This study investigates the thermal performance of 23 different mortar types, each containing different mixes, properties, and additives. A comprehensive literature review was conducted to collect experimental data on the thermal properties of these mortars, which were then used in a numerical analysis through thermal finite element modeling. The results showed that all mortar types contributed to reducing the internal temperature of structural steel and reinforced concrete elements, with performance primarily influenced by key factors such as the mortar’s thermal conductivity, specific heat capacity, thermal diffusivity, and coating thickness. In particular, the mortar with glass fiber reinforced polymer (GFRP) as a slag substitute and the mortar with expanded perlite replacing sand showed the highest thermal protection and achieved a temperature reduction on the order of 100%. In contrast, mortars containing 30% vermiculite or 15% light expanded polyvinyl chloride (PVC) as a sand substitute showed the lowest thermal performance.

The main objective of this work was to evaluate the effects of rice husk ash and wollastonite microfibers incorporation, added per clay partial substituition, on physical and thermal properties of refractory ceramic composites. The raw materials characterization occurred with respect to their chemical composition (XRF), phase composition (XRD) and granulometry by laser. The composites were avaluated by physical properties - apparent porosity, bulk density, water absorption, linear retraction after sinterization and mass variation - and thermal properties - thermal conductivity and thermal shock. The rice husk ash used in the present work proved to have potential as a ceramic precursor in the development of refractories. The clay substitution per ash and the microfiber different percentages resulted in an increase in water absorption and apparent porosity and a reduction in the linear retraction. The increase in porosity suggests that the mullitization was insufficient. Regarding the thermal performance, the thermal conductivity was inversely proportional to the porosity and the microfiber percentage. In addition, the higher the thermal-shock temperature gradient the lower was the number of cycles resisted by the composites.

RESUMO Visando desenvolver um novo produto com bom desempenho térmico-acústico-mecânico para servir como alternativa aos materiais comumente utilizados para vedação, foi produzido um compósito a partir de uma matriz cimentícia leve e casca de arroz. A matriz cimentícia consistindo em uma pasta de cimento com ar incorporado, que é intitulada por vários pesquisadores como concreto celular, tem como características principais sua reduzida massa específica e o grande número de pequenos poros não interligados. Por sua vez, a casca de arroz é uma fibra vegetal oriunda da benfeitoria do arroz abundante no estado do Rio Grande do Sul, que é o maior produtor nacional do grão, e que não possui atualmente uma destinação adequada. O concreto celular e o compósito (concreto celular mais casca de arroz) foram testados quanto à resistência mecânica à compressão axial simples e quanto aos desempenhos acústico e térmico. Em relação à resistência à compressão, apesar de constatar-se que a casca de arroz influenciou negativamente no produto, ambos os materiais atingiram respectivamente as resistências mínimas de 1,20 MPa e 1,50 MPa estipuladas pelas NBR 13.438 e NBR 15.270, entretanto, somente a matriz atendeu aos 3,00 MPa exigidos pela NBR 6136. Na análise acústica, o compósito obteve um melhor desempenho quanto a absorção acústica, por outro lado, quanto ao isolamento acústico os materiais não apresentaram valores estatisticamente diferentes, impossibilitando afirmar qual produto é superior. No que concerne a condutividade térmica, o compósito com casca de arroz apresentou desempenho inferior à matriz, fato atribuído à elevada quantidade de matéria orgânica presente nas fibras.