Amanda Lorena Dantas de Aguiar
Título
ESTABILIDADE TÉRMICA E REAÇÃO AO FOGO DO BIO-CONCRETO DE MADEIRA
Orientador(es)
Daniel Andrés Rodriguez
Resumo
Os bio-concretos de madeira (BCM) apresentam-se como uma solução para o avanço da construção sustentável, uma vez que permitem a reutilização da serragem gerada no processamento da madeira e estocam carbono biogênico no seu interior. Entretanto, pouco se conhece sobre o comportamento deste material sob altas temperaturas e sua reação ao fogo. Este trabalho tem por objetivo avaliar a estabilidade térmica dos BCMs ao se submeter os mesmos a temperaturas que variaram de 22 ºC até 250 ºC, bem como avaliar suas propriedades de reação ao fogo. Ensaios de densidade, resistência à compressão uniaxial e microscopia eletrônica de varredura foram realizados em BCMs com teores de biomassa de 40, 50 e 60%, antes e após a submissão das amostras às elevadas temperaturas. Ensaios de condutividade térmica foram realizados nas mesmas misturas apenas a temperatura ambiente. Tratamentos alcalino e térmico foram estudados na biomassa para garantir o ganho de resistência dos bio-concretos com o tempo, tendo a imersão da biomassa em solução de Ca(OH)2 em dois ciclos se mostrado mais eficiente.
O cone calorímetro de perda de massa foi utilizado para a análise das propriedades de combustão e reação ao fogo do BCM com teores de biomassa variando de 40 a 70%. A condutividade térmica, densidade e resistência à compressão do bio-concreto diminuíram gradualmente com o aumento do teor de biomassa. Até a temperatura de 200 oC foram observadas reduções de resistência e densidades inferiores a 19% e 13% respectivamente.
Aos 250 oC as reduções nas propriedades mecânicas atingiram 87%. Apesar de se utilizar frações volumétricas de biomassa de até 70%, os bio-concretos não apresentaram ignição.
Abstract
Wood bioconcretes (WBC) are presented as a solution for the advancement of sustainable construction, since they allow the reuse of waste generated in the wood processing and store biogenic carbon inside. However, the behavior of this material under high temperatures and its reaction to fire properties are barely known. This work aims to evaluate the thermal stability of WBCs and to submit them to temperatures ranging from 22 ºC to 250 ºC, as well as to evaluate their reaction to fire properties. Density, compressive strength and scanning electron microscopy tests were performed in WBCs with biomass contents of 40, 50 and 60%, before and after submitting the variables to high temperatures. Thermal conductivity tests were performed on the same mixtures only at room temperature. Alkaline and thermal treatments were studied in the biomass to guarantee the resistance gain of the bioconcrete over time, with the immersion of the biomass in Ca(OH)2 solution in two cycles being more efficient. The mass loss cone calorimeter was used to analyze the combustion and fire reaction properties of WBC with biomass contents ranging from 40 to 70%. The thermal conductivity, density and compressive strength of bioconcrete gradually decreased with an increase in the biomass content. Up to 200 ºC, reductions in strength and densities of less than 19% and 13%, respectively, were observed. At 250 ºC, reductions in mechanical properties reached 87%.
Despite using up to 70% volumetric biomass fractions, bioconcretes did not present ignition.
