Influence of Cellulose Pulp Waste in Plastering Mortar

Abstract:

The objective of the present study was to assess the properties of plastering mortar that uses cellulose pulp waste as absorbent material. Waste was characterized by thermogravimetric analysis (TGA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD, and absorption of aqueous solutions with pH variations. The incorporation of 0.5%, 1% and 1.5% of waste in a plastering mortar prepared with Portland cement, lime and sand (1:1:6) was proved viable. Mortars were analyzed and compared with a control mortar. The properties of fresh mortars analyzed were: consistency index, squeeze-flow, incorporated air, water retention and density. The properties of hardened mortars analyzed were (after 28 days): tensile resistance on flexural stress, compression strength, density, absorption by capillarity and capillarity coefficient, total water absorption, void index, specific weight and linear retraction. The addition of waste resulted in improved mechanical properties, compared to the control mortar. An increase of 4% was observed in tensile resistance on flexural stress, and of 7% in compression strength for the mortar prepared with 1.5% cellulose pulp.

• Periodical: Key Engineering Materials (Volume 634)
• Pages: 222-234
• DOI: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.634.222
• Online since: December 2014
• Authors: Leandro Martins Gomes*, Angélica Aroche, Maurício Schafer, Rodrigo Erhart, Carlos Alberto Mendes Moraes, Tatiana Louise Avila de Campos Rocha, Feliciane Andrade Brehm
• Keywords: Cellulose Pulp, Plastering Mortar, Waste Addition

References

[1] V. M. John, S. C. Ângulo, Metodologia para desenvolvimento de reciclagem de resíduos, in: J. C. Rocha, V. M. John (Eds. ), Coletânea Habitare - Utilização de Resíduos na Construção Habitacional, ANTAC, Porto Alegre, 2003, pp.8-71.

DOI: 10.11606/t.3.2000.tde-27072022-082553

[2] M.M. Tashima. Highly reactive rice husk ash: a production method, physicochemical characterization, and behavior in Portland cement, dissertation, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, (UNESP), Ilha Solteira, São Paulo, Brazil, 2006. [In Portuguese. ].

DOI: 10.21475/ajcs.2016.10.11.pne183

[3] G.C. Santana, Characterization and viability of composite polyvinyl hydrogels. Atapulgite in drug release systems, MSc Dissertation, Núcleo de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Sergipe, Aracajú, Sergipe, (2012).

DOI: 10.7198/geintec.v10i4.1493

[4] R.R.C. Leiva, P.M. Crnkovic, A.M. Santos, Thermogravimetry as a method to determine activation energy in the combustion of oil fuels, Química Nova 29 (2006) 940 – 946. [In Portuguese. ].

[5] I.A.T. Razera, Lignocellulose fibers as a reinforcing agente of a phenolic and lignophenolic matrix, PhD Dissertation, Instituto de Química São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, São Paulo, Brazil, 2006. [In Portuguese. ].

DOI: 10.11606/9786587156095

[6] P.C. Miléo, Applications of sugarcane cellulose: Production of bleaches cellulose and of polyurethane biocomposite compounds from castor oil (Ricinus Communis L. ), MSc Dissertation, Departamento de Biotecnologia, Escola de Engenharia de Lorena, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil, (2011).

DOI: 10.11606/9786587156095

[7] R. Morrison, R. Boyd, Química Orgânica, 15th ed, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, (2009).

[8] T.C. Kumm, Influence of superabsorbent polymers in the properties of Portland cement materials, Dissertation, Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil (PPGEC), Universidade Federal de Santa Catarina UFSC, Santa Catarina, 2012. [In Portuguese. ].

DOI: 10.29183/2596-237x.ensus2023.v11.n1.p195-205

[9] K.P. Santos, I. D. T. F. Gonçalves, I. Crescêncio, Application of superabsorbent polymer as waterproofing agent in the construction sector. Proceedings of the Research Seminar on Innovation of Rede Norte e Nordeste de Educação Tecnológica. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia – Alagoas / Campus Palmeira dos Índios Belém, Pará, Brazil, 2009. [In Portuguese. ].

DOI: 10.11606/9788575064108

[10] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. (Brazilian standard) NBR NM 52, Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro, (2009).

DOI: 10.1590/s1517-707620210003.13025

[11] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 45, Agregados - Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro, (2006).

[12] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 248: Agregados - Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, (2003).

[13] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11578, Cimento Portland Composto. Rio de Janeiro, (1991).

[14] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 23: Cimento portland e outros materiais em pó - Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, (2001).

[15] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 76: Cimento Portland - Determinação da finura pelo método de permeabilidade ao ar (Método de Blaine). Rio de Janeiro, (1998).

DOI: 10.1590/s0100-06832009000600003

[16] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 11579, Cimento Portland — Determinação do índice de finura por meio da peneira 75 μm (nº 200). Rio de Janeiro, (2013).

[17] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7215, Cimento Portland - Determinação da resistência à compressão. Rio de Janeiro, (1997).

[18] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR NM 65: Cimento Portland - Determinação do tempo de pega. Rio de Janeiro, (2003).

[19] Information on http: /www. cimentoitambe. com. br/relatorios-de-ensaio/?pro=368&chave=2013-10.

[20] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7175, Cal hidratada para argamassas - Requisitos. Rio de Janeiro, (2003).

[21] Information on http: /hidracal. blogspot. com. br.

[22] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13276, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – preparo da mistura e determinação do índice de consistência. Rio de Janeiro, (2005).

DOI: 10.1590/s1517-707620210003.13039

[23] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15261, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação da variação dimensional (retração ou expansão linear). Rio de Janeiro, (2005).

[24] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15839, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – caracterização reológica pelo método squeeze-flow. Rio de Janeiro, (2010).

[25] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13278, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – determinação da densidade de massa e do teor de ar incorporado. Rio de Janeiro, (2005).

[26] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13277, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da retenção de água. Rio de Janeiro, (2005).

[27] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13279, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da resistência à tração na flexão e à compressão. Rio de Janeiro, (2005).

[28] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13280, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da densidade de massa aparente no estado endurecido. Rio de Janeiro, (2005).

DOI: 10.11606/d.3.2020.tde-10122020-105457

[29] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15259, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos - Determinação da absorção de água por capilaridade e do coeficiente de capilaridade. Rio de Janeiro, (2005).

DOI: 10.5102/pic.n2.2016.5493

[30] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9778, Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica. Rio de Janeiro, (2009).

[31] C. Pereira, A. Martins, P. Faria, R. Fangueiro. Evaluation of the introduction of textile waste in mortars, Proceedings of the 4th Portuguese Seminar on Mortars and ETICS, Coimbra, Portugal, 2012. [In Portuguese. ].

[32] D.N.S. Hon, Cellulose, a random-walk along its historical path, Cellulose 1 (1994) 1-25.

DOI: 10.1007/bf00818796

[33] G.K. Lopes, R. O. Nasser, C.T. Andrade, C.X. Silva, Capacity to swell and structural characteristics of superbsorbent biopolymer/clay, Proceedings of the 9th Brazilian Seminar on Polymers, Campina Grande, Paraíba 2007. [In Portuguese. ].

[34] J. Cao, Y. Tan, Y. Che, Q. Ma, Fabrication and properties of superabsorbent complex gel beads composed of hydrolyzed polyacrylamide and chitosan, J Appl Polym Sci 116 (2010) 3338–3345.

DOI: 10.1002/app.31796

[35] V. R. Botaro, V. Alvarenga, Cellulose superabsorbent hydrogels modified by BTDA dianhydride, Polímeros: Cência e Tecnologia, 19 (2009) 278-284.

[36] S. Pan, A.J. Ragauskas, Preparation of superabsorbent cellulosic hydrogels. Carbohydr Polym 87 (2012) 1410-1418.

DOI: 10.1016/j.carbpol.2011.09.031

[37] A.A. Rodrigues, Evaluation of polyvinyl alcohol hydrogel associated to two different carbon nanoparticles implanted in osteocondrial defects in Wistar rats, PhD Dissertation, Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Campinas, São Paulo, Brazil, 2011. [In Portuguese. ].

DOI: 10.14295/2596-2221.xviceel.2018.244

[38] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13281, Argamassa para assentamento e revestimento de paredes e tetos – requisitos. Rio de Janeiro, (2005).

[39] M. Oliveira, P. Gleize, H. Roman, Influence of polypropylene fibers in mortars, Proceedings of the V Brazilian Mortar Technology Symposium, ANTAC, São Paulo, 2003. [In Portuguese. ].

[40] J.E.L. Siqueira, Use of natural and synthetic fibers in plastering mortars: a comparative performance study, MSc Dissertation, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil Universidade Federal Santa Catarina. Santa Catarina, Brazil, 2006. [In Portuguese. ].

DOI: 10.5007/2177-5230.2010v26n50p215

[41] R.P. Silva, M.M.S.B. Barros, V.M. John, Influence of the mixing method in the production of mortars with fiber, Proceedings of the Brazilian Mortar Technology Symposium, Belo Horizonte, Minas Gerais, Brazil, 2011. [In Portuguese. ].

[42] R. Silva. Mortars supplemented with polypropylene fibers: a study on the rheological and mechanical behavior, MSc Dissertation, Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil, 2006. [In Portuguese. ].

DOI: 10.11606/9786589190103

[43] R. Monte, M. Barros, A. Figueiredo, Evaluation of the influence of polypropylene fibers in the resistance and adherence of plastering mortars, Proceedings of the 4th Portuguese Seminar on Mortars and ETICS, Coimbra, Portugal, 2012. [In Portuguese. ].

[44] C. Freitas, Plastering mortars with fine rock aggregates in the greater Curitiba area: properties of fresh and hardened state, MSc Dissertation, Programa de Pós-Graduação em Construção Civil, Universidade Federal do Pará, Brazil, 2010. [In Portuguese. ].

DOI: 10.31419/issn.2594-942x.v62019i3a6jvtca

[45] K. Joseph, E.S. Medeiros, L.H. Carvalho, Polyester matrix composites reinforced by short sisal fibers, Polímeros: Ciência e Tecnologia 9 (1999) 136-140. [In Portuguese. ].

[46] M.A.S. Anjos, K. Ghavami, N.P. Barbosa. The use of bamboo pulp as a reinforcing agent in cement, Inter American Conference on Non-Conventional Materials and Technologies in the Eco-Construction and Infrastructure IAC-NOCMAT, João Pessoa, Brazil, 2003. [In Portuguese. ].