Experimental characterization of lightweight composites with partial replacements of sand by waste PET particles

Authors

DOI:

https://doi.org/10.46421/euroelecs.v6.7965

Keywords:

lightweight composites, waste PET particles, compressive strength, sustainable development

Abstract

This study presents the development and experimental characterization of lightweight composites with replacement of natural sand by residual polyethylene terephthalate (PET) particles. In addition to the reference mix (without PET), six mixtures were produced and divided into two groups: PET contents of 5%, 10%, and 15% (Group 1); and higher contents of 50%, 60%, and 70% (Group 2). The composites were evaluated for consistency index, physical behavior (total water absorption, specific mass, and void index), and mechanical behavior (compressive strength). The results showed cohesive mixtures with good workability in Group 1, while at Group 2 composites, the high PET contents compromised the cohesion. The PET incorporation led to increased water absorption and void index, as well as a reduction in specific mass, resulting in lighter composites. Despite the decrease in mechanical strength with higher PET content, Group 1 mixtures exceeded the 15 MPa for structural application (RILEM, 1978). In summary, the results highlight the potential of these composites for both structural and non-structural applications, such as partition elements. The study reinforces the feasibility of using plastic waste in civil construction as a strategy for sustainability and circular economy.

Author Biographies

Nathália Pacheco Teixeira, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Architect and Urban Planner graduated from the Federal University of Rio de Janeiro.

M’hamed Yassin Rajiv da Gloria, Universidade Federal do Rio de Janeiro

PhD in Civil Engineering from PEC/COPPE at the Federal University of Rio de Janeiro, with an emphasis on the development and modeling of sandwich panels made with wood-based bioconcretes.

Thiago Melo Grabois, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Professor at the Faculty of Architecture and Urbanism (FAU) and the Graduate Program in Architecture (PROARQ) at UFRJ. PhD in Engineering from COPPE/UFRJ, with a sandwich period at Université Pierre et Marie Curie – Paris 6.

Vivian Karla Castelo Branco Louback Machado Balthar, Universidade Federal do Rio de Janeiro

Holds a degree in Civil Engineering from the Federal University of Espírito Santo (2001), a master’s degree from the Civil Engineering Program at COPPE/UFRJ (2004), and a PhD from the same program (2010). Currently, she is an Associate Professor in the Department of Structures at the Faculty of Architecture and Urbanism of UFRJ (DE/FAU/UFRJ), a Collaborating Professor in the Graduate Program in Design and Heritage at the Faculty of Architecture and Urbanism of UFRJ (PGPP/FAU/UFRJ), and a Full Professor at the Center for Teaching and Research in Materials and Technologies for Low Environmental Impact in Sustainable Construction (NUMATS-POLI/PEC/COPPE/UFRJ). She conducts research on the development and characterization of oil well cementing pastes at LABEST/PEC/COPPE/UFRJ. She is also involved in experimental research on the reuse of solid and fibrous waste as components of cementitious mixtures at NUMATS-POLI/PEC/COPPE/UFRJ.

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Published

14-10-2025

How to Cite

Teixeira, N. P., Gloria, M. Y. R. da, Grabois, T. M., & Balthar, V. K. C. B. L. M. (2025). Experimental characterization of lightweight composites with partial replacements of sand by waste PET particles. Latin American and European Meeting on Sustainable Buildings and Communities, 6(1), 1–10. https://doi.org/10.46421/euroelecs.v6.7965

Issue

Vol. 6 (2025): Encontro Latino-americano e Europeu sobre Edificações e Comunidades Sustentáveis (euroELECS)

Section

Materiais, Técnicas e Sistemas Construtivos Sustentáveis

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Copyright (c) 2025 Latin American and European Meeting on Sustainable Buildings and Communities

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