Análise da influência da adição de fibras de polipropileno no concreto permeável

Abstract

Este trabalho aborda os desafios decorrentes da urbanização crescente, que resulta em maior impermeabilidade do solo, provocando aumento no escoamento de água da chuva e efeito de ilha de calor nas cidades. No contexto brasileiro, os sistemas de drenagem urbana muitas vezes priorizaram eficiência hidráulica, negligenciando impactos ambientais. O concreto permeável é reconhecido por seus benefícios sustentáveis, como a redução do escoamento, melhoria da qualidade da água e alívio do efeito de ilha de calor. Contudo, sua porosidade pode comprometer a resistência mecânica. Aplicações e adoção do concreto permeável são limitadas, especialmente para tráfego veicular. Várias abordagens foram propostas para melhorar sua resistência, como materiais, misturas e aditivos. No presente trabalho, fibras poliméricas e brita de basalto, como agregado, foram usados na confecção do concreto permeável. O objetivo do uso desse material foi de avaliar a presença dessa fibra no concreto permeável. Foram analisadas as propriedades mecânicas do concreto permeável com 10% de sílica e adição de 1, 2, 3, 4Kg/m3 de fibra de Polipropileno. Foi possível verificar que a fibra de polipropileno no concreto permeável levou a redução na permeabilidade, massa especifica e índice de vazios. Em relação à resistência mecânica, não foi observado variação significativa na resistência à compressão e compressão diametral, já na resistência à tração na flexão o acréscimo de 1 Kg/m³, apresentou um acréscimo de 8,9% e um significativo aumento no módulo de elasticidade (E) de 60,9%. Com 2 Kg/m³, houve leve queda de 2,9% na resistência à tração na flexão e um aumento de 44,95% no módulo de elasticidade. A adição de 3 Kg/m³ reduziu a resistência à tração na flexão em 8,9% e aumentou o E em 6,1%. Já com 4 Kg/m³, houve redução de 15,2% na resistência à tração na flexão, mas o E permaneceu semelhante ao da mistura de referência. Também foi possível observar maior capacidade de deformação pós pico com o aumento de acréscimo de fibra.

This work addresses the challenges arising from increasing urbanization, which results in greater soil impermeability, leading to increased stormwater runoff and urban heat island effects in cities. In the Brazilian context, urban drainage systems have often prioritized hydraulic efficiency, neglecting environmental impacts. Permeable concrete is recognized for its sustainable benefits, such as reducing runoff, improving water quality, and alleviating heat island effects. However, its porosity can compromise mechanical strength. The applications and adoption of permeable concrete are limited, especially for vehicular traffic. Various approaches have been proposed to improve its strength, including different materials, mixtures, and additives. In the present work, polymer fibers and basalt aggregate were used in the production of permeable concrete. The objective was to evaluate the effect of these fibers in permeable concrete. The mechanical properties of permeable concrete with 10% silica and the addition of 1, 2, 3, and 4 kg/m³ of polypropylene fiber were analyzed. It was found that the addition of polypropylene fiber to permeable concrete led to a reduction in permeability, specific mass, and void index. Regarding mechanical strength, there was no significant variation in compressive and diametral tensile strength. However, in terms of flexural tensile strength, the addition of 1 kg/m³ resulted in an 8.9% increase and a significant 60.9% increase in the modulus of elasticity (E). With 2 kg/m³, there was a slight decrease of 2.9% in flexural tensile strength and a 44.95% increase in the modulus of elasticity. The addition of 3 kg/m³ reduced flexural tensile strength by 8.9% and increased E by 6.1%. With 4 kg/m³, there was a 15.2% reduction in flexural tensile strength, but E remained similar to the reference mix. Additionally, a greater post-peak deformation capacity was observed with increased fiber content.