Evaluation of mortar with waste crushing composition for rural construction / Avaliação de argamassas com incorporação de resíduos de britagem para construções rurais

The exploitation of mineral reserves in order to produce aggregate for making mortar and concrete has mortar has seen high growth in the northeast of the country, especially in Paraiba state. However, this operation entails the production of waste from the process of crushing rocks to reach the fraction of aggregate trade, known as tailings, thus polluting the environment. This work aimed to evaluate the compressive strength of mortars containing different amounts of tailings instead of natural sand for rural construction. The procedures according to NBR NM 248 (selection and classification of the tailings) and the NBR 13279 (determination of the uniaxial compressive strength) were performed. The results showed that the highest strength for the mortars with higher level of tailings and water/cement ratio was obtained by using 22 MPa for water/cement ration equal 0.65 and 100% replacement content of sand by tailings.

A exploração de reservas minerais com a finalidade de produção de agregados para confecção de argamassas e concretos tem tido alto crescimento na região nordeste do país, sobretudo na Paraíba. Entretanto, essa exploração traz consigo a produção de rejeitos oriundos do processo de britagem de rochas maiores até atingir a fração comercial de agregado, denominados de resíduos de britagem tornando-se, portanto, poluidores do ambiente. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência à compressão de argamassas com diferentes teores de resíduos de britagem em substituição da areia natural para construções rurais. Os procedimentos foram realizados de acordo com a NBR NM 248 (seleção e classificação do resíduo) e com a NBR 13279 (determinação da resistência à compressão uniaxial). Os resultados mostraram que a mais alta resistência foi obtida para a argamassa com maior teor de resíduo e relação água/cimento, ou seja, 22 MPa para a relação água/cimento 0,65 com um teor de incorporação de 100%.

Evaluation of mortar with waste crushing composition for rural construction / Avaliação de argamassas com incorporação de resíduos de britagem para construções rurais

The exploitation of mineral reserves in order to produce aggregate for making mortar and concrete has mortar has seen high growth in the northeast of the country, especially in Paraiba state. However, this operation entails the production of waste from the process of crushing rocks to reach the fraction of aggregate trade, known as tailings, thus polluting the environment. This work aimed to evaluate the compressive strength of mortars containing different amounts of tailings instead of natural sand for rural construction. The procedures according to NBR NM 248 (selection and classification of the tailings) and the NBR 13279 (determination of the uniaxial compressive strength) were performed. The results showed that the highest strength for the mortars with higher level of tailings and water/cement ratio was obtained by using 22 MPa for water/cement ration equal 0.65 and 100% replacement content of sand by tailings.(AU)

A exploração de reservas minerais com a finalidade de produção de agregados para confecção de argamassas e concretos tem tido alto crescimento na região nordeste do país, sobretudo na Paraíba. Entretanto, essa exploração traz consigo a produção de rejeitos oriundos do processo de britagem de rochas maiores até atingir a fração comercial de agregado, denominados de resíduos de britagem tornando-se, portanto, poluidores do ambiente. Este trabalho teve como objetivo avaliar a resistência à compressão de argamassas com diferentes teores de resíduos de britagem em substituição da areia natural para construções rurais. Os procedimentos foram realizados de acordo com a NBR NM 248 (seleção e classificação do resíduo) e com a NBR 13279 (determinação da resistência à compressão uniaxial). Os resultados mostraram que a mais alta resistência foi obtida para a argamassa com maior teor de resíduo e relação água/cimento, ou seja, 22 MPa para a relação água/cimento 0,65 com um teor de incorporação de 100%.(AU)

Efeitos da adição de nanotubos de carbono e C-S-H preciptado nas propriedades de nanocompósitos cimentícios.

A construção civil vem se desenvolvendo tecnologicamente acompanhando o crescimento do número de obras em vários setores como habitacional, transportes, industrial e infraestrutura. Este projeto pretende contribuir cientificamente para o desenvolvimento de materiais cimentícios através do estudo da utilização de nanomateriais de carbono como nanotubos de carbono (NTC) e também nanopartículas de Silicato de Cálcio Hidratado (C-S-H) incorporadas à matriz destes materiais, que podem ser classificados como compósitos, neste caso nanocompósitos. O desempenho dos materias normalmente está relacionado a existência de falhas ou deficiências consideráveis em algumas propriedades e caracteristicas. A incorporação de nanomateriais é uma possibilidade para o melhoramento ou até mesmo a criação de alguma característica ou propriedade em determinados materiais. A utilização de NTC já vem sendo pesquisada e os resultados têm demonstrado que, embora com elevação dos custos, os materiais produzidos apresentam características positivas como: aumento da resistência à compressão e flexão e também do módulo de elasticidade. Atualmente usa-se o aço e fibras mas a adição de materiais como NTC pode ser uma alternativa, pois estes podem apresentar resistência à tração até 100 vezes maior que o aço, conforme pesquisas recentes já demonstram. A hipótese principal é que nanopartículas de C-S-H e também NTC favorecem a cinética de hidratação de cimentos e contribuem para a nucleação e crescimentos de cristais de produtos hidratados melhorando características dos materiais produzidos como por exemplo: concretos e argamassas. De forma geral, verificou-se que as adições combinadas de C-S-H com relação Ca/Si=0,8 com nanotubos de carbono paredes múltiplas oxidados (NTCPM-OX) trouxeram resultados positivos de melhoria na nanoestrutura dos nanocompósitos produzidos, verificados pela análise da porosidade, permeabilidade e também pela análise qualitativa de imagens de microscopia eletrônica. Veficou-se aumento do valor das propriedades mecânicas analisadas como 33% de aumento da resistência à compressão, 38% de aumento do módulo de elasticidade dinâmico e 30% da resistência à tração. Conclui-se ainda que usar a adição de C-S-H com relação Ca/Si=0,8 de forma isolada é uma alternativa viável produzindo resultados relevantes com um custo mais baixo que optar por adições mistas, visto que ainda os NTC são materiais com custo elevado e produção mais complexa do que o C-S-H.

Civil construction industry has been developing technologically with the growth in the number of works in various sectors such as housing, transport, industry and infrastructure. This study is intended to contribute to the development of scientific cementitious materials by studying the use of carbon nanomaterials as carbon nanotubes (CNT) and nanoparticles of Hydrated Calcium Silicate (C-S-H) incorporated into the matrix of these materials, which can be categorized as composite, in this case nanocomposites. Materials performance is usually related to the existence of considerable flaws or deficiencies in some properties or characteristics. The incorporation of nanomaterials is a possibility for the amelioration or even create some characteristic and materials property. The use of CNT has already been investigated and the results have shown that though with increase of costs produced materials have positive characteristics such compression and tensile resistance increase and still elasticity modulus increase. Currently steel is used but the fibers and filler materials such as CNT may be an alternative because they can have tensile strength up to 100 times higher than steel, as recent research has shown. The main assumption is that nanoparticles such as C-S-H and oxidized multi walled carbon nanotubes (MWCNT-OX) favor the kinetics of cement hydration and contribute to the nucleation and crystal growth enhancing material characteristics produced as concrete and mortar, for example. In general, it was verified that the combined additions of C-S-H with Ca / Si = 0.8 ratio with nanotubes brought positive results of nanocomposite nanostructure improvements, verified by porosity, permeability analysis and qualitative analysis of electron microscopy images. An increase in the value of the mechanical properties analyzed was shown as a 33% increase in compressive strength, 38% increase in modulus of elasticity and 30% in tensile strength. It is also concluded that using the C-S-H addition with Ca/Si ratio = 0.8 in isolation is a viable alternative to produce relevant results with a lower cost than to opt for mixed additions, since CNT are still materials with high cost and more complex production than C-S-H.

Swine deep bedding ashes as a mineral additive for cement based mortar

The sustainability of intensive swine production demands alternative destinations for the generated residues. Ashes from swine rice husk-based deep bedding were tested as a mineral addition for cement mortars. The ashes were obtained at 400 to 600ºC, ground and sieved through a 325 mesh sieve (/ 0.045 mm). The characterization of the ashes included the determination of the index of pozzolanic activity with lime. The ashes were also tested as partial substitutes of Portland cement. The mortars were prepared using a cement:sand proportion of 1:1.5, and with water/cement ratio of 0.4. Three percentages of mass substitution of the cement were tested: 10, 20 and 30%. Mortar performances were assessed at 7 and 28 days determining their compressive strength. The chosen condition for calcinations at the laboratory scale was related to the maximum temperature of 600ºC since the resulting ashes contained vitreous materials and presented satisfactory values for the pozzolanic index under analysis. The pozzolanic activity indicated promising results for ashes produced at 600ºC as a replacement of up to 30% in cement masses.

A sustentabilidade das regiões de produção intensiva de suínos requer destinos alternativos para os resíduos gerados. Cinzas de cama sobreposta de suínos à base casca de arroz, foram testadas como adição mineral em substituição ao cimento. As cinzas foram obtidas nas temperaturas de 400 a 600ºC, moídas e passadas por peneira ABNT 325 (/ 0,045 mm). A caracterização de cinzas incluiu a determinação do índice de atividade pozolânica com a cal. As cinzas também foram testadas como substitutos parciais de cimento Portland. As argamassas foram preparadas na proporção cimento:areia de 1:1,5 e com fator água-cimento de 0,4. Três porcentagens de substituição do cimento comercial foram usadas: 10, 20 e 30% em massa. O desempenho das argamassas foi avaliado aos 7 e aos 28 dias com a determinação da resistência à compressão axial. A condição escolhida para calcinações em escala laboratorial foi associada à temperatura máxima de 600ºC, uma vez que as cinzas resultantes continham material vítreo e apresentavam valores satisfatórios para o índice de pozolanicidade em análise. A atividade pozolânica indicou resultados promissores para as cinzas produzidas a 600ºC e com substituição de até 30% em massa de cimento.

Swine deep bedding ashes as a mineral additive for cement based mortar

The sustainability of intensive swine production demands alternative destinations for the generated residues. Ashes from swine rice husk-based deep bedding were tested as a mineral addition for cement mortars. The ashes were obtained at 400 to 600ºC, ground and sieved through a 325 mesh sieve (/ 0.045 mm). The characterization of the ashes included the determination of the index of pozzolanic activity with lime. The ashes were also tested as partial substitutes of Portland cement. The mortars were prepared using a cement:sand proportion of 1:1.5, and with water/cement ratio of 0.4. Three percentages of mass substitution of the cement were tested: 10, 20 and 30%. Mortar performances were assessed at 7 and 28 days determining their compressive strength. The chosen condition for calcinations at the laboratory scale was related to the maximum temperature of 600ºC since the resulting ashes contained vitreous materials and presented satisfactory values for the pozzolanic index under analysis. The pozzolanic activity indicated promising results for ashes produced at 600ºC as a replacement of up to 30% in cement masses.

A sustentabilidade das regiões de produção intensiva de suínos requer destinos alternativos para os resíduos gerados. Cinzas de cama sobreposta de suínos à base casca de arroz, foram testadas como adição mineral em substituição ao cimento. As cinzas foram obtidas nas temperaturas de 400 a 600ºC, moídas e passadas por peneira ABNT 325 (/ 0,045 mm). A caracterização de cinzas incluiu a determinação do índice de atividade pozolânica com a cal. As cinzas também foram testadas como substitutos parciais de cimento Portland. As argamassas foram preparadas na proporção cimento:areia de 1:1,5 e com fator água-cimento de 0,4. Três porcentagens de substituição do cimento comercial foram usadas: 10, 20 e 30% em massa. O desempenho das argamassas foi avaliado aos 7 e aos 28 dias com a determinação da resistência à compressão axial. A condição escolhida para calcinações em escala laboratorial foi associada à temperatura máxima de 600ºC, uma vez que as cinzas resultantes continham material vítreo e apresentavam valores satisfatórios para o índice de pozolanicidade em análise. A atividade pozolânica indicou resultados promissores para as cinzas produzidas a 600ºC e com substituição de até 30% em massa de cimento.

Placas planas à base de cinza de cama sobreposta de suínos e fibra de sisal para piso de escamoteadores com diferentes fontes de aquecimento / Flat plate based swine deep bedding ashes and sisal fiber to piggys house floor with different heating sources

A sustentabilidade das regiões de produção intensiva de suínos depende de destinos alternativos para os resíduos nelas gerados. A calcinação da cama sobreposta gera sílica vítrea que pode ser utilizada na substituição parcial de aglomerantes comerciais. A utilização de cinzas de casca de arroz como material pozolânico para a confecção de argamassas e concretos tem merecido atenção considerável, nos últimos anos, não apenas por melhorar as propriedades mecânicas de materiais cimentícios, mas, sobretudo pelos benefícios ambientais gerados, com a redução do consumo de clínquer. A falta de sustentabilidade ambiental pode limitar o crescimento econômico da suinocultura, dada a tendência do setor de crescimento concentrado em grandes empreendimentos, e, por conseqüência, do aumento da poluição provocada pelos dejetos. Com a busca de alternativas que solucionem ou minimizem tal problema, o objetivo geral deste trabalho foi o aproveitamento de resíduos agropecuários (cama sobreposta de suínos e fibra curta de sisal) para a fabricação de placas à base de compósitos cimentícios para escamoteadores com diferentes tipos de aquecimento (lâmpada incandescente e resistência elétrica). As cinzas de cama sobreposta de suínos substituíram 30% do cimento Portland. A matriz cimentícia resultante foi reforçada com fibra curta de sisal. Os resultados obtidos com a utilização da cinza da cama sobreposta de suínos valida seu uso como material de substituição parcial do cimento Portland. A temperatura ideal de calcinação é de 600 ºC, com rampa de 5 ºC/min durante 3 h. O material selecionado foi o passante na peneira ABNT No 200 (# 0,074 mm). A cinza da cama sobreposta de suínos aumentou a condutividade térmica e a fibra de sisal incorporou o ar na placa e, assim, reduziu a conducao do calor para a parte inferior. O melhor tratamento foi a utilização da placa em duas camadas com cinza de cama sobreposta e fibra de sisal, associada ao uso da lâmpada de 200 W

The sustainability of intensive areas of swine production depends on alternative destinations for the generated residues. The calcination of swine deep bedding generates vitreous silica for partial replacement of commercial binders. The use of rice husk ashes as pozzolanic material for mortars and concretes has deserved considerable attention in the last years, not just for improving their mechanical properties, but also for the environmental benefits linked to the reduction of clinker consumption. The lack of environmental sustainability can limit the economical growth of swine production, due to the tendency for concentration in sites with intensive activity, and, as a consequence, the increase of the contamination by wastes. Aiming alternatives that can minimize or decrease such problem, the objective of this work is to test the use of agricultural waste (swine deep bedding ashes and sisal fiber) for the manufacture of piggy`s house plates with different types of heating (filament lamps and electric resistance) on based cement composite materials. The swine deep bedding ashes replaced 30% of Portland cement. The resulting cementations matrix was reinforced with sisal fiber. The results obtained with the use of swine deep bedding ashes validates the use of this material for partial replacement of Portland cement. The optimal calcination temperature is 600 °C with rate of 5 ºC/min for over 3 hours. The material selected should be as pass in ABNT sieve No 200 (# 0.074 mm). The swine deep bedding ashes increased the thermal conductivity and sisal fiber entrapped air in the plate and due to the pores incorporated there was a reduction in the heat conduction to the bottom. The best treatment was the plate with two layers of swine deep bedding ashes and sisal fiber, associated with 200 W lamp

Aproveitamento das cinzas da queima da cama sobreposta de suínos para substituição parcial do cimento Portland / The use of swine deep bedding ash as partial substution of Portland cement

A sustentabilidade das regiões de produção intensiva de suínos depende de destinos alternativos para os resíduos gerados. A calcinação da casca de arroz pode gerar sílica vítrea para substituição parcial de aglomerantes comerciais. A utilização de cinzas de casca de arroz como material pozolânico para argamassas e concretos tem merecido atenção considerável, nos últimos anos, não apenas por melhorar suas propriedades mecânicas, mas, sobretudo pelos benefícios ambientais gerados, com a redução do consumo de clínquer. A falta de sustentabilidade ambiental pode limitar o crescimento econômico da suinocultura, dada a tendência do setor de crescimento concentrado em grandes empreendimentos, e, por conseqüência, do aumento da poluição por dejetos. Assim, barreiras à expansão do setor podem surgir em estados onde o problema ambiental já está instalado, a exemplo de Santa Catarina. Com a busca de alternativas que solucionem ou minorizem tal problema, este trabalho tem como objetivo testar as cinzas de cama sobreposta de suínos à base de casca de arroz, como material alternativo em diferentes proporções de substituição do cimento Portland em argamassas. A cama sobreposta de suínos foi proveniente do município de Rio Verde, Estado de Goiás, onde atualmente são criados 110.000 suínos em sistema de confinamento. As cinzas foram obtidas por calcinação em mufla laboratorial nas temperaturas de 400, 500 e 600ºC, beneficiadas por moagem e, a seguir, passadas na peneira ABNT nº 200 (# 0,074 mm) e nº 325 (# 0,044 mm). A caracterização de cinzas incluiu a determinação do índice de atividade pozolânica com a cal hidratada e com o cimento Portland. As cinzas foram testadas como substitutos parciais de cimento Portland. As argamassas foram preparadas na proporção cimento:areia de 1:1,5 e com fator água-cimento de 0,4. Três porcentagens de substituição do cimento comercial foram usadas: 10, 20 e 30% em massa além das argamassas de referência sem substituição e com 10% de sílica ativa. O desempenho das argamassas foi avaliado aos sete e aos 28 dias com a determinação da resistência à compressão axial com corpos-de-prova cilíndricos de 5 cm x 10 cm e cura por imersão em água. As cinzas da cama sobreposta de suínos, calcinadas a 600ºC e com substituição de até 30% em massa de cimento Portland, produzem argamassa de excelentes propriedades. Quanto à finura do material, foi observada diferença significativa (P<0,05) nas cinzas passantes na peneira ABNT nº 325 queimadas a 600ºC. As resistências das argamassas produzidas com cinzas passantes na peneira ABNT nº 200 e nº 325, com teores de 10, 20 e 30% de substituição, foram superiores às de argamassas com 0% de substituição e com 10% de sílica ativa

The sustainability of intensive areas of swine production depends on alternative destinations for the generated residues. The calcination of rice husk can generate vitreous silica for partial substitution of commercial agglomerates. The use of rice husk ashes as pozzolanic material for mortars and concretes has deserved considerable attention in the last years, not just for improving their mechanical properties, but also for the environmental benefits linked to the reduction of clinker consumption. The lack of environmental sustainability can limit the economical growth of swine production, due to the tendency for concentration in sites with intensive activity, and, as a consequence, the increase of the contamination by wastes. Thus, barriers to the sector expansion can appear in regions where the environmental problem is already installed as, for example, in Santa Catarina State, Brazil. Aiming alternatives that can solve or decrease such a problem, the objective of this work is to test the ashes of swine deep bedding based on rice husk as an alternative binder in mortars. The swine deep bedding ashes were originated from the district of Rio Verde, State of Goias, where now 110,000 swine are produced in confinement system. The ashes were obtained in a laboratorial furnace at the temperatures of 400, 500 and 600ºC and processed in two granulometric distributions by passing through the nº 200 (# 0.074 mm) and nº 325 (# 0.045 mm) mesh sieve. The ash characterization included the determination of pozzolanic activity index with lime and cement. The husks were tested as partial substitutes of Portland cement. The mortars were prepared in cement:sand proportion of 1:1.5, and with water/cement factor of 0.4. Three percentages of substitution of OPC were used: 10%, 20% and 30% by mass, plus the reference mortars without substitution and with 10% of silica fume. Mortars performance was assessed at seven and 28 days by determining the axial compressive strength with 5 cm x 10 cm cylindrical specimens and cure by immersion in water. The results indicated that the ashes obtained at 600ºC with substitution of up to 30% by mass of Portland cement, produced mortars with excellent properties. There was significant difference (P<0,05) in the ashes by passing through the nº 325 burning of 600ºC. The mechanical strength of mortars produced with ashes passing in the sieve nº 200 and with 10 - 30% of cement substitution was superior to the strength of mortars with 0% of substitution and with 10% of silica fume