This work presents a technical and economic study using sugar cane bagasse ash (SCBA) to partially replace Portland cement clinker. To evaluate the technical viability, the replacement rates of 10, 20, and 30% of Portland cement were used in the experiments. The ashes used were in the following conditions: (i) as collected (AC), (ii) ground (G), and (iii) re-burnt and ground (RG). Three composition parameters were used in the mortar mix procedures: (i) mix with water factor/fixed binder in volume, (ii) mix with water factor/fixed binder in weight, and (iii) mix with the fixed flow. After the technical feasibility analysis, the benefit of the substitutions and an analysis of the relationship between cement consumption and the acquired compressive strength, correlating with possible economic costs, were discussed. SCBA AC was not suitable for the partial replacement of Portland cement clinker. SCBA G presented a satisfactory performance and SCBA RG was the ash that presented the best performance in the partial replacement of Portland cement clinker. For the same levels of compressive strength, the consumption of Portland cement per cubic meter of concrete reduced; from this, the cost of concrete and mortar could be reduced by 8%, with the ash having the same value as cement. Furthermore, the use of SCBA RG at 30% inhibited the alkali–silica reaction (ASR) in concretes with a reactive basalt and quartzite aggregate. SCBA G (20 and 30%) and SCBA RG (10 and 20%) inhibited the ASR in concretes with a reactive basalt aggregate and reduced the expandability in concretes with a reactive quartzite aggregate. Another point to highlight was the durability shown by the cements with SCBA, which, 900 days after the accelerated test of expansion by the alkali–aggregate reaction, maintained high levels of flexural strength when compared to the results obtained before the accelerated test of expansion. The present work concluded that using sugar cane bagasse ash to replace Portland cement is feasible from a technical, environmental, and economic perspective.
The construction industry is essential to the development and economy, but is also the largest generator of construction and demolition waste (CDW). While efforts are made to minimize such generation, the construction industry has been developing applications for it in the form of aggregates to replace the commonly used natural aggregates. However, in structural applications, it is necessary to ensure that the properties of concrete produced with CDW, as recycled aggregates (CDW-concrete), guarantee adequate performance and do not put the structure at risk. For this, one of the alternatives is improving the properties of CDW aggregates through carbonation, a process called carbonate curing or accelerated carbonation. In this sense, this paper aims to investigate the carbonation of CDW aggregates, clarifying how this process occurs, the existing carbonation methods, the main properties that affect this process, and their influence on the properties of recycled aggregates and the CDW-concrete. To this end, the SREE (systematic review for engineering and experiments) method was used to search and analyze scientific manuscripts published without a time limit. The results revealed that the most widely used method for carbonate curing is recommended by Chinese standard GB50082, and highlighted the need for further research to investigate the CDW-concrete, focusing on its eco-friendly potential to capture CO2 from the atmosphere.
A geração de resíduos está aumentando em função do crescimento da população, urbanização e desenvolvimento econômico, especialmente nos países em desenvolvimento. O conhecimento do quantitativo de resíduo de construção e demolição gerado por meio de previsões pode auxiliar os tomadores de decisões a adotarem práticas mais eficientes de gestão, sendo fundamentais para prevenir o desenvolvimento dos problemas ambientais. O objetivo deste artigo foi desenvolver um modelo de previsão de geração dos resíduos de construção e demolição para cidades brasileiras de médio porte populacional, utilizando como estudo de caso o munícipio de Varginha (MG). Foi elaborado um modelo linear múltiplo (R2 = 0,880), empregando como variáveis independentes a expansão urbana, o Produto Interno Bruto (PIB) e o PIB per capita para prever o quantitativo de resíduo de construção e demolição gerado em 2020 e a quantidade de resíduo que será produzida em 2040 no município. Os resultados da aplicação do modelo indicaram aumento de 18,27% no quantitativo de resíduo de construção e demolição gerado no município, quando comparados o cenário de 2020 (39.940 t) e de 2040 (47.238 t). Também foi verificada a eficiência do modelo ao aplicá-lo em outras seis cidades brasileiras de similar porte populacional e que possuíam pesquisas sobre a geração de resíduo de construção e demolição. A diferença do quantitativo de resíduo de construção e demolição obtido pelos autores e os calculados pelo modelo foram inferiores a 13%. Os resultados desta pesquisa podem contribuir para o desenvolvimento de estratégias de gestão de resíduos de construção e demolição eficientes, já que fornece uma ferramenta para resolução dos problemas ambientais atuais e também permite a adoção de ações proativas para a correta gestão em cenários futuros.
Resumo A heterogeneidade dos resíduos de construção e demolição dificulta seu uso sistemático, consequentemente, têm-se problemas com a disposição final e a contínua extração e uso de recursos não renováveis para fabricação de concretos. Essa heterogeneidade decorre, majoritariamente, da não segregação dos diversos constituintes dos resíduos durante seu processamento. O presente artigo analisa a necessidade da segregação dos resíduos de construção e demolição em diferentes tipos - cerâmicas de argila e cimentícios - e as consequências da utilização desses materiais como substituintes dos agregados naturais graúdos em concretos estruturais. Para tanto, foram fabricados concretos com 0, 25, 50 e 100% de agregados reciclados, sendo três tipos de resíduos utilizados: cimentícios, cerâmicos e uma mistura dos dois, nas proporções obtidas na usina de reciclagem. As conclusões apontam não ser necessária a segregação do resíduo utilizado, uma vez que os resultados apresentam desempenho similar dos concretos com agregados cimentícios e com agregados mistos. As performances reológica e mecânica são parâmetros afetados negativamente pela adição de resíduos. Já o desempenho com relação à durabilidade pode ser melhorado com o uso de agregados reciclados.
1 December 2021 in REM - International Engineering Journal