Determinação da densidade de empacotamento de sistemas granulares compostos a partir da areia normal do IPT: comparação entre modelos de otimização de distribuição granulométrica e composições aleatórias

Abstract

Determinação da densidade de empacotamento de sistemas granulares compostos a partir da areia normal do IPT: comparação entre modelos de otimização de distribuição granulométrica e composições aleatórias (Determination of the particle packing of granular systems composed with the Brazilian standard sand from IPT: comparison between models for particle size distribution optimization and random compositions) Américas, Curitiba, PR 81531-980 carolinalondero7@gmail.com, lenzlauri@hotmail.com, icaro.santos@cimentoitambe.com.br, nayaraklein@ufpr.br Resumo O empacotamento de partículas em concretos e argamassas adquire cada dia mais importância no âmbito técnico, uma vez que muitas das propriedades dos materiais compósitos são influenciadas pelo índice de vazios e concentração de sólidos. Este trabalho teve o objetivo de comparar a densidade de empacotamento de agregados miúdos, cujas curvas granulométricas foram obtidas pelo uso de diferentes modelos de empacotamento de partículas. A areia normal brasileira, fornecida pelo IPT, foi utilizada para verificação experimental dos resultados teóricos obtidos pelo uso dos modelos. As densidades de empacotamento das curvas granulométricas foram calculadas através do modelo de empacotamento CPM (do inglês, compressible packing model). A máxima densidade de empacotamento foi buscada pelo uso de modelos de empacotamento que resultam em uma curva granulométrica ideal, fazendo-se valer de ensaios preliminares que indicavam uma maior densidade de empacotamento na fração grossa da areia, de 1,2 mm. Desta forma, além das curvas granulométricas ideais, fez-se também um estudo com composições aleatórias onde houve aumento progressivo de 5% na fração grossa da areia com a devida compensação nas frações mais finas. Utilizou-se, como referência, a curva granulométrica que representa a média dos limites inferior e superior da zona ótima recomendada pela norma NBR 7211. Os resultados obtidos mostraram que é possível aumentar a densidade de empacotamento através do uso de modelos de empacotamento de partículas e composições aleatórias, com relação à curva média da norma. Esse aumento foi da ordem de 2% e 5% para as densidades de empacotamento real e virtual, respectivamente. A verificação experimental dos resultados teóricos demonstrou que o modelo CPM infravalorou a densidade de empacotamento em aproximadamente 10%. Palavras-chave: empacotamento de partículas, modelos de empacotamento, granulometria, areia normal do IPT. Abstract The study of particle packing in concretes and mortars is becoming more and more important in the technical field, since the properties of the composite materials are influenced by both the voids index and the solid concentration. This paper aimed to compare the packing density of fine aggregates, whose grading curves were obtained by the use of different particle packing models. The Brazilian standard sand, provided by IPT, was used for the experimental validation of the theoretical results obtained by the use of the models. The packing densities of the gradi...

Physical-mechanical potential properties of wastes from glass lapping to produce mortar as partial replacement of the conventional aggregate

“…The RLV20 composite has the advantage of lower cement consumption and mechanical strength gain of over 23%, as well as lower density among all composites. The packing density is naturally higher for sand grains, given their bulk density greater than RLV [9]. On the other hand, when analyzing the mixtures, the packing densities increase as the fine material content increases.…”

“…Considering that the optimization of granulometry can change the packing density favoring the reduction of voids [9], it was decided to verify, in this study, the degree of packing (compaction) provided by the addition of fine glass dust in a certain range size of the selected sand.…”

“…The packing density is literally defined as "the fraction h of a volume filled by a given collection of solids" [10]. Londero [9] explains that packing density is essential for determining a suitable aggregate application with reduced void rates and optimized cement consumption in composites; and this (packing density) is directly related to the various particle size classes, possibly found in a given sand. However, a particle size distribution, based on reduced grain diameters, can cause inconveniences related to the increase of the specific surface and, consequently, high water demand in the mixture or difficulties in workability [11].…”

A study of packing parameters that influence the fresh properties of self-compacting concrete

“…Other experimental and analytical methods, such as those developed by Fuller-Thompson, Bolomey, Joisel and Faury [32], despite not being applied in the determination of dosage for SCC, also have the principle of ensuring a maximum possible packing, minimizing the void content, by means of reference curves that allow to obtain an ideal grading curve of aggregate compositions, in order to better represent all the particles in the particle size fractions. These models have been the basis for other mathematical models of particle size distribution that have been applied in the determination of SCC compositions in several studies, among them the Alfred model or modified Andersen-Andreasen (A&A) model [25,28,[33][34][35][36]:…”

Avaliação de empacotamento de agregados para dosagem de concretos de baixo teor de CO2

“…De acordo com Londero et al (2017), o empacotamento de partículas em concretos e argamassas está adquirindo cada vez mais importância no âmbito técnico, devido ao fato de muitas das propriedades dos materiais compósitos serem influenciadas pelo índice de vazios e pela concentração de sólidos.…”