Investigation of the physical and mechanical properties of conventional concrete with partial replacement of sand by bamboo fibers

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i13.21092

Keywords:

Concrete; Bamboo fibers; Compressive strength; Modulus of elasticity.

Abstract

The natural fibers of bamboo are of great interest as reinforcement of polymeric composites, added in small proportions to the concrete mass, aims to increase the compressive strength and improve its structural performance and the turn factor of great importance in its use is the increase of tensile strength making there a control in the propagation of cracks. The present work aims to evaluate the influence of sand substitution by bamboo fibers on the physical and mechanical properties of conventional concrete. Research shows that there was an increase in interest in using natural composites for the reinforcement of concrete, including bamboo fiber. Bamboo fibers because they have relevant mechanical properties, low density, biodegradable and found in nature in abundance, are satisfactory and a great composite to be added in the manufacture of concrete. The materials used were characterized to elaborate the trace of the reference concrete calculated by the ABCP - ACI    method and made concrete with the addition of 2% and 5% of bamboo fibers in its composition. The concretes were tested for compressive strength, modulus of elasticity and direct tensile strength at the ages of 14 and 28 days. The results show that the axial compressive strength did not obtain a significant change, as the percentages of bamboo fibers were added in its composition, although the composite meets the minimum resistance of 20 MPa established by NBR 6118 (2014), and can be used for structural purposes.

References

ABNT 7211. (2019). Agregados para concreto - Especificação. In Agregados para concreto - Especificação.

ABNT NBR 16605. (2017). Cimento Portland e outros materiais em pó — Determinação da massa específica.

ABNT NBR 16889. (2020). Concreto — Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone.

ABNT NBR 16916. (2021). Agregado miúdo - Determinação da massa específica e massa específica aparente.

ABNT NBR 16917. (2021). Agregado graúdo - Determinação da massa específica, massa específica aparente e absorção de água. In Concrete.

ABNT NBR 16972. (2021). Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de vazios. In ABNT NBR 45:2006.

ABNT NBR 5738. (2016). Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova.

ABNT NBR 6118. (2014). Projeto de estruturas de concreto — Procedimento.

ABNT NBR 7212. (2021). Execução de Concreto dosado em central - Procedimento. ABNT NBR 7212:2012, 16.

ABNT NBR 8522. (2021). Concreto - Determinação dos módulos estáticos de elasticidade e de deformação à compressão.

ABNT NBR 9778. (2009). Argamassa e concreto endurecidos - Determinação da absorção de água, índice de vazios e massa específica.

Angela Ghisleni Coró. (2002). Investigação das propriedades mecânicas de concretos reforçados com fibras pet. Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul,.

Dewi, S. M., Wijaya, M. N., & Remayanti, N. C. (2017). The use of bamboo fiber in reinforced concrete beam to reduce crack. AIP Conference Proceedings, 1887(September 2017). https://doi.org/10.1063/1.5003486

Farias, M. G.; Silva, A.; Langer, R. (2007). Ecodesign e Produção Mais Limpa : inovação em Produto no APL madeira móveis. Ecodesign e Produção Mais Limpa: Inovação Em Produto No APL Madeira Móveis, 6.

Fernanda Alves Pinto Gói. (2010). Avaliação experimental do comportamento de concreto fluido reforçado com fibras de aço: Influência do fator de forma e da fração volumétrica das fibras nas propriedades mecânicas do concreto. Universidade Federal de Alagoas.

Ferreira, G. M., Fernandes, F. A. da S., Cavalcante, H. P., & Teixeira, M. B. (2019). Characterization of the Mechanical Properties of Concrete with Addition of Bamboo Fiber - Porto Nacional/TO. International Journal of Advanced Engineering Research and Science, 6(11), 209–216. https://doi.org/10.22161/ijaers.611.32

Guimarães, M., Novack, K. M., Botaro, V. R., De Paula Protásio, T., & Couto, A. M. (2013). Caracterização físico-química de fibra e polpas de bambusa vulgaris schrad para utilização em compósitos poliméricos. Revista Latinoamericana de Metalurgia y Materiales, 33(1), 33–42.

Kumarasamy, K., Shyamala, G., Gebreyowhanse, H., & Kumarasamy. (2020). Strength Properties of Bamboo Fiber Reinforced Concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 981(3). https://doi.org/10.1088/1757-899X/981/3/032063

Leonardo Lúcio de Araújo Gouveia; Ricardo Luiz Perez Teixeira; Carlos Augusto de Souza Oliveira; Bruno Henrique Moreira Ferreira; Sheron Stephany Tavares; Carla Regina Ferreira. (2014). Estudo Comparativo Das Propriedades Mecânicas Do. 792–801.

Marrero, R. E., Soto, H. L., Benitez, F. R., Medina, C., & Suarez, O. M. (2017). Study of high-strength concrete reinforced with bamboo fibers. Advanced Materials - TechConnect Briefs 2017, 2, 301–304.

Monteiro, P., & Mehta, P. (2006). Concrete: Microstructure, Properties and Materials. In McGraw-Hill.

Mota, L. A. C. . A. V. (2007). Caracterização de Fibras Curtas Empregadas na Construção Civil Leila Aparecida de Castro Motta.

NBR 5739. (2018). Concreto - Ensaio de compressao de corpos-de-prova cilindricos.pdf.

NBR NM 248. (2003). NBR NM 248: Agregados - Determinação da composição granulométrica. In Test.

Paula, A., & Nogueira, L. (2021). Analysis of Concrete Strength with Addition of Bamboo Fiber. 3, 80–90.

Sandre, D. S. de, Bianchi, G., Trentin, T. F. da S., & Cavazzana, T. L. (2019). Viabilidade para Implementação de Fibras de Bambu em Argamassas. Revista Científica ANAP Brasil, 12(24), 86–100. https://doi.org/10.17271/19843240122420191985

Santi, T. (2015). Bambu para. Revista O Papel, April, 23–34.

Published

11/10/2021

How to Cite

RIBEIRO, V. A. dos S. .; WERDINE, D.; BARBOSA, L. F. .; OLIVEIRA, A. F. .; BARBOSA, A. M. .; SILVA, L. R. R. .; RIBEIRO, L. H. . Investigation of the physical and mechanical properties of conventional concrete with partial replacement of sand by bamboo fibers. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 13, p. e268101321092, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i13.21092. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/21092. Acesso em: 2 dec. 2021.

Issue

Section

Engineerings