Desempenho térmico-acústico-mecânico de um compósito de matriz cimentícia leve reforçado com casca de arroz

Visando desenvolver um novo produto com bom desempenho térmico-acústico-mecânico para servircomo alternativa aos materiais comumente utilizados para vedação, foi produzido um compósito a partirde uma matriz cimentícia leve e casca de arroz. A matriz cimentícia consistindo em uma pasta de cimentocom ar incorporado, que é intitulada por vários pesquisadores como concreto celular, tem comocaracterísticas principais sua reduzida massa específica e o grande número de pequenos poros nãointerligados. Por sua vez, a casca de arroz é uma fibra vegetal oriunda da benfeitoria do arroz abundanteno estado do Rio Grande do Sul, que é o maior produtor nacional do grão, e que não possui atualmenteuma destinação adequada. O concreto celular e o compósito (concreto celular mais casca de arroz) foramtestados quanto à resistência mecânica à compressão axial simples e quanto aos desempenhos acústico etérmico. Em relação à resistência à compressão, apesar de constatar-se que a casca de arroz influenciounegativamente no produto, ambos os materiais atingiram respectivamente as resistências mínimas de 1,20MPa e 1,50 MPa estipuladas pelas NBR 13.438 e NBR 15.270, entretanto, somente a matriz atendeu aos3,00 MPa exigidos pela NBR 6136. Na análise acústica, o compósito obteve um melhor desempenhoquanto a absorção acústica, por outro lado, quanto ao isolamento acústico os materiais não apresentaramvalores estatisticamente diferentes, impossibilitando afirmar qual produto é superior. No que concerne acondutividade térmica, o compósito com casca de arroz apresentou desempenho inferior à matriz, fatoatribuído à elevada quantidade de matéria orgânica presente nas fibras.Palavras-chave: concreto celular, casca de arroz, desempenho acústico, condutividade térmica,resistência mecânic

Effects of rice husk ash and wollastonite incorporation on the physical and thermal properties of refractory ceramic composites

The main objective of this work was to evaluate the effects of rice husk ash and wollastonite microfibers incorporation, added per clay partial substituition, on physical and thermal properties of refractory ceramic composites. The raw materials characterization occurred with respect to their chemical composition (XRF), phase composition (XRD) and granulometry by laser. The composites were avaluated by physical properties - apparent porosity, bulk density, water absorption, linear retraction after sinterization and mass variation - and thermal properties - thermal conductivity and thermal shock. The rice husk ash used in the present work proved to have potential as a ceramic precursor in the development of refractories. The clay substitution per ash and the microfiber different percentages resulted in an increase in water absorption and apparent porosity and a reduction in the linear retraction. The increase in porosity suggests that the mullitization was insufficient. Regarding the thermal performance, the thermal conductivity was inversely proportional to the porosity and the microfiber percentage. In addition, the higher the thermal-shock temperature gradient the lower was the number of cycles resisted by the composites.Keywords: rice husk ash, wollastonite, refractory ceramic composites, physical properties, thermal properties

Resistência à compressão axial do concreto com diferentes direções de carregamento e condições de contorno

Neste trabalho foi analisado experimentalmente a resistência à compressão axial, em corpos de prova cúbicos com 10 cm de lado, de três traços de concreto com resistências característica das classes de 30 MPa, 50 MPa e 65 MPa. No momento dos ensaios, os corpos de prova cúbicos foram carregados na mesma direção da moldagem, carregamento na direção do lançamento, ou foram girados 90º para caracterizar o carregamento normal à direção do lançamento. Assim, a direção de aplicação da carga de compressão para a análise da resistência à compressão foi realizada na direção paralela e perpendicular ao lançamento do concreto nos moldes. Também, foi analisado o modo de fratura das amostras quando modificadas as condições de contorno na execução dos ensaios de compressão axial. Na primeira condição de contorno foi usado graxa entre os corpos de prova e os pratos da máquina de ensaios para minimizar o atrito entre eles. Na segunda configuração, placas de aço de 3 mm de espessura foram coladas nas faces dos corpos de prova maximizando assim o atrito. Dentre as principais conclusões, percebe-se a variação da resistência de acordo com a direção do carregamento. Para o concreto de 50 MPa, quando aplicado o carregamento paralelo ao lançamento do concreto, as resistências à compressão foram, em média, 16% superiores comparado ao carregamento aplicado perpendicular ao lançamento. Em relação às condições de contorno, verifica-se que, quando os corpos de prova estão com suas faces restringidas, há um acréscimo significativo de resistência à compressão devido ao confinamento, independentemente da classe de concreto analisado. É possível verificar uma potencial contribuição ao desenvolvimento de projetos de concreto armado e análise estrutural desse material no ramo da construção civil. Palavras-chave: resistência à compressão axial; zonas de transição; anisotropia; restrição de apoio; concreto

SÍLICA PROVENIENTE DA QUEIMA DA CASCA DE ARROZ UTILIZADA COMO SUBSTITUTO PARCIAL DO CIMENTO NO CONCRETO AUTOADENSÁVEL

This study evaluates a partial replacement of Portland Cement with Silica from Rice Husk. The cement replacement was carried out in a self-compacting concrete composition, which was used by a concrete batching plant in the city of Alegrete – RS. For this work, tests were carried out on the concrete in the fresh and hardened states. The results showed that it is possible to partially replace cement Portland with Rice Husk Silica (up to 30%) without impairing the mechanical behavior of the self-compacting concretes. The best concrete mixture, taking into account all aspects studied, was the one containing 20% of replacement. However, the mix with 30% replacement can be used in cases with lower reinforcement density because, in economic and sustainability terms, the higher the proportion used, the greater the benefit.En este estudio se evaluó la sustitución parcial de Cemento Portland (PC) por Sílice de Cáscara de Arroz (SCA), fabricada y comercializada. La sustitución del cemento fue realizada en una composición de Concreto Autocompactante (CCC), que fue utilizado por una Planta de Concreto en la ciudad de Alegrete - RS. Para este trabajo se realizaron ensayos al hormigón en estado fresco y en estado endurecido. Los resultados mostraron que es posible reemplazar parcialmente CP por SCA (hasta un 30%) sin dañar la resistencia mecánica de los AAC. El mejor hormigón, teniendo en cuenta todos los aspectos estudiados, contenía un 20% de reposición. Sin embargo, la mezcla con 30% de reposición puede ser utilizada en casos que tengan menor densidad de refuerzo, ya que en términos económicos y de sustentabilidad, cuanto mayor sea la proporción utilizada, mayor será el beneficio.Nesse estudo foi avaliado a substituição parcial do Cimento Portland (CP) pela Sílica proveniente da Casca de Arroz (SCA), fabricada e vendida comercialmente. A substituição do cimento foi realizada em uma composição de Concreto Autoadensável (CAA), a qual foi utilizada por uma Usina de Concreto na cidade de Alegrete – RS. Para este trabalho foram realizados ensaios do concreto noestado fresco e no estado endurecido. Os resultados demonstraram que é possível substituir parcialmente CP por SCA (até 30%) sem que haja prejuízos às resistências mecânicas dos CAAs. O melhor concreto, levando em conta todos os aspectos estudados, foi contendo 20% de substituição. Contudo, a mistura com 30% de substituição pode ser usada em casos que tenham menor densidade de armadura, pois em termos econômicos e de sustentabilidade quanto maior a proporção usada, maior o benefício

Development of self-compacting concretes using rice husk or fly ashes and different cement types

Abstract Self-compacting concretes (SCCs) are considered promising materials in the civil engineering field. Their main characteristic is the ability to compact only through gravitational force. Mineral additions such as rice husk ash (RHA) and fly ash (FA) are recommended to be used in SCCs during their mix designing, in order to increase fluidity and mechanical strength. These materials are also considered wastes from industry, without a certain destination, which contributes to environmental pollution. In this study, four mixtures of SCC were tested using RHA and FA with two different types of Portland cement, CEM CP IV and white CEM. For the fresh state tests, all of the SCCs mixtures showed satisfactory results. The SCCs with white CEM showed higher mechanical strength at 7 days than CEM CP IV. Analyzing the mineral additions, their use improved the mechanical strength of SCCs at 28 days, there is also observed a higher pozzolanic effect to RHA