Cerâmica Industrial
https://app.periodikos.com.br/journal/ci/article/doi/10.4322/cerind.2025.012
Cerâmica Industrial
Regular Cementitious materials

Efeito do uso de esferas de poliestireno expandido na obtenção e propriedades de telhas de concreto

Effect of expanded polystyrene spheres in the production and properties of concrete tiles

Efecto de las esferas de poliestireno expandido en la producción y propiedades de baldosas de hormigón

Ledson Leitão Batista, Ricardo Peixoto Suassuna Dutra, Liszandra Fernanda Araújo Campos

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Resumo

As telhas de concreto são empregadas mundialmente devido a sua estética e durabilidade, porém, do ponto de vista estrutural, apresentam elevado peso como desvantagem. Novas tecnologias têm sido apontadas, incluindo o estudo de formulações sustentáveis que possibilitem a fabricação de elementos construtivos de maior leveza e a consequente redução dos esforços atuantes sobre as estruturas. O concreto leve com poliestireno expandido (EPS) tem sido objeto de estudo em diversas universidades ao redor do mundo, principalmente em virtude de sua baixa massa específica e capacidade de isolamento térmico. O objetivo geral deste trabalho foi produzir telhas de concreto com utilização de EPS como agregado leve nas suas formulações, e estudar seu efeito nas propriedades tecnológicas das telhas obtidas. Para tanto, foram produzidas telhas de concreto convencionais e telhas de concreto leve com adição ou substituição de 15 e 20% de EPS em relação ao agregado miúdo (areia), em volume. As características tecnológicas das telhas foram determinadas e avaliadas de acordo com normas vigentes e as características microestruturais foram analisadas por microscopia óptica e eletrônica de varredura. Em geral, os resultados dos ensaios físicos e mecânicos das telhas produzidas atendem requisitos da norma brasileira. A adição de 20% de EPS nas formulações proporcionou maior leveza às telhas de concreto estudadas, apresentando redução de peso de 11,1% com relação às telhas sem adição de EPS. Verifica-se que a adição/substituição por EPS proporciona redução da resistência mecânica, mas não compromete a qualidade das telhas produzidas. Pode-se concluir que os teores de EPS estudados nessa pesquisa (15 e 20%) são promissores para a aplicação como agregado leve em composições de telhas cimentícias.

Palavras-chave

Telha de concreto; concreto leve; EPS.

Abstract

Concrete tiles are used worldwide due to their aesthetics and durability, but from a structural point of view, they have a high weight as a disadvantage. New technologies have been proposed, including the study of sustainable mixes that allow the manufacture of lighter construction elements and the consequent reduction of the loads acting on structures. Lightweight concrete with expanded polystyrene (EPS) has been the subject of study in several universities around the world, mainly due to its low specific mass and thermal insulation capacity. Therefore, the aim of this work was to produce concrete tiles using EPS as a lightweight aggregate in their mixes, and to study its effect on the technological properties of the tiles. For this purpose, conventional concrete tiles and lightweight concrete tiles with the addition or replacement of 15 and 20% of EPS regarding the fine aggregate (sand), by volume, were produced. The technological properties of the tiles were determined and evaluated according to current standards, and the microstructural characteristics were analyzed by optical and scanning electron microscopy. In general, the results of the physical and mechanical tests of the tiles meet the requirements of the Brazilian standard. The addition of 20% EPS in the mixes provided greater lightness to the concrete tiles, presenting a weight reduction of 11.1% in comparison to the tiles without any addition. The addition/replacement by EPS provides a reduction in mechanical strength, but does not compromise the quality of the tiles. The EPS contents studied in this research (15 and 20%) are promising for application as a lightweight aggregate in cement tile mixes.

Keywords

Concrete tile; lightweight concrete; EPS.

Resumen

Las tejas de hormigón se utilizan en todo el mundo por su estética y durabilidad, pero desde un punto de vista estructural, presentan una desventaja: su elevado peso. Se han propuesto nuevas tecnologías, incluyendo el estudio de mezclas sostenibles que permiten la fabricación de elementos constructivos más ligeros y la consiguiente reducción de las cargas que actúan sobre las estructuras. El hormigón ligero con poliestireno expandido (EPS) ha sido objeto de estudio en diversas universidades de todo el mundo, principalmente debido a su baja masa específica y capacidad de aislamiento térmico. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue producir tejas de hormigón utilizando EPS como árido ligero en sus mezclas y estudiar su efecto en las propiedades tecnológicas de las tejas. Para ello, se produjeron tejas de hormigón convencionales y tejas de hormigón ligero con la adición o sustitución de un 15 y un 20% de EPS en volumen respecto al árido fino (arena). Las propiedades tecnológicas de las tejas se determinaron y evaluaron según las normas vigentes, y las características microestructurales se analizaron mediante microscopía óptica y electrónica de barrido. En general, los resultados de los ensayos físicos y mecánicos de las tejas cumplen con los requisitos de la norma brasileña. La adición de un 20% de EPS a las mezclas proporcionó mayor ligereza a las baldosas de hormigón, presentando una reducción de peso del 11,1% en comparación con las baldosas sin adición. La adición/sustitución por EPS reduce la resistencia mecánica, pero no compromete la calidad de las baldosas. Los contenidos de EPS estudiados en esta investigación (15 y 20%) son prometedores para su aplicación como agregado ligero en mezclas de baldosas de cemento.

Palabras clave

Teja de hormigón; hormigón ligero; EPS.

Submitted date:
02/21/2025

Reviewed date:
04/01/2025

Accepted date:
04/28/2025

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