O resíduo de borracha de pneus vem sendo estudado a fim de avaliar sua utilização como agregado no concreto. A reutilização dos resíduos de borracha na construção civil é uma das várias formas de aproveitar o seu potencial, na melhoria de algumas propriedades do concreto e evitar o descarte inadequado destes resíduos (VASCONCELOS, 2009).
Sang Son et al. (2011) estudaram dois tipos de concreto visando atingir a resistência à compressão de 24 e 28 MPa, pois esses valores de resistência são os mais comercialmente utilizados para a construção de apartamentos de 15 a 20 andares na Coréia. Para o concreto de 24MPa foi utilizado um consumo de cimento de 299Kg/m³e para o de 28MPa de 329 Kg/m³. Utilizaram dois tamanhos de partículas de borracha de pneus 0,6 e 1,0mm e a proporção utilizada foi de 0,5% e 1% em relação ao peso total dos agregados da mistura. Foram analisadas as propriedades do concreto com adição das partículas de borracha de pneus em amostras de pilares de concreto armado. Os resultados mostraram que a resistência à compressão e o módulo de elasticidade diminuíram com a incorporação do resíduo de pneus, porém houve uma melhoria de 90% na ductilidade das amostras para a proporção de 1,0% de resíduo de pneus. Portanto concluíram que o resíduo de pneu no concreto fornece uma melhor dissipação de energia e capacidade de ductilidade, podendo ser utilizado em aplicações sísmicas.
A ductilidade segundo Mehta e Monteiro (2008), refere-se à quantidade de deformação permanente que pode ocorrer antes do rompimento do material.
Akasaki, et al. (2005), analisaram o comportamento do concreto com substituição de 5% em massa do agregado miúdo por borracha proveniente da recauchutagem de pneus. Observaram que para ser mantida a mesma resistência do concreto convencional (sem borracha), a relação água/cimento do concreto contendo borracha, deve ser inferior a do concreto convencional, e o consumo de cimento maior. A queda na resistência à compressão após a adição da borracha, segundo Akasaki et al. (2005), ocorre devido à falta de aderência entre as partículas de borracha e a matriz de cimento. O maior teor de ar incorporado assim como a menor capacidade da borracha em resistir os esforços de compressão e de permitir maiores deformações também pode ser responsável pela redução da resistência à compressão.
Ling (2011) analisou a influência do teor de resíduo de borracha de pneus produzidos por trituração mecânica, com tamanho que varia de 1,0mm a 5,0mm, nas proporções de 5%, 10%, 15%, 20% 25%, 30%, 40% e 50% em substituição ao volume de areia, sendo o fator água cimento na razão de 0,45, 0,50 e 0,55, moldou blocos de concreto com dimensões de 200 x 100 x 60mm que foram analisados quanto à densidade e à resistência à compressão aos 7 e 28 dias.
Os resultados do estudo de Ling (2011) mostraram que a densidade dos blocos de concreto diminuiu com o aumento de borracha. A redução foi de 8% para 50% de substituição da areia, independente do fator água/cimento. A resistência à compressão também foi decrescente com o aumento do conteúdo de borracha, utilizando o fator água/cimento de 0,55. O aumento do teor de borracha de 0% a 50% resultou num decréscimo na resistência à compressão de 42,5MPa para 12,4MPa, o que equivale a uma redução de 70%.
Segundo Ling (2011), a resistência à compressão dos blocos de concreto é afetada de forma diferente, dependendo do teor de borracha e do fator água/cimento. Se o teor de borracha na mistura aumenta, ocorre uma redução na densidade e na resistência à compressão. Sugere-se que a substituição da borracha em blocos de concreto não deve exceder 10% do volume de areia para aplicação estrutural e 40% para aplicação não estrutural.
Seydell e Lintz (2009) produziram diferentes traços de concreto com substituição parcial de 10%, 20%, 30% e 40% em massa do agregado miúdo por resíduo de borracha de pneus. Os resultados da resistência à compressão e tração diminuíram significativamente de acordo com o aumento do teor de borracha. Para os traços estudados concluíram que com a substituição de até 10% em massa do agregado miúdo por resíduo de borracha é possível produzir concreto que atenda as especificações da norma brasileira para ser utilizado em pavimento de concreto.
Verzegnassi et al. (2011), analisaram a adição de 1%, 3% e 6% de pó de borracha em relação à massa de cimento no concreto e pelos resultados obtidos nos ensaios mecânicos, verificaram que a resistência à compressão medida aos 7 dias de idade, reduz de acordo com o aumento do teor de borracha. A resistência à tração por compressão diametral medida aos 7 dias, teve uma melhora em relação ao concreto convencional e quanto à tração na flexão, esta teve uma queda na resistência após a adição de 3% de borracha na mistura. Sendo assim concluíram que apesar da perda de resistência à compressão, a adição de borracha no concreto pode ser viável, desde que sejam desenvolvidos traços e aplicações adequadas.
Nacif et al. (2012), estudaram a incorporação de partículas de borracha com tamanho nas faixas de 0,84/0,58mm e 0,28/0,18mm em compósitos de cimento. Essas partículas finas de borracha, foram incorporadas nas frações de 5%, 15% e 30% em relação a massa do cimento, as misturas foram avaliadas a partir de dois fatores água/cimento (a/c) 0,35 e 0,50.
Os compósitos de cimento produzidos no trabalho de Nacif et al. (2012), foram avaliados quanto a densidade aparente, porosidade aparente, resistência à compressão e à flexão. Os resultados mostraram que as partículas menores de borracha na faixa de 0,28/0,18mm, resultaram em densidade e porosidade aparente menores, e maior resistência à compressão dos compósitos. A adição de borracha e o fator água/cimento não afetaram a porosidade dos compósitos. Os compósitos com partículas de borracha com tamanho de 0,84/0,58mm e fator água/cimento de 0,35, apresentaram maior resistência à flexão.
Fioriti et al. (2010), analisaram as propriedades de blocos intertravados de concreto com adição de resíduo de recauchutagem de pneus. Os materiais utilizados para a produção dos blocos foram: cimento CPV ARI, areia natural, pedrisco, e resíduo de borracha. O resíduo de pneus foi utilizado nas proporções de 8, 10, 12 e 15%, em volume, substituindo os agregados naturais (areia e pedrisco), e a fração do resíduo de pneus utilizado foi o material passante na peneira de 1,19 mm e o consumo de cimento foi de 323,06Kg/m³ para os teores de 8, 10 e 12% de resíduo de pneus e 347,00Kg/m³ para o teor de 15%.
As propriedades dos blocos analisadas por Fioriti et al. (2010), foram a resistência à compressão, absorção de água e resistência ao impacto, e os resultados mostraram que a incorporação de resíduo de pneus diminui a resistência à compressão, sendo que nenhum dos traços de concreto atingiu a resistência de 35 MPa exigido pela ABNT NBR 9781:1987–atual NBR 9781:2013, quanto a absorção de água o resíduo de pneus não influenciou negativamente, e
no ensaio de resistência ao impacto foi observado que o resíduo de pneus aumentou a capacidade de absorção de energia dos blocos intertravados, porém não foi possível quantificar tal contribuição.
Campos e Jacintho (2010) estudaram o concreto com adição de 5% e 10% de fibras de borracha de pneus e como já era esperado, verificaram que a adição de fibras de borracha ocasionou redução na resistência mecânica do concreto, porém esta perda de resistência não ocorre de forma linear com o aumento do teor de fibras de borracha. A resistência à compressão simples aos 7 dias teve uma redução de 25% quando adicionado 5% de fibras de borracha, entretanto, quando foi adicionado 10% a resistência manteve-se praticamente igual ao concreto sem fibras de borracha.
Yung et al. (2013) analisaram a substituição do agregado miúdo do concreto por resíduo de borracha de pneus nas proporções de 5%, 10%, 15% e 20% em volume. Para isso utilizaram duas frações granulométricas de resíduo de borracha, o material retido na peneira nº 30 (0,6mm) e nº 50 (0,3mm), Por meio dos resultados obtidos verificaram que quando foi adicionado 5% de pó de borracha da fração retida na peneira nº 50, houve um aumento de 10% da resistência à compressão e que o concreto com borracha tem alta resistência elétrica.
Segundo Shen et al. (2013), existe um nível ótimo de substituição de agregado natural por resíduo de borracha de pneus, e quando o valor de substituição é mais baixo que o nível ótimo, os agregados de borracha não ficam distribuídos uniformemente no concreto e a resistência à compressão reduz, provavelmente porque a borracha tem baixo módulo de elasticidade e isso colabora com a existência de alguns pontos fracos no concreto de modo que a concentração de tensão ocorre em torno das partículas de borracha. Quando o conteúdo de borracha é o suficiente para distribuir uniformemente por toda a matriz, a força de carregamento também se distribui uniformemente o que leva ao aumento da resistência e quando o valor de substituição for maior que o nível ótimo, a fragilidade do agregado de borracha torna a estrutura do concreto mais porosa e mais fraca e a resistência diminui novamente.