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Universidade do Estado de Minas Gerais Pró-reitoria de Pesquisa e Pós-graduação Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica e Tecnológica PIBIC / UEMG / FAPEMIG Edital nº 08/
ESTUDO DO BIOCONCRETO PARA VEDAÇÃO DE FISSURAS, REPARO E
ESTABILIZAÇÃO DAS ESTRUTURAS DEGENERADAS
João Monlevade 2017
Definição de estilo: Título22: Fonte: Negrito, Nível 1
Definição de estilo: Título 7;Título 23: Fonte: Não Itálico, Cor da fonte: Automática
Formatado: Fonte: 12 pt, Negrito Formatado: Centralizado
Sumário
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 3 2 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................... 5 3 OBJETIVOS ........................................................................................................... 7 3.1 Objetivo Geral............................................................................................ 7 3.2 Objetivos Específicos................................................................................ 7
4 METODOLOGIA ..................................................................................................... 8 5 RESULTADOS ESPERADOS .............................................................................. 12 6 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO ........................................................................ 13 7 FONTE DE FINANCIAMENTO E CONTRAPARTIDA DA INSTITUIÇÃO ............ 15 8 EQUIPE EXECUTORA......................................................................................... 9 DURAÇÃO TOTAL PREVISTA ............................................................................ 17 10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................... 18
Formatado: Fonte: (Padrão) Arial, 12 pt, Negrito, Cor da fonte: Automática Formatado: Fonte: (Padrão) Arial, 12 pt Formatado: Normal
Formatado: Título22, Espaçamento entre linhas: simples
Formatado: Título, Espaçamento entre linhas: simples
Tabela 1 – Causas de fissuração de materiais
Fonte: Adaptado de Sahade (2005)
A vasta gama de causas das fissuras evidência a necessidade de estudos mais detalhados e aplicados para minimizar os impactos e garantir a eficiência das construções. Ações corretivas precisam ser planejadas para evitar os altos custos para recuperação e manutenção.
Para que as estruturas das edificações não sejam comprometidas, as quantidades e dimensões das fissuras precisam estar em parâmetros aceitáveis em um projeto, decorrentes das previsões de deformação da estrutura em cada tipo de ambiente em que ela desempenhará sua função.
Existem diversas técnicas para preenchimento e reparo de fissuras no concreto, como as resinas de poliuretano e epóxi. Mas a inovação que tem atraído muitos pesquisadores é o Bioconcreto ou Concreto bacteriano. Com a inserção de bactérias na composição do concreto, ele torna-se capaz de regenerar e vedar as fissuras com substratos gerados pelas próprias bactérias.
Segundo Henk Jonkers (2010), as bactérias produzem esporos que conseguem sobreviver por até 200 anos sem alimento ou oxigênio. Elas são armazenadas em cápsulas de plástico biodegradável dentro do concreto, que se rompem em contato com a umidade. Quando ocorrem as fissuras, a parte interna do concreto fica exposta a agentes externos, principalmente a umidade, que ativa as bactérias. Elas se alimentam de lactato de cálcio e produzem pedra calcária, que acaba vedando as fissuras.
Figura 1 – Preenchimento de fissura
Fonte: Jonkers, 2010 Ainda segundo Jonkers (2010), não há limites para a extensão das fissuras que podem ser reparadas, podendo chegar a quilômetros. Mas existe um limite para a espessura das fissuras, cerca de 8 milímetros.
2 2. JUSTIFICATIVA
Formatado: Título22, À esquerda, Espaçamento entre linhas: simples
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3 3 OBJETIVOS
Os objetivos descritos a seguir, detalham a importância e relevância deste estudo segundo sua proposta:
3.1 Objetivo Geral
O objetivo geral deste estudo é a utilização do bioconcreto em fissuras das estruturas, avaliando as suas particularidades em relação aos demais métodos de correção e manutenção.
3.2 Objetivos Específicos
Para a elaboração deste estudo foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos:
a) eEscolhera de as bactérias apropriadas para a produção do bioconcreto e do concreto a ser misturado com as bactérias; b) iIntroduzir as bactérias no concreto; c) eEstudar quais medidas podem ser tomadas e são viáveis para melhorar a capacidade/eficiência das bactérias; d) rRealizar aditivos e umidade necessária à sobrevivência das bactérias; e) Rrealizar análises quantitativas, de diversos fatores que influenciam de forma direta a sobrevivência das bactérias, como a temperatura, pH, umidade e granulometria; f) Aanalisar o desenvolvimento e o comportamento diário das bactérias no concreto; g) Ccomparar as fissuras restauradas com o bioconcreto e as preenchidas com concreto convencional; h) Ddemonstrar a eficiência do bioconcreto e estudar a sua viabilidade econômica de utilização na construção civil.
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Formatado: Fonte: Não Negrito
Formatado: Título 7;Título 23, Espaço Antes: 0 pt, Espaçamento entre linhas: simples, Não manter com o próximo, Não manter linhas juntas
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Formatado: Recuo: Primeira linha: 1,25 cm
4 4 METODOLOGIA
Existem diversas espécies de bactérias, e algumas delas foram criadas em laboratórios para aplicações específicas. Em linhas gerais as bactérias necessitam de valores de pH extremo, e condições adequadas de temperatura favorecem as taxas de crescimento e reprodução. De acordo Siddiq e Chaal, (2011), a utilização das bactérias em concreto torna- se um fator favorável para o preenchimento de fissuras por permitirem a precipitação de carbonato na forma de calcite. A própria atividade metabólica das bactérias no concreto geram a precipitação do carbonato. Os princípios que garantem a precipitação sobre condições normais são as condições do ambiente onde está o concreto, mantendo-se controlados fatores como o pH, temperatura, nutrientes e umidade. Cada uma das condições ambientais devemCada uma das condições ambientais deve permanecer dentro de limites estabelecidos de tolerância das bactérias para sustentar a base no ambiente do concreto. Grupos funcionais específico de células bacterianas favorecem a ligação com cátions bivalentes (cálcio e magnésio) e produzem a nucleação de cristais de microrganismos (SIDDIQ E CHAAL,2011). A proposta do estudo consiste em utilizar as bactérias misturadas no concreto para o preenchimento de fissuras em obras de construção civil. Devido ao fato das bactérias produzirem precipitações, a tendência é que ao ser introduzido o bioconcreto nas fissuras, ocorra uma diminuição da absorção de umidade, minimizando assim os danos às estruturas. Para a execução do presente trabalho, faz-se necessário o prosseguimento de algumas etapas para a obtenção dos resultados esperados. A seguir o fluxograma define as tarefas a serem executadas.
Formatado: Título22, Espaçamento entre linhas: simples, Não manter com o próximo, Não manter linhas juntas
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A determinação da escolha do tipo de bactéria é estabelecida com base na capacidade das mesmas de precipitar o carbonato na forma de calcite. As bactérias do tipo bacillus pasteurii são as mais utilizadas em aplicações semelhantes de concretos e massas porosas em construções civis, como pode ser visto nos trabalhos de Jonkers e Schlangen (2008)..... Para a aquisição de tais bactérias será requisitado ààs empresas terceirizadas o fornecimento de quantidades suficientes para o estudo acadêmico do trabalho. Após a seleção das bactérias será feito o estudo das condições ambientais propícias à maior eficiência das bactérias. Como a proposta do trabalho visa a utilização em fissuras que geralmente sofrem elevada incidência de agressões químicas, serão analisadas todas as possíveis principais situações de aplicação do bioconcreto na construção civil nacional.
Terceira Etapa: Determinação dos componentes adicionados no concreto
Serão realizadosá feito estudos quantitativos de cadana utilização aditivos a ser utilizado para aumentar com intuito de aumentar a eficiência das bactérias nas trincas fissuras e aproveitando ao máximo a precipitação dos carbonetos para se obter as correções e estabilizações das estruturas que receberem o bioconcreto.
Quarta Etapa: Correção das condições do concreto
O concreto básico após estar em condições de uso, receberá as devidas correções para o recebimento das bactérias. Para a correção serão analisadas as condições dos mesmos e serão retiradas impurezas e contaminantes que possam gerar perdas de eficiência do estudo. Amostras do concreto serão ensaiadas para verificação do pH para assegurar condições adequadas do metabolismo bacteriano. As análises serão executadas por uma empresa terceirizada especializada, e que disponha de meios necessários para a emissão de resultados com maior precisão e confiabilidade.
Quinta Etapa: Inserção de Bactérias e Nutrição das mesmas
Formatado: Cor da fonte: Automática
Formatado: Título 7;Título 23, À esquerda, Espaçamento entre linhas: simples
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Com a eliminação de contaminantes e impurezas, será feita a inserção das bactérias bacillus pasteurii. Após a inclusão dessa espécie bacteriana, serão fornecidos nutrientes capazes de melhorar o desenvolvimento das mesmas no concreto.
Sexta Etapa: Aplicação de concreto convencional em fissuras para posterior comparação
Para efeitos de comparação entre o concreto tradicional e o bioconcretoimento, será realizado a introdução de concreto tradicional em fissuras em um corpo de prova, e posteriormente o mesmo será analisado criteriosamente o preenchimento das fissuras no decorrer do tempo, observando a estabilização das mesmas.
Sétima Etapa: Comparação entre a utilização de concreto tradicional e o bioconcreto
O cumprimento da proposta do projeto, será feita a comparação da utilização do método tradicional e do biocimentobioconcreto, verificando as propriedades físicas e visuais após a correção de fissuras com os dois métodos. Para a verificação das condições físicas será procedido o ensaio de compressão simples, que permitirá obter a resistência à compressão. Outra análise a ser feita é a permeabilidade das fissuras após a aplicação das massas nos dois métodos, para garantir a estabilidade na região.
Oitava Etapa: Análise dos dados coletados
Os dados necessários para a comparação da resistência das amostras de concreto por meio de ensaio de compressão simples serão provenientes de análises realizadas por empresas especializadas. Estes dados serão analisados e interpretados seguindo critérios metodológicos que possam assegurar a precisão e eficiência dos mesmos. Em seguida, haverá a elaboração de relatórios contendo as informações relevantes sobre cada procedimento para posterior comparação.
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e) dDivulgar os resultados obtidos no projeto, através de publicações de artigos técnico-científicos.
6 7 CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO
As atividades a serem desenvolvidas neste projeto de pesquisa foram distribuídas no período de tempo, conforme ilustra o quadro a seguir:
Cronograma: Etapas do Projeto Atividades e Etapas
Meses 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Reunião aluno/orientador x x x x x x x x x x x x Estudo da bibliografia teórica x^ x^ x
Formatado: Título22, À esquerda, Recuo: À esquerda: 0 cm, Espaçamento entre linhas: simples
Formatado: Título22, Espaço Antes: 0 pt, Espaçamento entre linhas: simples, Não manter com o próximo, Não manter linhas juntas
Elaboração de planilhas sobre estudo teórico x^ x^ x Obtenção de materiais x x x Confecção dos corpos de prova x^ x^ x Ensaios e testes laboratoriais x^ x^ x^ x^ x Organização da base de dados x^ x^ x^ x^ x^ x^ x Confecção de relatórios das tarefas executadas em laboratório
x x x x x x
Produção do relatório parcial x^ x^ x^ x Interpretação dos resultados x^ x^ x Conclusão dos resultados obtidos e análise de gráficos e planilhas
x x x
Produção do relatório final x x
Tabela formatada
Formatado: Recuo: À esquerda: 0 cm
8 EQUIPE EXECUTORA
Professor orientador Doutor e Mestre em Direito Privado, bacharel em Direito.
Professor coorientador Mestre em engenharia da construção, graduado em Engenharia Civil.
Bolsista 1 Graduando em Engenharia Civil.
Bolsista 2 Graduanda em Engenharia Civil.
9 DURAÇÃO TOTAL PREVISTA
Este projeto será desenvolvido em 12 meses, cumprindo mensalmente as atividades propostas pelo cronograma.
GONSALVES, G. M.c. Bioconcrete- a sustainable substitute for concrete?.
- Tese de Mestrado. Polytechnic University of Catalonia (UPC).
JONKERS, H. M. E SCHLANGEN, E. Development of a bacteria-based self healing concrete. 2008.pp 425-430.
