Lightweight high-strength concrete with the use of waste cenosphere as fine aggregate

AUTOR(ES)
FONTE

Matéria (Rio J.)

DATA DE PUBLICAÇÃO

25/11/2019

RESUMO

RESUMO Cenosfera é um sub-produto da combustão do carvão que apresenta interessantes propriedades para ser usado na produção de materiais cimentícios, tais como estrutura oca, baixa densidade, baixa térmica condutividade e notável estabilidade térmica. Além disso, ela mostra reatividade pozolânica na cura térmica. Entretanto, o potencial da cenosfera para o desenvolvimento de materiais de construção únicos não têm sido completamente investigados, permanecendo obscura para plantas de energia e no campo da construção. Este estudo investigou o emprego de cenosfera na substituição parcial à areia para a obtenção de materiais cimentícios de baixo peso. A cenosfera de uma planta de energia Brasileira foi química e fisicamente caracterizada e a viabilidade de seu uso em argamassas e concretos foi investigado. Foi descoberto que a cinza volante da planta de energia é composta de aproximadamente 0,2% de cenosfera. Além disso, a cenosfera exibe tamanho de partícula que varia de 30 a 300 µm e era adequada para uso como agregado fino em concreto. Concretos com 33, 67 e 100% de substituição de agregados finos pela cenosfera de resíduos foram produzidos. Concreto baseado na cenosfera de alto desempenho apresentou resistência de até 70 MPa e densidade tão baixa quanto 1500 kg • m-3. Em comparação com misturas de referência, a aplicação da cenosfera como agregado fino melhorou a resistência específica do concreto de alta resistência, mantendo propriedades mecânicas equivalentes.ABSTRACT Cenosphere is a coal combustion by-product that presents interesting properties to be used in the production of cementitious materials, such as hollow structure, low density, low thermal conductivity and notably thermal stability. In addition, it displays pozzolanic reactivity under thermal curing. However, the cenosphere potential for the development of unique construction materials has not been fully investigated, remaining obscure for both power plants and the construction field. This study investigated the employment of waste cenosphere in partial substitution to sand for the obtainment of high-strength lightweight concrete materials. Cenosphere from a Brazilian power plant was chemically and physically characterized and the feasibility of its use in concretes was investigated. It was discovered that the power plant’s fly ash is composed of approximately 0.2% of cenosphere. In addition, the cenosphere displayed size ranging from 30 to 300 µm and were suitable for use as fine aggregate in concrete. Concrete with 33, 67, and 100% fine aggregate replacement by the waste cenosphere was produced. Cenosphere-based high strength concrete presented strength higher than 70 MPa and density as low as 1500 kg • m-3. Compared to mixes of reference, cenosphere application as fine aggregate improved the specific strength of high-strength concrete while maintaining equivalent mechanical properties.

Documentos Relacionados