Viabilidade do emprego de cinza de casca de arroz natural em concreto estrutural. Parte I: propriedades mecânicas e microestrutura

Isaia, Geraldo Cechella; Gastaldini, Antonio Luiz Guerra; Meira, Leticia; Duart, Marcelo; Zerbino, Raul

doi:10.1590/S1678-86212010000100007

Resumos

A casca de arroz, para ser utilizada em concreto estrutural, necessita de queima com temperatura controlada e de moagem prévia para lhe conferir maior reatividade pozolânica. Este trabalho discute o emprego da cinza de casca de arroz (CCA) natural e residual, queimada sem controle de temperatura e sem moagem, de forma a simplificar o processamento da CCA e ampliar seu uso em concretos convencionais, em locais próximos onde é produzido, Estudou-se a sequência de colocação e o tempo de mistura dos materiais na betoneira, para obtenção do melhor desempenho da automoagem no tambor. Foram testadas misturas de concreto de referência com cimento Portland e com 15% e 25% de substituição de cimento, em massa, por CCA natural e moída. Foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, tração por compressão diametral, módulo de elasticidade, retração total, porosimetria por intrusão de mercúrio, água quimicamente combinada e MEV. A análise dos resultados revela a viabilidade da substituição de 15% de cimento por CCA natural, com perda não significativa de resistência à tração e módulo de elasticidade a 28 dias, com recuperação total a 91 dias, para concretos com resistências à compressão entre 25 MPa e 40 MPa.

Cinza; Casca de arroz; Propriedades mecânicas; Microestrutura

Rice husk needs to be burnt at controlled temperatures and be ground to increase its pozzolanic reactivity, in order to be used in structural concrete. This article examines the use of natural and residual rice husk ash (RHA) burnt without temperature control and without grinding, aiming to simplify the processing of rice husk ash and increase its use in conventional concretes, closed to the location where RHA is produced. This study investigated the order in which materials are added to the mixture and at mixing times so as to obtain better self-grinding performance inside of the drum. Reference concrete mixtures with Portland cement and with 15% and 25% cement mass replacement by natural and ground RHA were tested. The following tests were performed: axial compression strength, tensile strength by diametral compression, elasticity modulus determination, total shrinkage, mercury intrusion porosimetry, chemically combined water and SEM. The analysis of the results indicates the feasibility of replacing 15% cement by natural RHA, without significant loss of tensile strength and elasticity modulus at 28 days, with total recovery at 91 days for concretes with compression strength between 25 and 40 MPa.

Ash; Rice husk; Mechanical properties; Microstructure

ARTIGOS

Viabilidade do emprego de cinza de casca de arroz natural em concreto estrutural. Parte I: propriedades mecânicas e microestrutura

The feasibility of using natural rice husk ash in structural concrete. Part I: mechanical properties and microstructure

Geraldo Cechella Isaia^I; Antonio Luiz Guerra Gastaldini^II; Leticia Meira; Marcelo Duart^III; Raul Zerbino^IV; Geraldo Cechella Isaia^V

^IDepartamento de Estruturas e Construção Civil, Centro de Tecnologia. Universidade Federal de Santa Maria. RS 509 Km 9. Cidade Universitária, Camobi. Santa Maria - RS - Brasil. CEP 97119-900. Tel.: (55) 220-8144. E-mail: gisaia@terra.com.br

^IIDepartamento de Estruturas e Construção Civil, Centro de Tecnologia. Universidade Federal de Santa Maria. E-mail: gastaldini@pq.cnpq.br

^IIIPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Maria. E-mail engleticiameira@yahoo.com.br

^IVPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil. Universidade Federal de Santa Maria. E-mail: marceloduart@yahoo.com.br

^VLaboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario para la Investigación Tecnológica. Avenida 52 entre 121 e 122, s/nº. La Plata - Província de Buenos Aires - Argentina. E-mail: zerbino@unlp.edu.ar

RESUMO

A casca de arroz, para ser utilizada em concreto estrutural, necessita de queima com temperatura controlada e de moagem prévia para lhe conferir maior reatividade pozolânica. Este trabalho discute o emprego da cinza de casca de arroz (CCA) natural e residual, queimada sem controle de temperatura e sem moagem, de forma a simplificar o processamento da CCA e ampliar seu uso em concretos convencionais, em locais próximos onde é produzido, Estudou-se a sequência de colocação e o tempo de mistura dos materiais na betoneira, para obtenção do melhor desempenho da automoagem no tambor. Foram testadas misturas de concreto de referência com cimento Portland e com 15% e 25% de substituição de cimento, em massa, por CCA natural e moída. Foram realizados ensaios de resistência à compressão axial, tração por compressão diametral, módulo de elasticidade, retração total, porosimetria por intrusão de mercúrio, água quimicamente combinada e MEV. A análise dos resultados revela a viabilidade da substituição de 15% de cimento por CCA natural, com perda não significativa de resistência à tração e módulo de elasticidade a 28 dias, com recuperação total a 91 dias, para concretos com resistências à compressão entre 25 MPa e 40 MPa.

Palavras-chave: Cinza. Casca de arroz. Propriedades mecânicas. Microestrutura.

ABSTRACT

Rice husk needs to be burnt at controlled temperatures and be ground to increase its pozzolanic reactivity, in order to be used in structural concrete. This article examines the use of natural and residual rice husk ash (RHA) burnt without temperature control and without grinding, aiming to simplify the processing of rice husk ash and increase its use in conventional concretes, closed to the location where RHA is produced. This study investigated the order in which materials are added to the mixture and at mixing times so as to obtain better self-grinding performance inside of the drum. Reference concrete mixtures with Portland cement and with 15% and 25% cement mass replacement by natural and ground RHA were tested. The following tests were performed: axial compression strength, tensile strength by diametral compression, elasticity modulus determination, total shrinkage, mercury intrusion porosimetry, chemically combined water and SEM. The analysis of the results indicates the feasibility of replacing 15% cement by natural RHA, without significant loss of tensile strength and elasticity modulus at 28 days, with total recovery at 91 days for concretes with compression strength between 25 and 40 MPa.

Keywords: Ash. Rice husk. Mechanical properties. Microstructure.

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Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq-Programa PROSUL, pelo apoio financeiro para a realização desta pesquisa, e à CAPES, FAPERGS e CNPq, pelas bolsas ofertadas.

Recebido em 15/07/09

Aceito em 06/11/09

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BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11578: cimento portland composto. Rio de Janeiro, 1991.
BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12653: materiais pozolânicos. Rio de Janeiro, 1992.
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Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
06 Set 2013
Data do Fascículo
Mar 2010

Histórico

Aceito
06 Nov 2009
Recebido
15 Jul 2009

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[17] GUEDERT, L. O. Estudo da Viabilidade Técnica e Econômica do Aproveitamento da Cinza de Casca de Arroz como Material Pozolânico 1989. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 1989.

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