Análise da influência da adição de fibras de polipropileno no concreto permeável
DOI:
https://doi.org/10.17271/1980082721120255596Palavras-chave:
Concreto Permeável, Fibra de Polipropileno, Resistência MecânicaResumo
Objetivo - Este estudo tem como objetivo investigar a influência da adição de fibras de polipropileno nas propriedades mecânicas e funcionais de concretos permeáveis contendo 10% de sílica ativa, visando avaliar seu potencial para aplicação em pavimentos urbanos sustentáveis. Para isso, avalia-se a influência da incorporação de diferentes teores de fibras (1, 2, 3 e 4 kg/m³) na permeabilidade, índice de vazios e resistências mecânicas (compressão axial, compressão diametral e tração na flexão). Além disso, busca-se compreender a variação do módulo de elasticidade e da capacidade de deformação pós-pico, comparando os resultados obtidos com a mistura de referência para verificar a viabilidade do uso dessas composições em infraestrutura urbana.
Metodologia – O estudo foi conduzido em laboratório e seguiu uma abordagem experimental para avaliar os efeitos da adição de fibras de polipropileno em concretos permeáveis contendo 10% de sílica ativa. Inicialmente, foram selecionados os materiais constituintes, incluindo cimento Portland, agregados, sílica ativa e fibras de polipropileno. As misturas foram preparadas com diferentes teores de fibras (1, 2, 3 e 4 kg/m³), além de uma mistura de referência sem fibras para comparação. Os corpos de prova foram moldados e submetidos a ensaios para determinar suas propriedades físicas e mecânicas. A massa específica, permeabilidade e índice de vazios foram avaliados para caracterizar a estrutura porosa do concreto. A resistência mecânica foi analisada por meio de ensaios de compressão axial, compressão diametral e tração na flexão. O módulo de elasticidade e a capacidade de deformação pós-pico também foram investigados para compreender o comportamento estrutural das amostras. Os resultados foram comparados entre as diferentes misturas, permitindo avaliar a influência da incorporação das fibras na resistência mecânica e na funcionalidade do concreto permeável. Os achados contribuem para o desenvolvimento de pavimentos urbanos mais sustentáveis e duráveis.
Originalidade/relevância - A crescente urbanização tem intensificado problemas como a impermeabilização do solo, aumento do escoamento pluvial e o efeito de ilha de calor urbano, demandando soluções sustentáveis para a drenagem urbana. No Brasil, a drenagem urbana prioriza a eficiência hidráulica, frequentemente em detrimento dos impactos ambientais. O concreto permeável surge como uma alternativa viável, pois contribui para a redução do escoamento superficial e melhora a qualidade da água. No entanto, sua alta porosidade compromete a resistência mecânica, limitando sua aplicação em áreas de tráfego veicular. Estudos recentes têm explorado modificações nos compósitos cimentícios para superar essa limitação, como o uso de sílica e fibras poliméricas. No entanto, há uma lacuna na literatura sobre o impacto da incorporação de fibras de polipropileno em concretos permeáveis contendo sílica ativa, especialmente em relação ao equilíbrio entre permeabilidade, resistência mecânica e comportamento pós-fissuração. Assim, este estudo contribui para o avanço do conhecimento ao investigar diferentes dosagens de fibras de polipropileno (1, 2, 3 e 4 kg/m³) em concretos permeáveis com 10% de substituição de cimento por sílica ativa, avaliando sua influência no desempenho mecânico e funcional. Os resultados podem subsidiar o desenvolvimento de concretos mais resistentes e duráveis, ampliando sua aplicação prática em infraestrutura urbana sustentável.
Resultados - Os resultados obtidos demonstraram que a adição de fibras de polipropileno impactou significativamente as propriedades físicas e mecânicas do concreto permeável. A adição de fibras reduziu a massa específica e aumentou a permeabilidade e o índice de vazios, evidenciando maior conectividade entre os poros. Nos ensaios mecânicos, a resistência à compressão axial e compressão diametral não apresentaram variações significativas entre as diferentes dosagens de fibras. No entanto, a resistência à tração na flexão aumentou com a adição de 1 kg/m³ de fibras, sugerindo um efeito positivo na capacidade do concreto de resistir a esforços de flexão. Com maiores teores de fibras (2, 3 e 4 kg/m³), observou-se uma leve redução na resistência à flexão, possivelmente devido ao aumento da porosidade e à dificuldade de dispersão homogênea das fibras na matriz cimentícia.
Contribuições teóricas/metodológicas - Este estudo contribui para a literatura científica ao aprofundar a compreensão sobre o impacto da adição de fibras de polipropileno em concretos permeáveis modificados com sílica ativa. A análise detalhada das propriedades físicas e mecânicas do material, especialmente em relação à permeabilidade, resistência à flexão e módulo de elasticidade, preenche uma lacuna na pesquisa sobre a viabilidade estrutural desse tipo de concreto em aplicações de infraestrutura urbana. Do ponto de vista metodológico, a pesquisa se destaca pela abordagem experimental sistemática, avaliando diferentes teores de fibras (1, 2, 3 e 4 kg/m³) e comparando seu efeito na estrutura porosa e no comportamento mecânico do concreto permeável. O uso combinado de ensaios de resistência, módulo de elasticidade e capacidade de deformação pós-pico fornece uma visão mais abrangente sobre a interação entre fibras e matriz cimentícia, permitindo um entendimento mais preciso das condições ótimas para o reforço do material. Além disso, os resultados deste estudo oferecem uma base metodológica para futuras pesquisas que busquem otimizar concretos permeáveis com reforços poliméricos, auxiliando no desenvolvimento de materiais mais eficientes e sustentáveis para o setor da construção civil.
Contribuições sociais e ambientais - O uso de concreto permeável com fibras de polipropileno contribui para a sustentabilidade urbana, reduzindo o escoamento superficial, ajudando no controle de enchentes e melhorando a recarga dos lençóis freáticos. Além disso, sua aplicação pode minimizar o efeito de ilha de calor urbano, promovendo maior conforto térmico. Socialmente, a adoção desse material favorece cidades mais resilientes, reduzindo a necessidade de infraestrutura de drenagem convencional e seus custos de manutenção. O estudo fomenta o desenvolvimento de tecnologias sustentáveis na construção civil, alinhadas aos princípios da sustentabilidade.
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