Uso de cinzas brutas de bagaço de cana-de-açúcar como material substitutivo no concreto
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Júnia Nunes de Paula
Marcel Maria Nascimento de Souza Soares
Marcel Maria Nascimento de Souza Soares
Resumo
O estudo apresenta o panorama da utilização de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, do tipo
“bottom ashes”, originadas da queima em cogeradores de energia elétrica, com a finalidade de
aplicação em concretos estruturais. Partindo da necessidade de caracterização dos concretos que
empregam as cinzas, somada à crescente preocupação ambiental, que estimula a utilização
eficiente dos materiais e o reaproveitamento de resíduos, apresenta-se uma revisão sistemática
de literatura e o uso de cinzas brutas como material de substituição parcial de areia e cimento
Portland em concreto, para corroborar com a possibilidade de tornar o resíduo em um coproduto.
Para a substituição de cimento Portland por cinzas brutas, nos teores de 5, 10 e 15%, verifica-se
que o ganho de resistência à compressão médio é de cerca de 1, 25 e 9%, o ganho de resistência
à tração médio é de 3, 11 e 8%, respectivamente. O módulo de elasticidade para estes concretos
é cerca de 20% menor que o apresentado pelo concreto de referência, no entanto é de 15 à 40%
maior que os valores estimados seguindo metodologias propostas por normas estruturais. Os
índices de vazios e taxas de absorção apresentaram valores inferiores à 20 e 10%,
respectivamente, indicando boa durabilidade dos concretos produzidos. O potencial máximo de
economia com as substituições de cimento em concretos nos teores de 5, 10 e 15%, para a
produção de elementos estruturais prismáticos, são de 8, 25 e 18%. A partir deste estudo, verificase que a substituição parcial de cimento por cinzas brutas de bagaço de cana-de-açúcar apresenta
viabilidade técnica e econômica para todos os teores testados, segundo os resultados obtidos para
resistência à compressão, tração, módulo de elasticidade e absorção. Já a substituição parcial de
areia por cinzas, embora seja capaz de incorporar maiores volumes de resíduos, o que é desejável
do ponto de vista ambiental, apresenta bons resultados quando acompanhada de aditivo
cristalizante
Abstract
The study presents an overview of the use of sugarcane bagasse ash ("bottom ashes" type),
originated in cogenerators, with the purpose of application in structural concrete. Based on the
need to characterize the concretes that use ash, and the growing environmental concern, which
encourages the efficient use of materials and the reuse of waste, it’s presented a systematic
literature review and the use of raw ash as a replacement material in concrete, to corroborate the
possibility of turning the residue into a co-product. Replacements of Portland cement, in contents
of 5, 10 and 15%, caused average compressive strength gains of 1, 25 and 9%, and average tensile
strength gains of 3, 11 and 8%, respectively. The modulus of elasticity for these concretes was
about 20% lower than the concrete with no material replacement, however the values raged from
15 to 40% higher than the estimated values. The void indices and absorption rates showed values
below 20 and 10%, respectively, indicating good durability of the concretes. For the production
of prismatic structural elements, the maximum savings potential from replacements of cement in
concrete in 5, 10 and 15%, are 8, 25 and 18%, respectively. It was verified that the replacement
of cement by raw sugarcane bagasse ash is technically and economically viable for all tested
contents. On the other hand, the replacement of sand by ash only presents good results when
accompanied by the addition of crystallizers. Although, this kind of replacement incorporates
greater volumes of waste, which is desirable from an environmental perspective.
Assunto
Construção civil, Materiais de construção, Cinza de bagaço de cana-de-açúcar, Bagaço de cana, Resíduos, Concreto, Cimento
Palavras-chave
Cinzas, Bagaço de cana-de-açúcar, Resíduos, Concreto, Substituição de cimento