Abstract: The objective of this research was to evaluate the physical-mechanical properties of wood-cement boards produced with waste particles of Pinus spp. and sufficient levels of pozzolans to assimilate all Ca(OH)2 produced during the hydration reactions of Portland cement. The pozzolans used were: silica fume, metakaolin, rice husk ash, and calcined ceramic waste. The values of the pozzolans were determined based on the theoretical determination of the Ca(OH)2 content produced by the hydration reactions of Portland cement. The pozzolanic activity index was determined by the modified Chapelle test. The boards were produced through cold compression, and the test specimens were produced and tested for physical and mechanical properties at 28/91 days of curing. The minimum values employed in the Bison® commercial process were used as a reference for the physical-mechanical characterization. The boards produced presented good physical-mechanical properties even with high levels of replacement of cement by pozzolans. These properties were similar to the ones presented by the reference boards, despite the significant reduction in the specific mass of the prototype boards, which demonstrates the technological possibility of the use of these materials in the production of wood-cement boards.

RESUMO O objetivo desta pesquisa foi avaliar a redução da alcalinidade de compósitos cimento-madeira, produzido com cimento Portland e partículas residuais de Pinus spp., em função da substituição gradual do cimento Portland pelas pozolanas sílica ativa (SA) metacaulim (MK), cinza volante (CV), escória de alto-forno (EAF), cinza de casca de arroz (CCA) e resíduo de cerâmica calcinada (RCC). Para tanto, foram produzidos corpos de prova cilíndricos, com diâmetro de 5 cm, com compósitos com 100% de cimento Portland e partículas residuais de Pinus spp., adotados como referência e, com substituições parciais do cimento por 0%, 5%, 10%, 15% e 20% de SA, 0%, 10%, 20%, 30% e 40% de MK, CV, CCA e RCC e 0%, 30%, 40%, 50% e 60% de EAF. O resíduo de Pinus spp. inicialmente passou por pré-tratamento tipo extração em água fria por um período de 24 horas para melhorar a compatibilidade com a matriz cimentícia. Na produção dos compósitos foi utilizado um aditivo superplastificante de 1ª geração, base de lignosulfonatos, naftalenos e melaninas em teores que variaram entre 0% a 7,8% do teor de cimento e das pozolanas utilizadas e cloreto de cálcio bi-hidratado (CaCl2.2H2O) como aditivo acelerador de pega, em teores que variaram entre 0% a 4,5%, calculados em massa em relação ao teor de cimento dos compósitos. Os compósitos ficaram em cura imersa por um período de 91 dias e após esse período foram moídos e adicionados a água deionizada, sendo o pH determinado através da solução de equilíbrio. Em relação ao compósito de Referência, que apresentou pH = 12,67, foram verificadas quedas significativas da alcalinidade dos compósitos estudados, em função da utilização das substituições parciais do cimento Portland, de 10,02% (20% de SA, com 4,5% de CaCl2.2H2O e 4,4% de SP), 12,55% (40% de MK, com 4,5% de CaCl2.2H2O e 7,8% de SP), 5,13% (40% de CV com 4,5% de CaCl2.2H2O), 3,87% (60% de EAF com 4,5% de CaCl2.2H2O), 15,15% (40% de CCA, com 4,5% de CaCl2.2H2O e 4,2% de SP) e 8,29% (40% de RCC, com 4,5% de CaCl2.2H2O e 2,6% de SP).

ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the alkalinity reduction of the wood-cement composites produced with Portland cement and residual particles of Pinus spp., as a function of the gradual replacement of the Portland cement by the pozzolans silica fume (SA) metakaolin (MK), fly ash (CV), blast slag furnace (EAF), rice husk ash (CCA) and calcined ceramic residue (RCC). For this, 5 cm diameter cylindrical specimens were produced with composites wiyh 100% Portland cement and residual Pinus spp. particles, adopted as reference and with partial cement replacements by 0%, 5%, 10%, 15% and 20% of SA, 0%, 10%, 20%, 30% e 40% de MK, CV, CCA e RCC e 0%, 30%, 40%, 50% e 60% de EAF. The Pinus spp. residue initially underwent pre-treatment type extraction in cold water for a period of 24 hours to improve compatibility with the cementitious matrix. In the production of the composites a superplasticizer additive of 1st generation was used, based on lignosulphonates, naphthalenes and melanins in contents ranging from 0.20% to 7.8% of the cement and pozzolan and content and hydrated calcium chloride (CaCl2.2H2O) was used with accelerator additive in amounts ranging from 0% to 4.5% calculated in mass in relation to the cement content of the composites. The composites were immersed for a period of 91 days and after that period were grounded and added to the deionized water, and the pH was determined through the equilibrium solution. Significant reductions in the pH of the composites were determined in relation to the pH value of the reference composite (12.67) of the order of 10.02% (20% de SA, with 4.5% of CaCl2.2H2O and 4.4% of SP), 12.55% (40% de MK, with 4.5% of CaCl2.2H2O and 7.8% of SP), 5.13% (40% of CVwith 4.5% of CaCl2.2H2O), 3.87% (60% of EAF with 4.5% of CaCl2.2H2O), 15.15% (40% of CCA, with 4.5% of CaCl2.2H2O and 4.2%of SP) and 8.29% (40% of RCC, with 4.5% of CaCl2.2H2O and 2.6% of SP).

RESUMO O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da adição de diferentes teores escória de alto-forno à carvão vegetal em compósitos com bambu mossô (Phyllostachys pubescens), identificando o grau de compatibilidade entre esses componentes. O grau de compatibilidade foi determinado através do estudo do calor de hidratação nas primeiras 24 h e pela resistência à compressão axial após 14 dias dos compósitos formados por cimento, biomassa e escória de alto-forno. Os resultados dos ensaios de inibição demonstraram que o percentual de 50% de escória de foi o melhor para a redução da alcalinidade da matriz cimentícia e, consequentemente, aumento da compatibilidade entre a biomassa de bambu e o cimento Portland. Para a resistência à compressão, os teores de 25 a 70% apresentaram melhora desta propriedade, demonstrando, assim, que a adição de escória de alto-forno aumentou a compatibilidade entre o cimento e a biomassa de bambu. Concluindo-se que esta pode ser utilizada para a confecção de compósitos cimento-biomassa vegetal.

ABSTRACT The objective of this research was to evaluate the effect of the addition of different blast furnace slag contents to composite with mosso bamboo (Phyllostachys pubescens), in order to verify the compatibility between biomass, Portland cement and high-oven. The degree of compatibility was determined by the study of the heat of hydration in the first 24 hours and the resistance to axial compression after 14 days of the composites formed by cement, biomass and blast furnace slag. The results of the inhibition tests showed that the 50% percentage of slag was the best for reducing the alkalinity of the cement matrix and, consequently, increasing the compatibility between bamboo biomass and Portland cement. For the compressive strength, the contents of 25 to 70% showed improvement of this property, demonstrating, therefore, that the addition of blast furnace slag increased the compatibility between cement and bamboo biomass. It is concluded that this can be used for the preparation of cement-biomass composites.

RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização do resíduo do desdobro de toras de Pinus spp. em substituição ao agregado miúdo do concreto traço 1:10, utilizado para a produção de blocos para alvenaria estrutural. A avaliação das características físicas (massa específica, índice de vazios e absorção de água) e mecânicas (resistência à compressão e à tração) do concreto foi realizada conforme normas da ABNT. Foram testadas substituições do agregado miúdo por teores de 0, 20, 40, 60, 80 e 100% de resíduo de Pinus spp. in natura, Pinus spp. in natura e com adição de 4,5% de CaCl2.2H2O e resíduo de Pinus spp. pré-tratado com extração em água fria por 48 horas (AF48H). As composições foram inicialmente utilizadas para a produção em laboratório, de corpos de prova cilíndricos de 50 mm, com o uso de um sistema de moldagem por vibrocompressão e posteriormente, para produção de blocos, com os traços otimizados, em máquina vibroprensa. Obtiveram-se resultados satisfatórios com substituições de até 50% do agregado miúdo mineral pelo resíduo de Pinus spp.

ABSTRACT This research was developed with the objective of evaluating the potential use of residues of the production of Pinus spp. sawnwood, as substitution to the fine aggregate of the concrete used for the production of blocks for structural masonry. The evaluation of the physical characteristics (density, porosity and water absorption) and mechanics (compression and tension strength) of the concrete was evaluated in agreement with the ABNT normalization. Substitutions of the fine aggregate were tested by percentages of 0, 20, 40, 60, 80 and100% of residue of Pinus spp. in natura, Pinus spp. in natura and with addition of 4,5% CaCl2.2H2O and residue of Pinus spp. pre-treated with extraction in cold water for 48 hours (AF-48H). The compositions were initially used for the production, in laboratory, of cylindrical specimens of 50 mm diameter, by the use of a molding system for vibrate-compression and later, for producing blocks, with optimized compositions, in vibrate-press commercial machine. Satisfactory results were obtained with substitutions of up to 50% of the mineral fine aggregate for the residue of Pinus spp.

ABSTRACT The purpose of this research was to evaluate the potential use of residues from sawed Pinus spp. wood, in substitution to the fine aggregate of concrete used in the production of blocks for structural masonry. The partial substitution of Portland cement in concrete by silica fume, fly ash and rice husk ash, was also analyzed. The evaluation of the physical and mechanical characteristics of the concrete was determined in agreement with the ABNT normalization. Substitutes to the fine aggregate were tested by tenors of 50% of Pinus spp. residue in natura, and then pre-treated with extraction in cold water for 48 hours. Chemical addictives (superplasticizer and accelerator) were also used. Satisfactory results were obtained with substitutions of 50% of the mineral fine aggregate by the Pinus spp. residue, 10% of silica fume, 5% of fly ash, and 30% of rice husk ash .

RESUMO Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização do resíduo do desdobro de toras de Pinus spp., como substituição ao agregado miúdo do concreto utilizado para a produção de blocos para alvenaria estrutural. A substituição parcial do cimento Portland do concreto por sílica ativa, cinza volante e cinza de casca de arroz foi, também, analisada. A avaliação das características físicas e mecânicas do concreto foi efetuada em conformidade com as normas da ABNT. Foram testadas substituições do agregado miúdo por teores de 50% de resíduo de Pinus spp. in natura e com pré-tratamento tipo extração em água fria por 48 horas. Utilizaramse, ainda, aditivos, como superplastificante e acelerador de pega do cimento. Verificaram-se resultados satisfatórios com substituições de 50% do agregado miúdo mineral pelo resíduo de Pinus spp. e teores de substituição do cimento Portland por 10% de sílica ativa, 5% de cinza volante e 30% de cinza de casca de arroz.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial de utilização do resíduo do desdobro de toras de Pinus spp. e de substituições parciais do cimento Portland por metacaulim de alta reatividade e resíduo de cerâmica calcinada, em compósitos cimento-madeira. As características físicas (massa específica, índice de vazios e absorção de água) e mecânicas (resistência à compressão e a tração) dos compósitos, foram determinadas conforme normas da ABNT. Foram testadas substituições do cimento Portland por teores de 5% a 40% de metacaulim de alta reatividade e 5% a 40% de resíduo de cerâmica calcinada. Em ambos casos foram utilizados, aditivos químicos (CaCl2·2H2O) para acelerar a pega do cimento e superplastificante, a fim de manter inalteradas as características reológicas do compósito. Os resultados demonstraram a viabilidade técnica da utilização do resíduo de Pinus spp. e das substituições parciais do cimento Portland dos compósitos. Os valores otimizados destas substituições foram determinados através de análise multivariada, sendo de 10% para o metacaulim de alta reatividade e de 5% para o resíduo de cerâmica calcinada.

This research was developed with the objective of evaluating the potential use of residues of the production of sown Pinus spp wood and partial substitutions of Portland cement for high performance metakaolin and residue of calcined ceramic in cement-wood composites. The evaluation of the physical characteristics (specific mass, porosity and water absorption) and mechanics characteristics (compression and traction resistances) of the composites were determined in agreement with the ABNT standards. The was levels of substitution to the Portland cement for 5% to 40% of high performance metakaolin and 5% to 40% of residue of calcined ceramic. In both cases additive chemicals (CaCl2·2H2O) to speed up the cure of the cement were used and super-plasticizer to maintain without altering the rheological characteristics of the composite. The results demonstrated the technical viability to the use of the residue of Pinus spp and the for substitutions of the cement Portland in composites, and the optimized levels, obtained through multivariate statistical analysis, were 10% of high performance metakaolin and 5% of residue of calcined ceramic.

Utilización de residuos de Pinus spp, metacaolín de alta reactividad y residuo de cerámica calcinada en compuestos madera-cemento. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el uso potencial del residuo de aserrío de trozas de Pinus spp. y de sustituciones parciales de cemento Portland por metacaolín de alta reactividad y residuo de cerámica calcinada, en compósitos cemento-madera. Las características físicas (densidad, índice de poros y la absorción de agua) y mecánicas (resistencia a la compresión y a tracción) de los compuestos se determinaron con base en las normas ABNT. Fueron evaluadas sustituciones de cemento Portland por niveles de 5% a 40% de metacaolín de alta reactividad y 5% a 40% de residuo de cerámica calcinada. En ambos casos se utilizaron aditivos químicos (CaCl2.2H2O) para acelerar la cura del cemento y super-plastificante para mantener inalteradas las características reológicas del compuesto. Los resultados demostraron viabilidad técnica de la utilización del residuo de Pinus spp. y de las sustituciones del cemento Portland en el compósito. Los valores optimizados fueron determinados a través de análisis multivariado, siendo de 10% de metacaolín de alta reactividad y 5% de residuo de cerámica calcinada.