Análise experimental de lajes pré-fabricadas utilizando embalagens recicláveis como elementos de enchimento

Abstract

Lajes pré-moldadas comuns unidirecionais são elementos estruturais compostos por vigotas de concreto pré-fabricadas, intercaladas com elementos de enchimento e complementadas por uma capa de concreto moldada “in loco”. Os esforços de flexão são absorvidos exclusivamente pelas vigotas, podendo, portanto o material de enchimento ser de qualquer natureza desde que atenda aos esforços gerados na montagem e na concretagem da capa de compressão. Dentro desse contexto, embalagens já utilizadas e descartadas pode ser uma alternativa. Nesse trabalho foram avaliadas experimentalmente quatro tipologias de lajes utilizando diferentes materiais descartados como enchimento: tavela cerâmica como referência, garrafas de PET, embalagens cartonadas e latas de alumínio. Foram confeccionados doze protótipos, com quatro vigotas cada com comprimento total de três metros. As larguras foram definidas pelas dimensões dos elementos de enchimento. Todas as amostras foram submetidas a ensaio de flexão em quatro pontos, utilizando LVDT (Linear Variable Differential Transforme), straingages e sistema de aquisição de dados QuantumX (marca HBM) com interface com o software CatmanEasy.. Foram medidas as deformações específicas nas faces superior e inferior das vigotas; as cargas relacionadas aos deslocamentos L/250 (Norma NBR 6118:2007); L/500 (Norma europeia BS EN 15037-1/08) e na ruptura, além da realização de um estudo da viabilidade econômica para a utilização dos materiais alternativos. Os resultados indicaram que afabricação de lajes pré-fabricadas com componentes de enchimento usados e descartados podem substituir os blocos cerâmicos convencionais tanto no aspecto técnico como econômico. Uma das vantagens verificadas foi o peso próprio, que mostrou uma redução média de até 20%, em relação às lajes de referência com tavelas cerâmicas. A capacidade de carga na ruptura é superior nas lajes que utilizaram as embalagens recicláveis. O custo ficou discretamente inferior com duas das embalagens utilizadas.

Unidirectional precast slabs are structural elements formed by prefabricated concrete joists interspersed with filler elements and complemented by a layer of concrete casted "in situ". The bending stresses are absorbed solely by the joists and, therefore, the filler can be of any material provided that supports the stresses generated in the assembly and concreting of the compression layer. Within this context, used and discarded packaging can be an alternative for slab fillers. In this work, four typologies of slabs using discarded materials as filler and a reference were experimentally evaluated: ceramic tiles as reference, PET bottles, cardboard boxes and aluminum cans. Twelve prototypes were fabricated with four beams each with a total length of three meters. The widths were defined by the dimensions of the filling elements. All samples were subjected to bending test at four points using LVDT (Linear Variable Differential Transform), straingages and data acquisition system (QuantumX, HBM) with software interface (CatmanEasy). The specific deformations were measured in upper and lower faces of the joists. The loads were related to strains at L/250 (Brazilian standard NBR 6118:2007), L/500 (European standard BS EN 15073-1/08) and at break. Also, a study of the economic feasibility for the use of the alternative materials was performed. The results showed that the production of prefabricated slabs using discarded filling elements can replace the conventional ceramic blocks regarding technical and economical aspects. The slabs using discarded elements showed 20% weight reduction regarding the reference slabs using ceramic tiles. Also, the breaking load for slabs using discarded elements was higher. Finally, the cost was slightly lower for slabs made with two of the packagings.