários distintos. Primeiro, pela produção de 1m³ de material, e segundo, em um cenário de aplicabilidade como recapeamento de pavimentos. Os resultados obtidos indicaram que para etapa 1, o traço com 50 % foi o que apresentou melhores condições de resistência mecânica e durabilidade. Para etapa 2, observou-se que o empacotamento das partículas do traço padrão apresentou grande volume de partículas grossas, sendo necessário melhorar o seu empacotamento e sua curva de distribuição de diâmetro, para que um melhor desempenho do aditivo superplastificante seja alcançado. Por fim, a etapa 3 indicou que o cimento e a fibra de polipropileno são os materiais que mais impactam ambientalmente na produção do ECC. Porém, quando aplicado em pavimentos, por possuir maior durabilidade e vida útil, o uso deste ECC acaba tornando-se mais vantajoso, quando comparado com o uso como recapeamento para concreto de pavimento.