USE OF WOOD RESIDUES OF Pinus spp. FOR SUBSTITUTION TO THE FINE AGGREGATE IN THE PRODUCTION OF CONCRETE BLOCKS FOR STRUCTURAL MASONRY

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.

Keywords:
residue of Pinus spp.; concrete blocks; structural masonry

Authorship

Adauto José Miranda de Lima

Engenheiro Florestal, Dr., Professor do Departamento de Construção Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Rua Dep. Heitor de Alencar Furtado, 4900, CEP 81280-340, Curitiba (PR), Brasil. adautojm@utfpr.edu.brUniversidade Tecnológica Federal do ParanáBrazilCuritiba, PR, BrazilEngenheiro Florestal, Dr., Professor do Departamento de Construção Civil, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Rua Dep. Heitor de Alencar Furtado, 4900, CEP 81280-340, Curitiba (PR), Brasil. adautojm@utfpr.edu.br

Setsuo Iwakiri

Engenheiro Florestal, Dr., Professor do Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, Av. Lothário Meissner, 632, CEP 80210-170, Curitiba (PR), Brasil. setsuo@ufpr.brUniversidade Federal do ParanáBrazilCuritiba, PR, BrazilEngenheiro Florestal, Dr., Professor do Departamento de Engenharia e Tecnologia Florestal, Universidade Federal do Paraná, Av. Lothário Meissner, 632, CEP 80210-170, Curitiba (PR), Brasil. setsuo@ufpr.br

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FIGURA 1:
Características do concreto com substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura (PN), Pinus spp. in natura e com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O (PNCC) e Pinus spp. com extração em água fria por 48h com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O (APAFCC).

FIGURE 1:
Characteristics of concrete with substitution of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp. in natura (PN), Pinus spp. in natura with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O (PNCC) and Pinus spp. with extraction in cold water for 48 hours with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O (APAFCC).

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FIGURA 2:
Exemplos de trincas em blocos devido à velocidade de desforma.

FIGURE 2:
Examples of split in blocks due to defaced speed.

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FIGURA 3:
Evolução da resistência à compressão com a idade: Ref T 1:10 - blocos de referência de concreto convencional Traço 1:10, 50PN blocos com substituição de 50% do agregado miúdo mineral por Pinus spp. in nature, 50PNCC - blocos com substituição de 50% do agregado miúdo mineral por Pinus spp. in nature + 4,5% de CaCl₂.2H₂O, 50PAFCC - blocos com substituição de 50% do agregado miúdo mineral por Pinus spp. com extração em água fria por 48 h + 4,5% de CaCl₂.2H₂O.

FIGURE 3:
Evolution of compression strength with ages. Ref T 1:10 - referential blocks of conventional concrete T 1:10, 50PN - blocks with 50% substitution of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp. in nature, 50PNCC blocks with 50% substitution of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp. in nature with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O, 50PAFCC blocks with 50% substitution of conventional fine aggregate by residue of and Pinus spp. with extraction in cold water for 48 hours with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O.

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TABELA 1:
Características do resíduo de Pinus spp. e dos agregados minerais convencionais.

TABLE 1
Characteristics of the residues of Pinus spp. and the conventional mineral aggregates.

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TABELA 2:
Composição para o concreto traço 1:10 em massa (1m³ de concreto).

TABLE 2
Composition for concrete 1:10 in mass (1m³ of concrete).

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TABELA 3:
Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.

TABLE 3
Substitution of conventional fine aggregate by residues of Pinus spp. in natura in the concrete for blocks 1:10 - physical and mechanical characteristics.

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TABELA 4:
Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.

TABLE 4
Substitution of conventional fine aggregate by residues of Pinus spp. in natura with addition of4,5% of CaCl₂.2H₂O in the concrete for blocks 1:10 physical and mechanical characteristics.

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TABELA 5:
Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. AF48H com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.

TABLE 5
Substitution of conventional fine aggregate by residues of Pinus spp. AF-48H with addition of4,5% of CaCl₂.2H₂O in concrete for blocks 1:10 - physical and mechanical characteristics.

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TABELA 6:
Concreto para blocos traço 1:10 com substituição de 50% do agregado miúdo convencional por resíduo de Pinus spp. - expectativa de valores para resistência e características físicas.

TABLE 6
Concrete for blocks 1:10 with substitution of 50% of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp.- expectation of values for resistance and physical characteristics.

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TABELA 7:
Concreto para blocos traço 1:10 com substituição de 50% do agregado miúdo convencional por resíduo de Pinus spp. - características físicas.

TABLE 7
Concrete for blocks 1:10 with substitution of 50% of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp.- physical characteristics

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TABELA 8:
Características físicas dos blocos protótipos.

TABLE 8
Physical characteristics of prototype blocks.

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TABELA 9:
Características mecânicas dos blocos protótipos.

TABLE 9
Mechanical characteristics of prototype blocks.

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TABELA 10:
Condutividade térmica do concreto dos blocos.

TABLE 10
Thermal conductivity of concrete of blocks.

FIGURA 1: Características do concreto com substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura (PN), Pinus spp. in natura e com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O (PNCC) e Pinus spp. com extração em água fria por 48h com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O (APAFCC).
FIGURE 1: Characteristics of concrete with substitution of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp. in natura (PN), Pinus spp. in natura with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O (PNCC) and Pinus spp. with extraction in cold water for 48 hours with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O (APAFCC).

FIGURA 2: Exemplos de trincas em blocos devido à velocidade de desforma.
FIGURE 2: Examples of split in blocks due to defaced speed.

FIGURA 3: Evolução da resistência à compressão com a idade: Ref T 1:10 - blocos de referência de concreto convencional Traço 1:10, 50PN blocos com substituição de 50% do agregado miúdo mineral por Pinus spp. in nature, 50PNCC - blocos com substituição de 50% do agregado miúdo mineral por Pinus spp. in nature + 4,5% de CaCl₂.2H₂O, 50PAFCC - blocos com substituição de 50% do agregado miúdo mineral por Pinus spp. com extração em água fria por 48 h + 4,5% de CaCl₂.2H₂O.
FIGURE 3: Evolution of compression strength with ages. Ref T 1:10 - referential blocks of conventional concrete T 1:10, 50PN - blocks with 50% substitution of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp. in nature, 50PNCC blocks with 50% substitution of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp. in nature with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O, 50PAFCC blocks with 50% substitution of conventional fine aggregate by residue of and Pinus spp. with extraction in cold water for 48 hours with addition of 4,5% of CaCl₂.2H₂O.

TABELA 1: Características do resíduo de Pinus spp. e dos agregados minerais convencionais.
TABLE 1 Characteristics of the residues of Pinus spp. and the conventional mineral aggregates.

TABELA 1: Características do resíduo de Pinus spp. e dos agregados minerais convencionais.

TABELA 2: Composição para o concreto traço 1:10 em massa (1m³ de concreto).
TABLE 2 Composition for concrete 1:10 in mass (1m³ of concrete).

TABELA 2: Composição para o concreto traço 1:10 em massa (1m³ de concreto).

TABELA 3: Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.
TABLE 3 Substitution of conventional fine aggregate by residues of Pinus spp. in natura in the concrete for blocks 1:10 - physical and mechanical characteristics.

TABELA 3: Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.

TABELA 4: Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.
TABLE 4 Substitution of conventional fine aggregate by residues of Pinus spp. in natura with addition of4,5% of CaCl₂.2H₂O in the concrete for blocks 1:10 physical and mechanical characteristics.

TABELA 4: Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. in natura com adição de 4,5% de CaCl2.2H2O no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.

TABELA 5: Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. AF48H com adição de 4,5% de CaCl₂.2H₂O no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.
TABLE 5 Substitution of conventional fine aggregate by residues of Pinus spp. AF-48H with addition of4,5% of CaCl₂.2H₂O in concrete for blocks 1:10 - physical and mechanical characteristics.

TABELA 5: Substituição do agregado miúdo convencional pelo resíduo de Pinus spp. AF48H com adição de 4,5% de CaCl2.2H2O no concreto para blocos traço 1:10 - características físicas e mecânicas.

TABELA 6: Concreto para blocos traço 1:10 com substituição de 50% do agregado miúdo convencional por resíduo de Pinus spp. - expectativa de valores para resistência e características físicas.
TABLE 6 Concrete for blocks 1:10 with substitution of 50% of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp.- expectation of values for resistance and physical characteristics.

TABELA 6: Concreto para blocos traço 1:10 com substituição de 50% do agregado miúdo convencional por resíduo de Pinus spp. - expectativa de valores para resistência e características físicas.

TABELA 7: Concreto para blocos traço 1:10 com substituição de 50% do agregado miúdo convencional por resíduo de Pinus spp. - características físicas.
TABLE 7 Concrete for blocks 1:10 with substitution of 50% of conventional fine aggregate by residue of Pinus spp.- physical characteristics

TABELA 7: Concreto para blocos traço 1:10 com substituição de 50% do agregado miúdo convencional por resíduo de Pinus spp. - características físicas.

TABELA 8: Características físicas dos blocos protótipos.
TABLE 8 Physical characteristics of prototype blocks.

TABELA 8: Características físicas dos blocos protótipos.

TABELA 9: Características mecânicas dos blocos protótipos.
TABLE 9 Mechanical characteristics of prototype blocks.

TABELA 9: Características mecânicas dos blocos protótipos.

TABELA 10: Condutividade térmica do concreto dos blocos.
TABLE 10 Thermal conductivity of concrete of blocks.

TABELA 10: Condutividade térmica do concreto dos blocos.

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