Análise do desempenho físico-mecânico e índice de inibição de compósitos cimento-madeira com adição de cinzas de biomassa

Abstract

O estudo de materiais compósitos tem crescido nas últimas décadas, tendo em vista a possibilidade de desenvolver novos materiais com uso de matérias-primas alternativas além de agregar valor a resíduos gerados nos mais diferentes segmentos industriais. Nesse contexto, pode-se destacar os compósitos cimentícios com grande aplicação na construção civil. Embora a construção civil no Brasil tenha como material base o cimento, sabe-se que o mesmo provém de fonte não renovável. No entanto, estudos já indicaram a viabilidade de inserir cinza de biomassa em compósitos cimentícios. O objetivo do presente trabalho foi avaliar as propriedades físico-mecânicas e o índice de inibição dos compósitos cimento-madeira produzidos com CPV ARI e partículas de Eucalyptus grandis com substituição parcial do cimento por cinzas de biomassa em 5 diferentes teores (5, 10, 15, 20 e 25%). Os compósitos foram produzidos e caracterizados conforme as normas ABNT NBR 7215 (2019) e ASTM E1876 (2022). Ao final dos ensaios foi realizada a análise estatística através da ANOVA e teste de Tukey para verificar a diferença estatística entre as médias, ao nível de 5% de significância, e a análise de regressão para verificar a correlação entre as propriedades e o teor de cinzas. Os compósitos foram classificados como de baixa inibição, porém não foi observada correlação entre o índice de inibição e o teor de cinzas. A densidade e a resistência e rigidez na compressão normal reduziram com o aumento do teor de substituição do cimento, a absorção de água aumentou e não houve variação do inchamento em espessura. A substituição parcial de cimento por cinzas de biomassa em compósitos cimento-madeira apresenta potencial, em especial, com substituição de 5% por apresentar melhores propriedades físico-mecânicas.

The study of composite materials has grown recently, with the different possibilities of development of new materials using alternative raw materials such as residues produced in several industrial segments. Cementitious composites are largely applied in construction; however, it comes from a non-renewable source. Studies have shown the feasibility of adding biomass ash in cementitious composites.The aim of this work was to evaluate the physical-mechanical properties and inhibition index of wood-cement composites produced with CPV ARI and Eucalyptus grandis wood particles with partial replacement of cement by biomass ash at 5 different contents (5%, 10%, 15%, 20% and 25%). The composites were produced and tested according to ABNT NBR 7215 (2019) and ASTM E1876 (2022). Statistical analysis were performed using ANOVA and Tukey's test to verify the statistical difference between the averages, at a 5% significance level, and regression analysis to verify the correlation between properties and ash content. The composites can be classified as low inhibition mixtures, but it was not possible to conclude the relation between the inhibition index and the ash content. Density and mechanical properties reduced with increasing ash replacement content, water absorption increased and there was no change in thickness swelling. The partial replacement of cement by biomass ashes in cement-wood composites has potential; in particular, the treatment with 5% replacement, as it presents better physical-mechanical performance.