Resumo Existem estudos analisando os parâmetros de resistência de alvenaria estrutural, porém poucos são realizados avaliando a interferência da argamassa nos parâmetros de deformabilidade. O objetivo deste estudo foi verificar teorias de elasticidade (modelo linear de Hooke e modelos não lineares de Ghosh, de Duffing e de Martin, Roth e Stiehler) aplicados a alvenaria estrutural. Foram confeccionados blocos cerâmicos prensados e queimados a 890 ºC e argamassas na proporção 1:1:5:0,5:2 de cimento: cal hidratada: areia: cola PVA: água. Os materiais foram ensaiados à compressão individualmente e em prismas com e sem a utilização das argamassas. Os resultados obtidos com a análise linear elástica mostraram-se incoerentes uma vez que o módulo de deformabilidade obtido para os prismas com argamassa foi maior do que os sem argamassa. Realizando a análise pelas teorias não lineares, verificou-se que os resultados obtidos foram mais coerentes, principalmente pela teoria de Duffing, que utiliza um parâmetro para rigidez e outro para amortecimento do material.

Abstract There are studies analyzing the parameters of structural masonry strength, however few are performed evaluating the interference of the mortar in the deformability parameters. The objective of this study was to verify the theories of elasticity (Hooke’s linear model and nonlinear models by Ghosh, Duffing, and Martin, Roth, and Stiehler) applied to structural masonry. Ceramic blocks were pressed and fired at 890 ºC and mortars prepared with the proportion 1:1:5:0.5:2 of cement: hydrated lime: sand: PVA binder: water. The materials were tested in compression individually and in prisms with and without the use of mortars. The results obtained with the linear elastic analysis were incoherent since the deformability modulus obtained for the mortar prisms was higher than those without mortar. Performing the analysis by nonlinear theories, it was found that the results obtained were more coherent, mainly by Duffing’s theory that uses one parameter for stiffness and another for damping of the material.

Para avaliação da degradação acelerada em laboratório sofrida pelos corpos de prova de cerâmica vermelha com adição de rejeito de rocha ornamental isento de granalha, foi utilizado um equipamento que lixivia com água quente e fria em tempos controlados, e também, congela a amostra em até -4 ºC. Os corpos de prova cerâmicos foram confeccionados com até 10% em massa de rejeito de rocha ornamental a seco, e em seguida, umedecidos e moldados por extrusão. Os materiais produzidos foram calcinados nas temperaturas de 700 ºC, 800 ºC e 900 ºC. Após 1060 h de degradação acelerada em equipamento de laboratório, analisaram-se as propriedades cerâmicas do material. Os resultados das resistências mecânicas foram comparados através da distribuição de Weibull, antes e depois da degradação. Nota-se que o material com adição de 10% de rejeito de rocha ornamental na massa cerâmica é mais confiável quando queimada a 900 ºC após a degradação, quando comparados com as amostras sem adição de rejeito, proporcionando maior durabilidade.

For the evaluation of the accelerated degradation in laboratory of red ceramic specimens with addition of ornamental rock waste free from steel particles, an equipment that leach with hot and cool water and time control, and also freezing the specimen at -4 ºC was used,. The ceramic samples were made with up to 10 wt.% of the dry ornamental rock waste, and after humidifying and molding by extrusion. The specimens were fired at 700 ºC, 800 ºC and 900 ºC. After 1060 h of accelerated degradation lab test, ceramic properties were evaluated. The results of the strength were compared for Weibull distribution, before and after degradation. The specimens with addition of 10 wt.% waste is more durable and reliable when fired to 900 ºC after the degradation.

Este trabalho apresenta resultados sobre durabilidade de artefatos cerâmicos vermelhos incorporados com resíduo de granito, produzidos no pólo cerâmico de Campos dos Goytacazes-RJ. Inicialmente, para avaliação e análise do desempenho dos cerâmicos, são apresentados resultados da caracterização da massa argilosa e do resíduo de granito e, também, os efeitos da degradação do cerâmico obtido com a adição do resíduo de granito na massa argilosa. A massa argilosa foi coletada numa Indústria Cerâmica da região de Campos dos Goytacazes, RJ, e o rejeito é oriundo da região de Cachoeiro de Itapemirim, ES. As misturas foram feitas adicionando-se 0%, 5% e 10% de rejeito, em peso, até homogeneização da massa argilosa para posterior obtenção de corpos de prova prismáticos. Os corpos de prova foram submetidos a secagem e queima a 500 °C, 700 °C e 900 °C. De um lote de amostras foram obtidas as propriedades tecnológicas. Em outro lote, as amostras foram levadas ao equipamento de degradação e a ciclos de umidade para promover a alteração do cerâmico. Foram consideradas até 1500 h de lixiviação contínua no equipamento, e 50 e 150 de ciclos de umidade. Através da microscopia eletrônica de varredura foram observadas as modificações na microestrutura do material antes e depois da degradação. Os resultados mostram que certa quantidade de incorporação de resíduo tem influência considerável na evolução da degradação. Além disto, são notadas maiores resistências à degradação no material incorporado.

This paper shows results obtained from durability tests on red ceramic bodies incorporated with granite waste, aiming to assess the long time behavior of the ceramic materials produced in Campos of Goytacazes, RJ. Results from characterization of the ceramic raw material are shown to clarify the influence on the degradation (weathering) process as well as the influence of the granite waste content. The raw material was obtained from a ceramic industry in Campos dos Goytacazes, RJ, and the granite waste by-product is from a decorative rock industry in Cachoeiro do Itapemirim, ES. Mixing was obtained using 0%, 5% and 10% of waste, in weight, homogenized and molded in prismatic specimens. These specimens were led to dry and fired at 500 °C, 700 °C and 900 °C, in an oven. Two lots of samples were separated, being the first one used to the assessment of technological properties and the other to perform the weathering tests. In the lixiviation equipment, the samples were tested for 1500 h with intervals of 50 to 150 cycles for allowing them to dry and to soak. Changes in microstructure of the samples were observed after the weathering tests using scanning electron microscope. The results have shown that the granite waste incorporation in the raw material dramatically changes the weathering process.

O município de Campos dos Goytacazes, RJ, possui um pólo cerâmico com mais de 100 indústrias cerâmicas e uma produção mensal estimada de 90 milhões de peças compreendidas entre lajotas, blocos e telhas. Muitos desses artefatos acabam gerando resíduos e impactos ambientais na região devido às falhas no processo produtivo e logístico das indústrias. Este trabalho propõe a incorporação do resíduo cerâmico em argamassas, avaliando as diversas proporções dos constituintes por meio do planejamento de experimentos em rede simplex buscando soluções técnicas, sem o tradicional empirismo existente na indústria, com o objetivo de alcançar um desempenho satisfatório da propriedade analisada, capacidade de retenção de água e, sem dúvida, favorecendo o desenvolvimento sustentável. O procedimento experimental foi baseado nas normas ABNT 13276, 13277 e 13281. A partir destes ensaios foram tomados dez pontos experimentais cujos teores máximos de cimento, areia e resíduo cerâmico são 20, 80 e 20% em massa, respectivamente, que delimitou a superfície de resposta para as argamassas de índice de consistência 265±30 mm. Este índice mostrou-se mais próximo da aplicação real para o modelo estatístico, porém, pouco acima do valor normalizado. O modelo em rede simplex cúbico especial mostrou melhor ajuste aos resultados experimentais, estimando respostas estatisticamente mais adequadas para as misturas. A superfície de resposta gerada apresentou capacidade de retenção de água da argamassa de 88 a 94,5%, classificando-a como normal e alta, segundo a norma ABNT 13281. Mesmo com valor superior ao índice de consistência padrão (valor acima do estabelecido por norma) conseguiu-se uma capacidade de retenção padronizada com adição de resíduo na argamassa.

The district of the Campos dos Goytacazes, RJ, Brazil, has a ceramic pole with more than 100 ceramic industries, with a 90 million monthly production (brick masonry, ceramic blocks and tiles). Due to failure in the productive industrial process, some of these materials have been generating wastes that produce environmental impacts. This work proposes the incorporation of the ceramic waste in mortars to evaluate the representative proportions through the lattice simplex experiments design, looking for technical solutions, without the industrial empiricism. These solutions could reach a satisfactory performance of the analyzed property, of the water retention capacity, and favor the sustainable development. The experimental procedure was based on standard test methods (ABNT 13276, 13277 e 13281). Starting from these lab tests, ten experimental points were taken with maximum content of cement, sand and ceramic waste 20, 80 and 20% mass, respectively, that delimited the surface response for the mortars with a consistence index around 265±30 mm. This index means the real application for the statistical model, being however higher than the normalized value. The special cubic simplex model showed to best fit the experimental results leading to more statistically appropriate responses for the mixtures. The response surface generated showed a water retention capacity in mortar varying from 88 to 94.5%, that could be classified as normal and high according to ABNT 13281. Even with the higher values than the standard consistence index (established value by the standard method), it was possible to obtain a standardized water retention capacity with the addition of ceramic waste into the mortar.