Behavior of the self-compacting mortar with sugarcane bagasse ash in the fresh and hardened state

Abstract

Self-compacting concrete (SCC) is a material with high workability and moderate viscosity when compared to conventional concrete. Due to its advantages, the SCC has been investigated in the last decades and the research studies the use of new components in its structure and the search for the improvement of its performance, both in the fluid and in the hardened state. The goal of this study was to evaluate the behavior of self-compacting mortars with limestone filler and with the addition of sugarcane bagasse ash (SBA) partially replacing the small aggregate. To reach this goal, initially, a rate of replacement of natural sand by SBA was set. Afterwards, slump-flow and funnel-V tests were carried out in order to check the behavior of the mortars in the fresh state. After checking the behavior of the mortars in their fresh state, the different mix proportions that achieved the best aspects of fluidity and viscosity was selected, and, for self-compacting mortars, specimens were molded to determine tensile strength at 28 days, and compressive strength at 7 and 28 days. The experimental analyses demonstrated an increase in viscosity and reduction in fluidity with increasing content of limestone filler, facilitating the obtaining of self-compacting mortars. Regarding the performance of the material in the hardened state, the mortars showed a slight increase in tensile and compressive strength due to the filler effect of fines. It was possible to replace 40% of the small aggregate with SBA.

Utilização de cinzas do bagaço de cana-de-açúcar como material de preenchimento estrutural ou pozolânico para a produção de argamassas cimentícias: uma revisão

“…Agregados finos (areia) são tradicionalmente empregados no setor da construção civil, sendo retirados do solo, causando impactos ambientais [42,60,62]. As cinzas do bagaço de cana-de-açúcar cristalinas (SiO 2 /quartzo) apresentam em sua constituição alto teor de sílica (88,2 -96,2%), têm propriedades físicas semelhantes às da areia, o que as tornam um substituto ideal para os agregados finos naturais [19].…”

“…Por possuírem uma maior área superficial específica, as cinzas tendem a aumentar o fator água/cimento das misturas. É importante ressaltar que, aumentando a proporção de cinzas na mistura, aumenta-se também a porosidade [37,42,43,60,62].…”

“…Dentre os mais variados materiais que podem ser incorporados às misturas, contribuindo para a melhoria das propriedades finais, destacam-se os diversos tipos de resíduos agroindustriais, metalúrgicos e, ainda, de outros materiais da construção [43,68,74]. À luz dessa assertiva, podemos destacar o trabalho realizado por SANTOS et al [60] que avaliaram o efeito dos resíduos de calcários como uma opção para a substituição de agregados finos em argamassas cimentícias contendo cinzas do bagaço de cana-de-açúcar (CBC), assim como o uso de aditivos superplastificantes. O filler calcário calcítico utilizado continha 94% de partículas abaixo de 45 μm.…”

“…As pozolanas podem ser utilizadas como parte do agregado miúdo e ainda como substituto parcial do cimento Portland. MORETTI et al [37], RODIER et al [48], SANTOS et al [60], MOLIN FILHO et al [62], ARENAS-PIEDRAHITA et al [67], PEREIRA et al [75], relatam que estas substituições parciais do cimento podem alcançar até 40% de composição formada por areia e 20% por clínquer, sem apresentar efeitos negativos ao produto.…”

“…Já para a resistência à compressão (aos 56 dias), as CBCs-NT provomeram somente um leve aumento entre 1-3% em relação as argamassas controle. Nos estudos realizados por SANTOS et al [60] foram empregadas cinzas in natura, ou seja, sem tratamento, e estas possuíam baixa atividade pozolânica. Com base nisso, os autores entenderam que seria mais propício o seu uso como material de preenchimento para aplicação em materiais cimentícios.…”