ABSTRACT Despite the increasing use of plaster as a construction material, due to its numerous advantages when compared to cement, its use is still restricted, because of its low mechanical resistance and high solubility in water. In this context, research has been carried out related to the addition of nanomaterials to improve the mechanical and physical properties of plaster in civil construction. A highly available, low-cost nanomaterial with excellent properties is nanotalc. In this work, nanocomposites with dimensions of 40 × 40 × 160 mm were produced with ultrafine micronized nanotalc replacing plaster in proportions of 0%; 0.5%; 1%; 1.5% and 2%. The physical and mechanical properties of the nanocomposites were evaluated according to standards. The nanocomposites produced with 1% nanotalc showed satisfactory results for physical and mechanical properties, with an increase of 1.8% in apparent density and 24.12% in compressive strength, and a decrease in water absorption of 6.23%, compared to the composite without the incorporation of nanotalc. The production of nanocomposites with the incorporation of 1% nanotalc is viable and shown to be promising, presenting potential for application as linings and internal partitions, since they showed low water absorption due to the hydrophobicity of nanotalc.

RESUMO Este trabalho teve como objetivo produzir e caracterizar compósitos à base de gesso reforçados com partículas de resíduo de cacau como forma de agregar valor a esse subproduto agrícola e criar um material inovador. Para a produção dos compósitos foram utilizados gesso fino para fundição e partículas de resíduo de cacau. As proporções de reforço inseridas foram de 0,0%; 2,5%; 5,0%; 7,5% e 10,0% em substituição a massa de gesso. Para a produção dos compósitos foram utilizadas fôrmas de madeira com dimensões de 40 x 40 x 160 mm. Foi realizada análise da composição química do resíduo de cacau para determinação dos teores de extrativos totais, cinzas, lignina e holocelulose. Os compósitos foram avaliados nos ensaios físicos, mecânicos, térmico e acústico. Constatou-se que, houve melhorias nas propriedades físicas com o acréscimo de reforço tornando o material mais leve, visto a redução da densidade (1190,69 a 1138,92 kg/m³), e proporcionando a diminuição da higroscopicidade, com teores de umidade decrescendo de 7,74 a 4,01% e de absorção de água decrescendo de 18,37 para 5,28%. Da mesma forma, a resistência térmica aumentou gradativamente ao longo dos tratamentos com valores de 1,90 a 2,41 K.m/W e o isolamento acústico foi maior nos compósitos em comparação com o gesso puro, embora não tenha havido linearidade entre os tratamentos. Já para as propriedades mecânicas, houve diminuição de resistências tanto à flexão (3,60 a 0,84 MPa) quanto à compressão (4,43 a 1,73 MPa). Foi concluído que o resíduo de cacau apresenta potencialidade para ser utilizado no compósito tendo em vista que a inclusão de até 8,15% do mesmo atendeu a normatização em todos os ensaios realizados. Isso fomenta a ideia de que os resíduos lignocelulósicos são alternativas promissoras para criação de materiais de alto valor agregado.

ABSTRACT This work aimed to produce and characterize gypsum-based composites reinforced with cocoa waste particles as a way to add value to this agricultural by-product and create an innovative material. For the production of composites, thin plaster for casting and particles of cocoa waste were used. The reinforcement proportions inserted were 0.0%; 2.5%; 5.0%; 7.5% and 10.0% replacing plaster mass. For the production of composites, wooden molds with dimensions of 40 x 40 x 160 mm were used. Analysis of the chemical composition of the cocoa waste was performed to determine the levels of total extracts, ash, lignin and holocellulose. The composites were evaluated in physical, mechanical, thermal and acoustic tests. It was found that there were improvements in physical properties with the addition of reinforcement making the material lighter, given the reduction in density (1190.69 to 1138.92 kg/m³), ??and providing a decrease in hygroscopicity, with moisture levels decreasing from 7.74 to 4.01% and water absorption decreasing from 18.37 to 5.28%. Likewise, the thermal resistance gradually increased over the treatments with values ??from 1.90 to 2.41 K.m/W and the acoustic insulation was higher in composites compared to pure plaster, although there was no linearity between treatments. As for the mechanical properties, there was a decrease in resistance both to flexion (3.60 to 0.84 MPa) and to compression (4.43 to 1.73 MPa). It was concluded that the cocoa waste has the potential to be used in the composite considering that the inclusion of up to 8.15% of the same met the standard in all tests performed. This promotes the idea that lignocellulosic waste is a promising alternative for creating materials with high added value.

RESUMO As embalagens multicamadas são utilizadas por um período de tempo bastante curto gerando um volume de descarte elevado. Por serem formadas por diferentes materiais devido suas diversas camadas, sua reciclagem é dificultada. Sendo assim, são importantes novas aplicações para essas embalagens pós-consumo, como por exemplo o seu reaproveitamento em compósitos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e caracterizar compósitos à base de gesso reforçados com embalagens multicamadas trituradas. As proporções utilizadas para a incorporação dos reforços foram de 0%, 7,5%, 15%, 22,5% e 30% em substituição ao gesso. Foram produzidos corpos de prova (três repetições por tratamento) para avaliação das propriedades de absorção de água, umidade, massa específica aparente, compressão e flexão estática, os quais foram confeccionados com dimensões de 40 x 40 x 160 mm. Para o ensaio térmico, as dimensões foram de 200 x 200 x 20 mm. Os reforços adicionados levaram a um aumento em umidade e absorção de água, enquanto que, para massa específica aparente, condutividade térmica, resistência à flexão, resistência à compressão e rigidez na compressão houve decréscimo. A incorporação de embalagens multicamadas em compósitos de gesso mostrou ser uma alternativa viável, visto que, além de aplicar a logística reversa reutilizando estas embalagens que muitas vezes são descartadas no meio ambiente de maneira inadequada, gerando diversos impactos, ainda melhorou a propriedade térmica dos compósitos e diminuiu a densidade destes. Ademais, todas as porcentagens atenderam a normatização para resistência à flexão, e para a resistência à compressão, apenas a substituição de 30% não atendeu a normativa.

ABSTRACT The multilayer packages are used for a very short time generating a high discard volume. Because they are formed by different materials due to their several layers, their recycling is difficult. Therefore, new applications for these post-consumer packages are important, such as their reuse in composites. In this context, the objective of this work was to develop and characterize plaster based composites reinforced with crushed multilayer packages. The proportions used to incorporate reinforcements were 0%, 7.5%, 15%, 22.5% and 30%, replacing gypsum. Test specimens (three replicates per treatment) were produced to evaluate the properties of water absorption, moisture, apparent specific mass, compression and static bending, which were made with dimensions of 40 x 40 x 160 mm. For the thermal test, the dimensions were 200 x 200 x 20 mm. The added reinforcements led to an increase in moisture and water absorption, whereas, for apparent specific mass, flexural strength, compressive strength and stiffness in compression there was decrease. The incorporation of multilayer packages into plaster composites proved to be a viable alternative, since in addition to applying reverse logistics reusing these packages that are often discarded in the environment in an inadequate manner, generating several impacts, it also improved the thermal properties of the composites , their density decreased, all percentages complied with normalization for flexural strength, and for compression strength, only the 30% insertion did not meet the standards.