Potencial de reciclagem de resíduos de madeira e cinza de caldeira de biomassa em um material compósito cimentício

Felipe Augusto Santiago Hansted

ORCID iD Universidade Estadual Paulista (UNESP) Brasil

Ana Larissa Santiago Hansted

ORCID iD Memorial University, Greenfell Campus Canadá

Hiroyuki Yamamoto

ORCID iD Universidade de Nagoya Japão

André Luis Christoforo

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Fábio Minoru Yamaji

ORCID iD Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) Brasil

Cristiane Inácio de Campos

ORCID iD Universidade Estadual Paulista (UNESP)

Resumo

O resíduo florestal é todo e qualquer material que resulta da colheita ou do processamento da madeira que possa permanecer sem utilização definida no processo. As cinzas advindas da queima de carvão têm sido amplamente utilizadas em pesquisas; trabalhos com o uso de cinzas de biomassa, no entanto, ainda são recentes. O objetivo desta pesquisa consistiu em verificar a viabilidade da inserção de cinzas no traço de um compósito cimento-madeira. Foram realizados testes físicos para a determinação das propriedades físicas, densidade, inchamento e absorção de água, sendo também avaliadas a inibição do cimento com os materiais adicionais e a temperatura de hidratação da mistura. Para as cinzas, foram realizados testes para a obtenção do seu teor, avaliação da composição química, análise da distribuição granulométrica e espectroscopia de infravermelho com a transformada de Fourier (FTIR). A mistura com a cinza apresentou resultado superior em relação à mistura sem a cinza, nas propriedades de densidade e inchamento, dando indícios de que a utilização da cinza de biomassa é recomendada na fabricação de materiais cimentícios compósitos com resíduo de madeira, pois pode contribuir com menor degradação do material, que será avaliado em testes de durabilidade na sequência deste estudo.

Palavras-chave


caldeira de biomassa; cinza; compósitos cimentícios; propriedades físicas; resíduos de madeira


Texto completo:

Referências


ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 14810: Chapas de madeira aglomerada. Rio de Janeiro: ABNT, 2018a.

ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 30: Agregado miúdo – Determinação da absorção de água. Rio de Janeiro: ABNT, 2018b.

ASTM – AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D1102-84. Standard test method for ash in wood. West Conshohocken: ASTM, 2021.

ASTM – AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D4972. Standard test method for ph of soils. West Conshohocken: ASTM, 2019.

BERGER, F.; GAUVIN, F.; BROUWERS, H. J. H. The recycling potential of wood waste into wood-wool/cement composite. Construction and Building Materials, v. 260, 119786, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119786.

CORONA, B.; SHEN, L.; SOMMERSACHER, P.; JUNGINGER, M. Consequential Life Cycle Assessment of energy generation from waste wood and forest residues: the effect of resource-efficient additives. Journal of Cleaner Production, v. 259, 120948, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.120948.

DUARTE, J. B.; RAMOS FILHO, R. E. B.; FONSÊCA, N. J. M.; DIAS, L. N.; SILVA, V. M.; ACCHAR, W. Adição conjunta do resíduo de cerâmica vermelha e da cinza do bagaço da cana-de-açúcar na produção de tijolos ecológicos. Revista Principia, João Pessoa, v. 59, n. 4, p. 1118-1136, 2022. DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id5528.

FEITOSA, C. J. D.; LIMA, V. M. E.; SILVA, J. K. F.; MATIAS, A. V.; ESTOLANO, A. M. L.; MELO NETO, A. A. Caracterização e aplicação da cinza do bagaço da cana-de-açúcar em misturas de concreto seco. Revista Principia, João Pessoa, v. 60, n. 3, p. 1-15, 2023. DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id6535.

GASPAR, P. L.; BRITO, J. Quantifying environmental effects on cement-rendered facades: a comparison between different degradation indicators. Building and Environment, v. 43, n. 11, p. 1818-1828, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2007.10.022.

GHEWA, G. J. P.; SUPROBO, P.; IRAWAN, D.; WAHYUNIARSIH, S.; ASDAM, T. Investigation of water absorption for concrete using supplementary materials. IPTEK – The Journal for Technology and Science, v. 31, n. 3, p. 309-317, 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.12962/j20882033.v31i3.5596.

GOVIN, A.; PESCHARD, A.; FREDON, E.; GUYONNET, R. New insights into wood and cement interaction. Holzforschung, v. 59, n. 3, p. 330-335, 2005. DOI: https://doi.org/10.1515/HF.2005.054.

HACHMI, M.; MOSLEMI, A. A.; CAMPBELL, A. G. A new technique to classify the compatibility of wood with cement. Wood Science and Technology, v. 24, n. 4, p. 345-354, 1990. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00227055.

HANSTED, A. L. S.; NAKASHIMA, G. T.; MARTINS, M. P.; YAMAJI, F. M. Caracterização físico-química da biomassa de Leucaena leucocephala para produção de combustível sólido. Revista Virtual de Química, v. 8, n. 5, p. 1449-1460, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.21577/1984-6835.20160102.

HOFSTRAND, A. D.; MOSLEMI, A. A.; GARCIA, J. F. Curing characteristics of wood particles from nine northern Rocky mountain species mixed with Portland cement. Forest Products Journal, v. 34, n. 2, p. 57-61, 1984. Disponível em: https://www.scienceopen.com/document?vid=e4f4c0c0-84a7-45d3-a4e4-2bd47cffea04. Acesso em: 10 ago. 2019.

HOSSAIN, M. U.; POON, C. S.; WONG, M. Y. K.; KHINE, A. Techno-environmental feasibility of wood waste derived fuel for cement production. Journal of Cleaner Production, v. 230, p. 663-671, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.05.132.

IBÁ – INDÚSTRIA BRASILEIRA DE ÁRVORES. Relatório 2019: Report 2019. São Paulo: IBÁ, 2019. p. 1-80. Disponível em: https://www.iba.org/datafiles/publicacoes/relatorios/iba-relatorioanual2019.pdf. Acesso em: 10 ago. 2020.

IWAKIRI, S.; PRATA, J. G. Utilização da madeira de Eucalyptus grandis e Eucalyptus dunnii na produçao de painéis de cimento-madeira. CERNE, v. 14, n. 1, p. 68-74, 2008. Disponível em: https://www.redalyc.org/pdf/744/74414109.pdf. Acesso em: 10 ago. 2019.

LIMA, J. S.; DIAS, M. C.; MATENCIO, T. Aplicação da espectroscopia no infravermelho e difração de raio-x na determinação de sacarina em adoçantes líquidos artificiais pelo método volumétrico com Ag+. Eclética Química, v. 35, n. 4, p. 25-32, 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-46702010000400003.

MARTIN, C. S.; TEIXEIRA, S. R.; LANFREDI, S.; NOBRE, M. A. L. Análise via espectroscopia no infravermelho da sílica proveniente da pirólise do bagaço de cana-de-açúcar. In: REUNIÃO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUÍMICA, 30., 2007, Águas de Lindóia. Anais [...]. Águas de Lindóia: SBQ, 2007. p. 1-2. Disponível em: http://sec.sbq.org.br/cdrom/30ra/resumos/T1951-1.pdf. Acesso em: 4 jun. 2022.

MARTÍNEZ-LÓPEZ, M.; MARTÍNEZ-BARRERA, G.; BARRERA-DÍAZ, C.; UREÑA-NÚÑEZ, F.; BROSTOW, W. Waste materials from tetra pak packages as reinforcement of polymer concrete. International Journal of Polymer Science, v. 2015, p. 1-8, 2015. DOI: https://doi.org/10.1155/2015/763917.

NA, B.; WANG, Z.; WANG, H.; LU, X. Wood-cement compatibility review. Wood Research, v. 59, n. 5, p. 813-826, 2014. Disponível em: http://www.woodresearch.sk/wr/201405/10.pdf. Acesso em: 4 jun. 2022.

NOLASCO, A. M. Resíduos da colheita e beneficiamento da caixeta - Tabebuia cassionides (Lam.) DC.: caracterização e perpectivas. 2000. Tese (Doutorado em Ciências da Engenharia Ambiental) – Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 2000. Disponível em: https://repositorio.usp.br/item/001098472. Acesso em: 23 jul. 2021.

OKINO, E. Y. A.; SOUZA, M. R.; SANTANA, M. A. E.; ALVES, M. V. S.; SOUSA, M. E.; TEIXEIRA, D. E. Physico-mechanical properties and decay resistance of Cupressus spp. cement-bonded particleboards. Cement and Concrete Composites, v. 27, n. 3, p. 333-338, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.02.046.

PANZERA, T. H.; SABARIZ, A. L. R.; STRECKER, K.; BORGES, P. H. R.; VASCONCELOS, D. C. L.; WASCONCELOS, W. L. Propriedades mecânicas de materiais compósitos à base de cimento Portland e resina epoxi. Cerâmica, v. 56, n. 337, p. 77-82, 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S0366-69132010000100013.

PARCHEN, C. F. A. Compósito madeira cimento de baixa densidade produzido com compactação vibro dinâmica. 2012. Tese (Doutorado em Engenharia Florestal) – Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2012. Disponível em: https://acervodigital.ufpr.br/handle/1884/28935. Acesso em: 4 jun. 2022.

POSI, P.; LERTNIMOOLCHAI, S.; SATA, V.; CHINDAPRASIRT, P. Pressed lightweight concrete containing calcined diatomite aggregate. Construction and Building Materials, v. 47, p. 896-901, 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.094.

SOUZA JUNIOR, F. G.; PICCIANI, P. H. S.; ROCHA, E. V.; OLIVEIRA, G. E. Estudo das propriedades mecânicas e elétricas de fibras de curauá modificada com polianilina. Polímeros, v. 20, n. 5, p. 377-382, 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S0104-14282010005000058.

SHARMA, S.; ARORA, S. Economical graphene reinforced fly ash cement composite made with recycled aggregates for improved sulphate resistance and mechanical performance. Construction and Building Materials, v. 162, p. 608-612, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.12.027.

STOLZ, J.; BOLUK, Y.; BINDIGANAVILE, V. Wood ash as a supplementary cementing material in foams for thermal and acoustic insulation. Construction and Building Materials, v. 215, p. 104-113, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.174.

TAMANNA, K.; RAMAN, S. N.; JAMIL, M.; HAMID, R. Utilization of wood waste ash in construction technology: a review. Construction and Building Materials, v. 237, 117654, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117654.

VILLAS-BÔAS, B. T.; IWAKIRI, S.; PARCHEN, C. F. A. Produção e caracterização de blocos vazados de cimento-madeira de baixa densidade para construção civil. Scientia Forestalis, v. 48, n. 126, e3177, 2020. DOI: https://doi.org/10.18671/scifor.v48n126.22.

VINET, L.; ZHEDANOV, A. A ‘missing’ family of classical orthogonal polynomials. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, v. 44, n. 8, 085201, 2011. DOI: https://dx.doi.org/10.1088/1751-8113/44/8/085201.

WEATHERWAX, R. C.; TARKOW, H. Effect of wood on setting of Portland cement. Forest Products Journal, v. 14, p. 567-568, 1964. Disponível em: https://scirp.org/reference/referencespapers.aspx?referenceid=1292613. Acesso em: 15 mar. 2021.

WONS, W.; RZEPA, K.; REBEN, M.; MURZYN, P.; SITARZ, M.; OLEJNICZAK, Z. Effect of thermal processing on the structural characteristics of fly ashes. Journal of Molecular Structure, v. 1165, p. 299-304, 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2018.04.008.

YASUDA, S.; IMA, K.; MATSUSHITA, Y. Manufacture of wood-cement boards VII: cement-hardening inhibitory compounds of hannoki (Japanese alder, Alnus japonica Steud.). Journal of Wood Science, v. 48, p. 242-244, 2002. DOI: https://dx.doi.org/10.1007/BF00771375.

ZHUANG, X. Y.; CHEN, L.; KOMARNENI, S.; ZHOU, C. H.; TONG, D. S.; YANG, H. M.; YU, W. H.; WANG, H. Fly ash-based geopolymer: clean production, properties and applications. Journal of Cleaner Production, v. 125, p. 253-267, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.019.


DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-0306a2021id6646

O arquivo PDF selecionado deve ser carregado no navegador caso tenha instalado um plugin de leitura de arquivos PDF (por exemplo, uma versão atual do Adobe Acrobat Reader).

Como alternativa, pode-se baixar o arquivo PDF para o computador, de onde poderá abrí-lo com o leitor PDF de sua preferência. Para baixar o PDF, clique no link abaixo.

Caso deseje mais informações sobre como imprimir, salvar e trabalhar com PDFs, a Highwire Press oferece uma página de Perguntas Frequentes sobre PDFs bastante útil.

Visitas a este artigo: 1186

Total de downloads do artigo: 754