Evaluation of the physical, mechanical and thermal properties of biocomposites containing rice waste in the natural weathering
DOI:
https://doi.org/10.46421/enarc.v8i00.3682Keywords:
Rice husk, Rice husk ash, BioconcreteAbstract
This work aimed to investigate the influence of the use of wastes from rice industry in the physical, mechanical and thermal properties of bioconcretes in order to reduce environmental impact of their improper disposal and also to reduce mining natural sources generally used in Civil constructions. Bioconcretes were cast with rice husk as aggregate and rice husk ash by Portland cement substitution, which were exposed to environment over 9 months. The following properties were assessed: drying shrinkage, water absorption, compressive and tensile strength and thermal conductivity. The increase in the content of rice hush promoted a gain in the porosity of bioconcretes and also in the absorption as well as a decrease in the compressive strength. Drying shrinkage also have increased. On the other hand, with higher content of rice husk as aggregate, thermal conductivity was improved. This behavior suggests a potential use of bioaggregates to prepare lightweight panels.
References
AMANTINO, G. M. Bioconcretos com resíduos a partir do arroz: análise de desempenho ao longo do tempo. 2021. 164 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil, Faculdade Meridional, Passo Fundo, 2021.
AMANTINO, G.; TIECHER, F.; HASPARYK, N.P.; TOLEDO FILHO, R.D. Comportamento de concretos com baixo teor de casca de arroz como bioagregado. In: 7° Encontro nacional de aproveitamento de resíduos na construção - ENARC, Porto Alegre, RS, 2021. ISBN 978-655983-681-9. DOI: https://doi.org/10.22533/at.ed.81921081124.
ANDREOLA, V. M. Durabilidade ao Intemperismo Natural e ao Ataque Biológico de Bio-concretos de Bambu. 2021. 183 f. Tese (Doutorado) - Curso de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2021.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 12142: Concreto ― Determinação da resistência a tração na flexão de corpos de prova prismáticos. Rio de Janeiro, 2010. 5p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS - ABNT. NBR 9779: Argamassa e concreto endurecidos - Absorção de Água por Capilaridade. Rio de Janeiro, 2011. 10 p.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS - ASTM. C 157: Standard Test Method for Length Change of Hardened Cement Mortar and Concrete, 2017. 6 p.
BEZERRA, C.G.; OLIVEIRA, S.; HASPARYK, N.P.; DA GLORIA, M.Y.R.; SANTOS, D.O.J.; PEREIRA, A.C.; LOUBACK, V.K.C.B.; TOLEDO FILHO, R.D. Rheological characterization of ternary pastes for the development of lightweight rice-husk bio-concretes, Revista Matéria, v. 28, n.1, 2023. DOI: https://doi.org/10.1590/1517-7076-RMAT-2022-0254.
CALDAS, L.; BEZERRA, C.; HASPARYK, N.P.; TOLEDO FILHO, R.D. Bio-concretes and GHG emissions reduction: what the scientific literature says? In: 75th RILEM Annual Week, Mérida, México, 2021a. DOI: 10.1088/1755-1315/1101/2/022026.
CALDAS, L.R.; BEZERRA, C.G.; PITTAU, F.; ARAÚJO, Y.A.; FRANCO, M.; HASPARYK, N.; TOLEDO FILHO, R.D. Development of GHG emissions curves for bio-concretes specification: case study for bamboo, rice husk, and wood shavings considering the context of different countries. In: Proceedings of the 4th International Conference on Bio-based Building Materials, ICBBM-2021, Barcelona, 2021b. ISBN 978-2-35158-229-9. Disponível em: <https://re.public.polimi.it/bitstream/11311/1177879/1/2021_Caldas%20et%20al_ICBBM.pdf>. Acesso em: 02 out. 2023.
CALDAS, L.R.; ARAUJO, A.F.; HASPARYK, N.P.; TIECHER, F.; AMANTINO, G.; TOLEDO FILHO, R.D. Circular economy in concrete production: Greenhouse Gas (GHG) emissions assessment of rice husk bio-concretes. Ibracon Structures and Materials Journal, v. 15, n. 6, 2022. DOI: https://doi.org/10.1590/S1983-41952022000600002.
CEPEA: CENTRO DE ESTUDOS AVANÇADOS EM ECONOMIA APLICADA. PIB do agronegócio brasileiro. São Paulo, 2022. Disponível em: <https://www.cepea.esalq.usp.br/br/pib-do-agronegocio-brasileiro.aspx>. Acesso em: 25 jun. 2023.
CHABANNES, M.; BECQUART, F.; GARCIA-DIAZ, E.; ABRIAK, N.; CLERC, L. Experimental investigation of the shear behaviour of hemp and rice husk-based concretes using triaxial compression. Construction and Building Materials, v. 143, p. 621–632, 15 jul. 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.03.148.
HASPARYK, N.P; DA GLORIA, M. Y.R. Método de Ensaio para a Determinação do Teor de Compensação da Água de Bioagregados (serragem de madeira, partículas de bambu e casca de arroz) empregados como Agregados Leves em Bioconcretos. Instrução Técnica DSBE003-R0. FURNAS, 8 p., 2022.
DA GLORIA, M'Hamed Yassin Rajiv. Comportamento Experimental e numérico de Bioconcretos de madeira e de painéis sanduíches com face em laminados reforçados com fibras longas de sisal. Tese (Doutorado) Curso de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
HABEEB, G.; MAHMUD, H. B. Study on properties of rice husk ash and its use as cement replacement material. Materials Research. [S.L], p. 185-190. mar. 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-14392010000200011.
IBGE: INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRÁFIA E ESTATÍSTICA. Produção Agropecuária. Rio de Janeiro, 2022. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/explica/producao-agropecuaria/>. Acesso em: 25 jun. 2023.
LERMEN, Richard Thomas; FAVARETTO, Patrícia; SILVA, Rodrigo de Almeida; HIDALGO, Gelsa Edith Navarro; TUBINO, Rejane M. C.; TIECHER, Francieli. Effect of Additives, Cement Type, and Foam Amount on the Properties of Foamed Concrete Developed with Civil Construction Waste. Applied Sciences, [S.L.], v. 9, n. 15, p. 2998, 26 jul. 2019. DOI: http://dx.doi.org/10.3390/app9152998.
MAYER, F. D.; HOFFMANN, R.; RUPPENTHAL, J. E. Gestão Energética, Econômica e Ambiental do Resíduo Casca de Arroz em Pequenas e Médias Agroindústrias de Arroz. In: XIII SIMPEP, Bauru. Anais [...]. Bauru 2006. p. 1-11. Disponível em: < https://www.simpep.feb.unesp.br/anais/anais_13/artigos/124.pdf>. Acesso em: 25 jun 2023.
MORAES, A.C.F.Z.; AGUIAR, A.L.D.; SILVA, M.R.T.; BEZERRA, C.G.; DA GLORIA, M.Y.R.; HASPARYK, N.P.; TOLEDO FILHO, R.D. Influence of the use of fly ash and rice husk ash on the fresh state properties of lightweight bio-concretes. In: 75th RILEM Annual Week, Mérida, México, 2021. DOI: 10.3329/jesnr.v9i1.30287.
MURARO, P.; CAMELO, C. O.; DENIS, F. A. Aproveitamento da casca de arroz (CA) no município de Bagé-rs. In: VI SIMPÓSIO DA CIÊNCIA DO AGRONEGÓCIO. Anais [...]. Porto Alegre, 2018. p. 1-10. Disponível em: <https://www.ufrgs.br/cienagro/wp-content/uploads/2018/10/Aproveitamento-da-casca-de-arroz-CA-no-munic%C3%ADpio-de-Bag%C3%A9-RS.pdf>. Acesso em: 25 jun. 2023.
NASCIMENTO, Y.M.G.; BEZERRA, C.G.; MORAES, A.C.F.Z.; GOMES, B.M.C.; SANTOS, D.O.J.; HASPARYK, N.P.; TOLEDO FILHO, R.D. Influence of thermal and alkaline treatments of bamboo aggregates, wood shaving on bio-concretes mechanical properties. In: 75th RILEM Annual Week, Mérida, México, 2021. DOI: https://doi.org/10.3329/jesnr.v9i1.30287.
RAMEZANIANPOUR, A. A.; KHANI, M. Mahdi; AHMADIBENI, Gh. The effect of rice husk ash on mechanical properties and durability of sustainable concretes. International Journal of Civil Engineering. [S.L.], p. 83-91. mar. 2009. Disponível em: . Acesso em: 25 jun. 2023.
SANTOS, Daniela. Oliveira. J. DOS. Desenvolvimento de Painéis Sanduíche Leves com faces en compósitos Cimentícios Reforçados com Fibras Curtas de Sisal e Núcleo em Bioconcreto de Casca de Arroz. Tese (Doutorado) Curso de Engenharia Civil, COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2020.
SILVA, Ana Paula da; JOSÉ, Flávio Januário e BERALDO, Antonio Ludovico. Florianópolis. Estudos para Viabilizar o Uso de Resíduos Agroindustriais em Compósitos à Base de Cimento Portland. In: Congresso brasileiro de ciência e tecnologia em resíduos e desenvolvimento sustentável, Florianópolis: ICTR, 2004. 11 p. Disponível em: < http://apuama.org/estudos-para-viabilizar-o-uso-de-residuos-agroindustriais-em-compositos-a-base-de-cimento-portland/>. Acesso em: 25 jun. 2023.
SILVA, M.R.T.; GOMES, B.M.C.; NASCIMENTO, Y.M.G.; AGUIAR, A.L.D.; DA GLORIA, M.Y.R., TOLEDO FILHO, R.D.; HASPARYK, N.P. Influence of the use of fly ash and rice husk ash on the mechanical bioconcretes. In: 75th RILEM Annual Week, Mérida, México, 2021. DOI: https://doi.org/10.3329/jesnr.v9i1.30287.
SISMAN, C. B.; GEZER, E.; KOCMAN, I. Effects of organic waste (rice husk) on the concrete properties for farm buildings.Bulgarian Journal of Agricultural Science, v. 17, n. 1, p. 40-48, 2011. Disponível em: < http://www.agrojournal.org/17/01-05-11.pdf>. Acesso em: 25 jun. 2023.
TOLEDO FILHO, R. D.; DA GLORIA, M. Y. R.; ANDREOLA, V. M. Durability of bio-based building materials. Academic Journal of Civil Engineering, v. 37, n. 2, p. 438-443, 2019. DOI: DOI: https://doi.org/10.26168/icbbm2019.63.
TOLEDO FILHO, R.; GHAVAMI, K.; SANJUÁN, M.A.; ENGLAND, G.L. Free restrained and drying shrinkage of cement mortar composites reinforced with vegetable fibers. Cement and concrete composites, v. 27, n. 5, p. 537-546, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.09.005
YUZER, N.; CINAR, Z.; AKOZ, F.; BIRICIK, H.; GURKAN, Y.; KIZILKANAT, A. Influence of raw rice husk addition on structure and properties of concrete. Construction and Building Materials, v. 44, p. 54-62, 2013. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.02.070
ZUCCO, Loris L. Estudo da viabilidade de fabricação de placas de compósitos à base de cimento e casca de arroz. 1999. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Agrícola, Faculdade de Engenharia Agrícola, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 1999.
