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Tipo: TCC
Título: Avaliação das características físicas e mecânicas de blocos leves de concreto álcali-ativado
Autor(es): Cunha, Timóteo Ximenes
Orientador: Costa, Heloina Nogueira da
Palavras-chave em português: Cimento álcali-ativado;Poliestireno expandido (EPS);Construção civil;Geopolímero
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Data do documento: 2025
Citação: CUNHA, Timóteo Ximenes. Avaliação das características físicas e mecânicas de blocos leves de concreto álcali-ativado. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Civil) - Campus de Crateús, Universidade Federal do Ceará, Crateús, 2025. Disponível em: Acesso em:
Resumo: A necessidade de reduzir o impacto ambiental da construção civil tem incentivado o desenvolvimento de materiais alternativos ao cimento Portland, incluindo os materiais álcaliativados (MAA). Neste contexto, o presente trabalho investigou a viabilidade técnico-científica da produção de blocos leves de vedação utilizando cimento álcali-ativado combinado com poliestireno expandido (EPS) como agregado leve. A primeira etapa experimental foi a caracterização físico-química da cinza volante utilizada como principal precursor, seguida da formulação da pasta ativada com hidróxido e silicato de sódio. A segunda etapa foi a produção do concreto realizando a substituição da areia natural parcialmente por EPS, em três traços diferentes. A pasta álcali-ativada foi caracterizada no estado fresco por meio do ensaio de mini abatimento de Kantro, pelo índice de fluidez no Copo Ford e massa específica aparente. No estado endurecido determinou-se a resistência à compressão e analisou-se a formação de géis aglomerantes e o volume de poros por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). A trabalhabilidade do concreto foi avaliada pelo ensaio de abatimento de tronco de cone. Foram moldados corpos de prova cilíndricos (10 x 20 cm) e blocos de vedação de dois furos (10 cm x 24 cm x 24 cm) para análise da resistência à compressão. Os resultados indicaram que a pasta cimentícia apresentou uma trabalhabilidade moderada, com um espalhamento médio de 123,6 mm e viscosidade elevada, resultando em um tempo de escoamento de 184 segundos. A densidade aparente da pasta foi de 1,6738 g/cm³, refletindo sua compacidade e distribuição homogênea dos componentes. A análise microestrutural revelou a presença de partículas de cinza volante não reagidas e uma estrutura porosa. Os concretos leves apresentaram alta trabalhabilidade, com valores médios de abatimento de 24,90 cm. No estado endurecido, os blocos de vedação apresentaram resistência à compressão variando entre 2,2 MPa e 4,0 MPa, demonstrando viabilidade para aplicações não estruturais, como vedações internas. A substituição parcial de areia por EPS reduziu significativamente a densidade dos blocos, resultado interessante para diminuir as cargas sobre as fundações e potencial melhoria no isolamento térmico e acústico, embora tenha causado uma redução proporcional na resistência mecânica. Os resultados confirmam que o uso de EPS como agregado leve, aliado ao cimento álcali-ativado, representa uma solução técnica viável e ambientalmente sustentável para a construção civil, contribuindo para a redução da pegada de carbono e o reaproveitamento de resíduos industriais.
Abstract: The need to reduce the environmental impact of construction has encouraged the development of alternative materials to Portland cement, including alkali-activated materials (AAM). In this context, this study investigated the technical and scientific feasibility of producing lightweight sealing blocks using alkali-activated cement combined with expanded polystyrene (EPS) as lightweight aggregate. The first experimental stage was the physical-chemical characterization of the fly ash used as the main precursor, followed by the formulation of the paste activated with hydroxide and sodium silicate. The second stage consisted of producing concrete by partially replacing natural sand with EPS in three different mix designs. The alkali-activated paste was characterized in the fresh state using the Kantro mini-slump test, the Ford cup flow value and the bulk density. In the hardened state, the compressive strength was determined and the formation of agglomerating gels and pore volume were analyzed using Scanning Electron Microscopy (SEM). The workability of the concrete was assessed using the cone trunk slump test. Cylindrical specimens (10 x 20 cm) and two-hole concrete blocks (10 cm x 24 cm x 24 cm) were molded for compressive strength analysis. The results showed that the cement paste was moderately workable, with an average spread of 123.6 mm and high viscosity, resulting in a flow time of 184 seconds. The apparent density of the paste was 1.6738 g/cm³, reflecting its compactness and the homogeneous distribution of the components. Microstructural analysis revealed the presence of unreacted fly ash particles and a porous structure. The lightweight concretes were highly workable, with average slum p values of 24.90 cm. In the hardened state, the concrete blocks had compressive strengths ranging from 2.2 MPa to 4.0 MPa, demonstrating their viability for non-structural applications such as internal sealing. Partially replacing sand with EPS significantly reduced the density of the blocks, an interesting result for reducing the loads on foundations and potentially improving thermal and acoustic insulation, although it caused a proportional reduction in mechanical strength. The results confirm that the use of EPS as a lightweight aggregate, combined with alkali-activated cement, represents a viable and environmentally sustainable technical solution for the construction industry, helping to reduce the carbon footprint and reuse industrial waste.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80034
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA CIVIL - CRATEÚS - Monografias

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