Desenvolvimento de soluções para aplicação em pavimentos industriais com recurso à incorporação de fibras recicladas

Abstract

Os sistemas de pavimentação industrial, como um segmento especializado do setor da construção, têm recebido cada vez mais atenção em virtude dos crescentes requisitos de qualidade e exigências de performance estrutural. Adicionalmente, nos últimos anos para além da valorização das boas condições e características das infraestruturas, cada vez mais são valorizadas soluções de cariz iminentemente sustentável e a responderem às preocupações da sociedade com o meio ambiente e com a gestão racional dos recursos naturais. Assim, o presente trabalho pretende contribuir para a redução do consumo de matérias-primas (em particular agregados naturais), assim como o aumento do conhecimento na área da reutilização de materiais, diminuição de resíduos em aterro, e para a transição do setor da construção para a economia circular, dando principal destaque ao setor dos pavimentos industriais. Para tal, foi desenvolvida uma investigação experimental ao nível do desenvolvimento de betões para aplicações estruturais com a incorporação de uma elevada quantidade de resíduos. Um dos principais propósitos deste trabalho consistiu num detalhado estudo das propriedades mecânicas de betões cuja dosagem de agregados naturais e de cimento foi substituída por resíduos provenientes da indústria siderúrgica e cerâmica. A caracterização foi realizada por intermédio de ensaios de compressão, módulo de elasticidade e tração por compressão diametral. O outro grande objetivo desta investigação foi avaliar os benefícios técnicos da utilização de fibras de aço recicladas(FAR) no reforço do betão. Este reforço induz inúmeras vantagens nos pavimentos industriais, nomeadamente aumento da capacidade de absorção de energia, melhoramento no controlo de fendilhação e redução dos custos de produção. Como tal, analisaram-se as propriedades geométricas e mecânicas das FAR e as propriedades mecânicas pós-fissuradas dos betões reforçados com fibras de aço recicladas (BRFAR). Neste trabalho foi possível desenvolver betões com propriedades mecânicas adequadas a uma aplicação estrutural, no entanto, em virtude da elevada incorporação de resíduos, nomeadamente, agregados da siderurgia, os quais possuem um elevado grau de porosidade, ainda subsistem alguns desafios ao nível da otimização das propriedades reológicas para uma aplicação em pavimentos.

Floors on ground and Industrial Pavements, as a specialized segment of the construction sector, have received increasing attention due to growing quality requirements and structural performance demands. Additionally, in the last few years, in addition to the valorization of good conditions and characteristics of infrastructures, solutions of an imminently sustainable nature are being increasingly valorized, in response to society’s concerns with the environment and with the rational management of natural resources. Thus, the present work intends to contribute to contribute to reducing the consumption of raw materials (in particular natural aggregates), as well as to increase knowledge in the subject of reuse of materials, reduction of waste in landfills, and to the transition of the construction sector to a circular economy, giving main emphasis to the industrial pavements sector. For that purpose, experimental research was carried out at the level of the development of concretes for structural applications with the incorporation of a high amount of waste. One of the main purposes of this work consisted in a detailed study of the mechanical properties of concretes whose dosage of natural aggregates and cement was replaced by waste from steel and ceramic industries. The characterization was accomplished by means compression, modulus of elasticity and modified splitting tensile tests. The other main goal of this research was to evaluate the technical benefits of using recycled steel fibers (RSF) in concrete reinforcement. This reinforcement provides numerous advantages in industrial pavements, like increased energy absorption capacity, improved cracking control and reduced energy production costs. As such, both geometrical and mechanical properties of RSF and the post-cracking mechanical properties of recycled steel fiber reinforced concrete (RSFRC) were analyzed. In this work, it was possible to develop concretes with mechanical properties appropriate for structural application, however, due to the high incorporation of waste, namely, steel industry aggregates, which have a high degree of porosity, there are still some challenges in terms of optimizing the rheological properties for an application in industrial pavements.