Avaliação do uso de cinza de madeira e metacaulim na produção de tijolos leves de solo-cimento
dc.contributor.advisor | Acchar, Wilson | |
dc.contributor.advisor-co1 | Silva, Vamberto Monteiro da | |
dc.contributor.author | Souza, Jônatas Macêdo de | |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0003-2962-0986 | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/2629788349762577 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Sousa, Clawsio Rogerio Cruz de | |
dc.contributor.referees2 | Alves, Hugo Plínio de Andrade | |
dc.contributor.referees2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6271962886763593 | pt_BR |
dc.contributor.referees3 | Marques, Sheyla Karolina Justino | |
dc.date.accessioned | 2023-07-13T20:27:09Z | |
dc.date.available | 2023-07-13T20:27:09Z | |
dc.date.issued | 2023-04-13 | |
dc.description.abstract | Given the concern with the emission of greenhouse gases, companies in various economic sectors are using biomass as a fuel to generate thermal energy in boilers instead of the fossil fuels usually used. One of the biofuels used is wood chips, a small lignocellulosic material obtained from wood chopping. However, despite the environmental advantage of offsetting carbon dioxide (CO2) emissions, when burned, the material generates ash as a residue that, when not reused in agriculture as fertilizer or for composting, is sent to landfills or dumps, causing environmental impacts. Thus, there is a need for further studies on the physical and chemical properties of the ash so that new applications are thought of to promote a better destination for the residue. In view of the above, this research aimed to evaluate the influence of wood ash in conjunction with metakaolin - pozzolanic material - as a replacement for clay-silt soil (classified as A-6) in producing lightweight soil-cement bricks. In all, 7 formulations with 10% cement were produced, of which one was a reference (without substitutions), 3 with partial substitution of the soil by the contents of 5%, 10% and 20% of ash and 3 with the same contents of ash plus 5% of metakaolin replacing the soil. The bricks were cured for 7 days in a humid chamber. Then they were submitted to the compressive strength and water absorption tests at 7 and 28 days according to NBR 8492 and the durability test at 7 days according to NBR 13554. The samples with the best performance in the compressive strength test at 28 days, before and after the durability test, were submitted to microscopic characterization tests through X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) techniques. The tested bricks showed low density, less than 1.65 g/cm³ at 28 days, especially the sample with soil replacement by 20% ash and 5% of metakaolin with 1.22 g/cm³. As for the compressive strength at 28 days, except the formulation with soil substitution by 20% of the residue, all others showed results higher than 2 MPa, meeting the NBR 8491. Due to the high fines content in the soil (61.21% passing sieve No. 200), the average absorption of all compositions was above 20%. After being submitted to the durability test by immersion and drying, all formulations presented mass loss below the 7% indicated for soil type A-6 in NBR 13553. The microstructural characterization identified mineralogical phases of the products of the cementitious reactions as CSH and CASH, also confirmed by the microstructure images obtained in SEM. The results are promising and validate the use of ash with or without metakaolin to produce soilcement lightweight bricks. | pt_BR |
dc.description.resumo | Diante da preocupação com a emissão de gases do efeito estufa, empresas de diversos setores econômicos estão fazendo uso de biomassa como combustível para geração de energia térmica em caldeiras, em detrimento dos combustíveis fósseis usualmente empregados. Um desses biocombustíveis utilizados é o cavaco de madeira, material lignocelulósico de pequenas dimensões obtido a partir da picagem da madeira. No entanto, apesar da vantagem ambiental da compensação das emissões de gás carbônico (CO2), ao ser queimado, o material gera a cinza como resíduo que quando não é reaproveitado na agricultura como fertilizante ou para compostagem, é destinado a aterros ou lixões, causando impactos ao meio ambiente. Dessa forma, existe a necessidade de estudos mais aprofundados sobre as propriedades físicas e químicas da cinza para que novas aplicações sejam pensadas a fim de fomentar melhor destinação para o resíduo. Diante do exposto, essa pesquisa teve como objetivo avaliar a influência da cinza da madeira em conjunto com o metacaulim – material pozolânico – em substituição a um solo argilo-siltoso (classificado como A-6) na produção de tijolos leves de solo-cimento. Ao todo foram produzidas 7 formulações com 10% de cimento, das quais uma referência (sem substituições), 3 com substituição parcial do solo pelos teores de 5%, 10% e 20% de cinza e 3 com os mesmos teores de cinza mais 5% de metacaulim em substituição ao solo. Os tijolos foram curados por 7 dias em câmara úmida. Em seguida foram submetidos aos ensaios de resistência à compressão e absorção de água aos 7 e 28 dias de acordo com a NBR 8492, e ao ensaio de durabilidade aos 7 dias de acordo com a NBR 13554. As amostras com melhor desempenho no ensaio de resistência à compressão aos 28 dias, antes e após o ensaio de durabilidade foram submetidas a ensaios de caracterização microscópica por meio das técnicas de Difração de RaiosX (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os tijolos ensaiados apresentaram baixa massa específica, menor que 1,65 g/cm³ aos 28 dias, com destaque para a amostra com substituição do solo por 20% de cinza e 5% de metacaulim com 1,22 g/cm³. Quanto a resistência à compressão aos 28 dias, com exceção da formulação com substituição do solo por 20% do resíduo, todas as demais apresentaram resultados superiores a 2 MPa, atendendo a NBR 8491. Em função do alto teor de finos presente no solo (61,21% passante na peneira Nº 200), as absorções médias de todas as composições ficaram acima de 20%. Após serem submetidas ao ensaio de durabilidade por imersão e secagem, todas as formulações apresentaram perda de massa abaixo dos 7% indicados para o solo do tipo A-6 na NBR 13553. Na caracterização microestrutural identificou-se fases mineralógicas dos produtos das reações cimentícias como CSH e CASH, também confirmadas pelas imagens da microestrutura obtidas no MEV. Os resultados são promissores e validam o uso da cinza com ou sem metacaulim para produção de tijolos leves de solo-cimento. | pt_BR |
dc.identifier.citation | SOUZA, Jônatas Macêdo de. Avaliação do uso de cinza de madeira e metacaulim na produção de tijolos leves de solo-cimento. Orientador: Wilson Acchar. 2023. 104f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53346 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Cinza de madeira | pt_BR |
dc.subject | Tijolo ecológico | pt_BR |
dc.subject | Sustentabilidade | pt_BR |
dc.subject | Reutilização | pt_BR |
dc.subject | Novos materiais | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
dc.title | Avaliação do uso de cinza de madeira e metacaulim na produção de tijolos leves de solo-cimento | pt_BR |
dc.title.alternative | Incorporation of wood ash and metakaolin in the production of soil-cement lightweight bricks | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
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