Thomas Schatzmayr Welp Sá
Resumo
Os bioconcretos são compósitos produzidos a partir de agregados de origem vegetal e um ligante hidráulico ou aéreo. Quando este ligante é o cimento, os bioconcretos, convencionalmente produzidos, apresentam um desafio com relação ao seu impacto ambiental, devido ao elevado consumo de cimento. Visando obter um material mais sustentável, este estudo propõe substituir parcialmente a matriz cimentícia por solo, em bioconcretos cujos agregados eram as partículas de bambu. A escolha do solo motivou-se pelo fato que é um material abundante e de baixo impacto ambiental. O segundo objetivo da incorporação do solo nos bioconcretos é relacionado à capacidade do material de promover conforto termo-hígrico para ambientes internos. Com isso, nesse trabalho, foi investigada a influência da substituição da matriz por 10%, 15% e 20% de solo nas propriedades mecânicas, termo-hígricas e ambientais de bioconcretos contendo 35%, 40% e 45% de bambu. Para isso, foram realizados estudos de hidratação, de resistência à compressão e flexão, ensaios de caracterizações físicas e termohígricas, assim como a quantificação da pegada de carbono do material através da avaliação de ciclo de vida. Foi observado que o solo atuou como um filler, acelerando a hidratação através de efeitos de nucleação e diluição. As maiores resistências mecânicas foram observadas nas misturas de referência, para a fração volumétrica de bambu de 35%, e para os teores de solo de 10% e 15%, para a fração volumétrica de 45%. A inserção do solo permitiu que o bioconcreto trocasse mais umidade com o ambiente, e aumentou a permeabilidade ao vapor de água. Em termos ambientais, o uso do solo possibilitou a redução do consumo dos materiais cimentícios e, consequentemente, da pegada de carbono.
Abstract
Bioconcretes are composites produced from bio-based aggregates and a hydraulic or nonhydraulic binder. When this binder is cement, the conventionally produced bioconcretes present a challenge regarding their environmental impact, due to the high consumption of cement. Aiming to obtain a more sustainable material, this study proposes to partially substitute the cementitious matrix by soil, in bioconcretes with bamboo particles as aggregates. The reason for choosing soil was that it is an abundant material with low environmental impact. The second objective of the incorporation of soil in bioconcretes is related to the material's ability to promote hygrothermal comfort for indoor environments. In this work, the influence of the matrix replacement by 10%, 15% and 20% of soil on the mechanical, hygrothermal and environmental properties of bioconcretes containing 35%, 40% and 45% of bamboo was investigated. For this purpose, studies of hydration, compressive and flexural strength, physical and hygrothermal characterization tests, as well as quantification of the material's carbon footprint were performed through life cycle assessment. It was observed that the soil acted as a filler, accelerating hydration through both nucleation and dilution effects. The highest mechanical strengths were observed in the reference mixtures, for the bamboo volume fraction of 35%, and the mixtures with 10% and 15% soil content, for the volume fraction of 45%. The incorporation of soil allowed the bioconcrete to exchange more moisture with the environment, and increased water vapor permeability. In environmental aspects, the use of soil made it possible to reduce the consumption of cementitious materials and, consequently, the carbon footprint.
