Materiais não convencionais para uma construção sustentável utilizando cânhamo, pasta de papel e cortiça

Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil - Área de Especialização em Materiais e Reabilitação da ConstruçãoA procura de uma arquitectura e construção sustentáveis tem fomentado a investigação de produtos alternativos, baseados em materiais resultantes do aproveitamento de materiais renováveis e resíduos industriais, convencionalmente designados por “green materials”, por todo o Mundo. O propósito desta dissertação é a pesquisa e desenvolvimento de novos materiais compósitos utilizando diversos materiais, recuperando resíduos de inerentes propriedades térmicas e acústicas. O granulado de cortiça, subproduto da indústria corticeira, a pasta de celulose, a partir da reciclagem de desperdícios de papel e as fibras celulósicas de cânhamo industrial. O ligante utilizado é a própria pasta de papel ou uma mistura pozolânica com cal. O estudo visa a elaboração de placas e argamassas para elementos de construção não estruturais, por exemplo, revestimentos, paredes divisórias, tectos falsos ou regularização de pisos. A cortiça é secularmente conhecida pela sua reduzida densidade, elasticidade, compressibilidade, impermeabilidade e eficiência como isolante térmico, acústico e vibrátil, sendo Portugal o país de maior produção. As fibras de cânhamo industrial, cannabis sativa L, de um índice quase nulo de substância psicotrópica são da categoria das fibras de juta, sisal, linho e coco. Estas fibras têm competido com as fibras sintéticas pelas suas excelentes propriedades químicas e mecânicas, especialmente à tracção, resistências térmica e acústica e características bactericidas. A investigação concentra-se no estudo inicial de dosagens óptimas de materiais ligantes à base de metacaulino e cal e o efeito da adição de minerais e activadores químicos. Seguindo-se a realização de compósitos de fibras de cânhamo com a mistura estudada, formando um betão leve. Paralelamente, foram estudados compósitos de pasta de papel e granulado de cortiça com a incorporação de alguns aglutinantes e aditivos minerais em reduzidas quantidades. Em última análise, os compósitos obtidos são caracterizados, mediante testes laboratoriais para avaliação das suas propriedades físicas, e avalia-se a possibilidade da sua conjugação com materiais de suporte leves.The need for sustainable architecture and construction has amplified the research for alternative products, using renewable materials and industrial wastes that are conventionally called “green materials” around the world. The objective of this dissertation is the development of new composite materials using industrial wastes, with inherent thermal and acoustic properties, such as granulated cork, a by-product of cork industry, cellulose pulp, from recycling of paper residues, and hemp fibres. The binder used is either cellulose pulp or lime-pozzolan mixture. The study aims at development of composite boards and mortars for non structural elements of construction, such as dry walls and ceiling or floor levelling and filling. Cork is known for its reduced density, elasticity, compressibility, impermeability and thermal, acoustic insulation and vibration absorption. Portugal is the largest producer and exporter of cork. The hemp fibres, cannabis sativa L, being devoid of almost any psychotropic substances, are natural fibres similar to jute staple fibres, sisal, flax and coconut fibre. These fibres have competed with synthetic fibres for their excellent chemical and mechanical properties, especially tensile strength, thermal and acoustics insulation properties and bactericidal characteristics. This research work in the first stage dealt with the development of an optimal binder using metakaolin and lime. The strength gain of this mixture was enhanced significantly using small amounts of low cost activators. The final mixture was used for production of composites using hemp fibres. A lightweight concrete was developed using hemp fibres and the most promising binder previously studied. The other line of research considered development of composites using paper pulp and granulated cork with the incorporation of small amounts of polymeric binders and mineral additives. The physical and mechanical properties of the material thus obtained were studied through laboratory tests. Furthermore, the possibility of its use in conjugation with light structural support was investigated

Blocos de terra comprimidos de elevado desempenho utilizando misturas metacaulino-cal

A construção em terra de blocos de terra comprimido (BTC) tem sido realizada maioritariamente com recurso a adição de cimento para melhoria das suas propriedades mecânicas através da estabilização do solo utilizado. Contudo esta adição pode ser substituída por materiais mais eco-eficientes, o metacaulino (material pozolânico) e a cal. O metacaulino possui uma menor energia incorporada e consequentemente de menores emissões de CO2. A cal utilizada reage com metacaulino para produzir um material cimentício e hiráulico com boas características mecânicas e da durabilidade. As argamassas pozolânicas (compósitos e cal com pozolana) são conhecidas há mais de 2000 anos, embora tenham sido abandonadas devido ao longo do período de cura necessário para um resistência mecânica suficiente, incompatível com a actual rapidez de construção (Malhotra e Mehta 2000). No entanto as pozolanas mostram ser adequadas como adição no fabrico BTC. Este estudo avalia om efeito das percentagens da mistura de matacaulino e cal no ganho da resistência mecânica e da durabilidade do BTC com tempo de cura. Para melhorar o comportamento mecânico, a durabilidade, a resistência a bactérias e fungos, reduzir o tempo de cura e melhorar as resistências a longo prazo, foi estudada o efeito de uma pequena percentagem de actividades. Os principais benefícios da utilização deste tipo de de mistura são funcionais, económicos e ambientais. Em termos funcionais, proporciona um aumento das resistências mecânicas, da impermeabilidade e da durabilidade a ataques químicos. Economicamente, as ozolanas ao consumirem menos energia durante o seu fabrico que o cimento ou ao serem utilizados subprodutos industriais adquirem um menor custo. Ambientalmente, contribui-se para uma redução do consumo de energia e para a diminuição da libertação de CO2 prejudicial ao ambiente. Assim como é um meio de reutilizar resíduos industriais poderiam ser prejudiciais

Óleo essencial de Schinus molle L. para o controle de Sitophilus zeamais Most.1855 (Coleoptera:Curculionidae) em milho.

A espécie Sitophilus zeamais é uma das principais pragas do milho armazenado no Brasil. Seu controle é feito por meio do uso de inseticidas sintéticos, o que é prejudicial ao homem e ao ambiente. Por isso, estão sendo desenvolvidas pesquisas em busca de soluções alternativas, produtos menos tóxicos e biodegradáveis. Assim, neste trabalho foi testada a toxicidade de contato, fumigação, repelência e tópica do óleo essencial das folhas de Schinus molle L sobre o gorgulho do milho, S. zeamais. O óleo foi eficaz no controle de S. zeamais dependendo da concentração por meio de três vias de intoxicação: contato, fumigação e repelência, apresentando assim efeito insetistático por meio destas vias. O efeito inseticida foi baixo e obtido apenas por meio da via de intoxicação por aplicação tópica

Inovações científicas de construção em terra crua

Estima-se que metade da população mundial (aproximadamente três biliões de pessoas) vive actualmente em construções em terra crua, realizadas através de diversas tecnologias. Pretende-se chamar a atenção para as potencialidades das construções em terra crua, dar a conhecer as técnicas mais utilizadas na actualidade e inovações de carácter científico desenvolvidas neste âmbito. Nos dias de hoje, a nossa sociedade vê a terra crua como um material ligado à pobreza e como tal estas inovações podem mudar esta desajustada percepção e preconceitos em relação à construção em terra uma vez dotam o material de uma excelente qualidade e nova aparência. As inovações neste tipo de construção consistem sobretudo no desenvolvimento de soluções de estabilização do solo que trazem melhorias significativas em termos de durabilidade, economia, sustentabilidade e estética à construção em terra. A estabilização do solo é realizada por diversos meios como por exemplo pela mistura de terra com outros materiais como o cimento, a cal, pozolanas e cinzas volantes e adições em pequenas quantidades de alguns aditivos de origem mineral. Assim é possível obter um material de construção mais durável, pelas suas maiores resistências à água, a bactérias e fungos e resistência mecânica. Além disso, permite reduzir o tempo de cura do material e obter um aspecto mais adaptado às actuais exigências sociais. Sendo Angola um país de excelentes condições para a utilização da construção em terra crua, pelo seu clima e pela abundante matéria-prima, considera-se que a introdução destas técnicas inovadoras podem desfazer preconceitos em relação a este tipo de construção e promover a utilização destas novas tecnologias no mercado da construção

Earth architecture : ancient and new methods for durability improvement

Quite a big part of the country and world’s heritage was made using unfired earth constructions. The new earth buildings, as well as the conservation of the existent heritage, need scientific knowledge to allow higher durability. This durability is particularly conditioned by erosion caused by water action, especially in countries with high rainfall index. Analyzing the old building techniques, that allow protection on the earth material from water action, it is possible to understand how many earth buildings were preserved, during several centuries, resisting to harsh weather conditions. Among these techniques there are specially the incorporation of biopolymers (such as oils or fats), the addition of some minerals and stabilization with lime. However, this knowledge seems to have been forgotten. The authors study new methods of soil stabilization, with lime and biopolymers, adapting the ancient knowledge to improve the durability, specially related to the water action

Not conventional materials for a sustainable construction : a bio-construction system reinforced with cellulose fibres

The aim of this research was to determine the main characteristics and relative performance, in comparison to conventional masonry, of a composed hempcrete or hemp-concrete. The material under investigation was made of hemp cellulose and waste paper pulp from paper waste, with a composed binder of metakaolin and lime, without cement addition. This made for lighter concrete with superior characteristics to those of traditional concrete, in that it allowed for manufacturing of blocks and boards, and so the development of a prefabrication system. The main characteristics of this composed hempcrete or hemp-concrete were therefore studied, and its relative performance evaluated both in terms of thermal and acoustic insulation, and in terms of mechanical strength

Novos compósitos eco eficientes para aplicações não estruturais na construção

Este artigo resulta de um trabalho de investigação que tem como pressuposto o desenvolvimento de novos materiais compósitos utilizando granulado de cortiça, um subproduto da indústria corticeira, pasta de celulose, elaborada a partir de desperdícios de papel, e fibras de cânhamo. O ligante utilizado é uma mistura de pozolânica de metacaulino e cal ou a própria pasta de celulose. Pretende-se que estes materiais sejam utilizados em aplicações não estruturais na construção civil, como por exemplo em paredes divisórias e revestimento de tectos ou na regularização de pisos e enchimento. No trabalho de investigação, desenvolveu-se uma mistura compósita reforçada com fibras de cânhamo incorporando metacaulino e cal como ligante. Sendo também desenvolvidos compósitos com pasta de papel e granulado de cortiça incorporando pequenas quantidades de material polimérico, ligante e aditivos minerais. Estes compósitos foram submetidos a testes para determinar as suas propriedades físicas e mecânicas. Além disso, foi estudada a conjugação destes compósitos com elementos estruturais leves como suporte. Este artigo apresenta as propriedades principais e os métodos de manufactura utilizados para produzir os materiais mencionados com potencial eco-eficiente, uma vez que representam uma alternativa para utilizar desperdícios industriais como novos materiais de construção com excelentes propriedades térmicas e acústicas