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Título: Compósitos acústicos verdes à base de resíduos de chapas de gesso acartonado e espuma rígida de poliuretano (PUR) reciclados
Título(s) alternativo(s): Green acoustic composites based on recycled plasterboard and sheet waste and rigid polyurethane foam (PUR)
Autor(es): Salino, Rita Estela
Orientador(es): Catai, Rodrigo Eduardo
Palavras-chave: Acústica arquitetônica
Isolamento acústico
Resíduos como material de construção
Construção sustentável
Paredes de gesso
Poliuretanas
Materiais compostos
Economia circular
Architectural acoustics
Soundproofing
Waste products as building materials
Sustainable construction
Drywall
Polyurethanes
Composite materials
Circular economy
Data do documento: 7-Ago-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: SALINO, Rita Estela. Compósitos acústicos verdes à base de resíduos de chapas de gesso acartonado e espuma rígida de poliuretano (PUR) reciclados. 2023. Tese (Doutorado em Sustentabilidade Ambiental Urbana) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2023.
Resumo: Agregar valor aos resíduos pela reciclagem e atenuar o som pela absorção acústica embasam a contribuição dos estudos a serem desenvolvidos na sustentabilidade urbana e ambiental. A presente tese apresentou como objetivo principal utilizar o resíduos de núcleo do gesso acartonado e de poliuretano reciclados provenientes da construção civil para desenvolver compósitos “verdes” com desempenho de absorção acústica semelhante ou superior aos materiais acústicos aplicados em materiais convencionais comercializados. Foram desenvolvidas seis composições com diferentes proporções de resíduos unidos por aglutinantes por meito de processos de trituração, granulagem, preparação do traço e secagem. Utilizou-se a pesquisa aplicada e descritiva de cunho exploratório com fontes de dados quantitativos confrontados com as normas técnicas vigentes dividida em duas etapas: resultados preliminares e resultados definitivos. Primeiramente, os resultados preliminares dos ensaios acústicos validaram as seis composições inéditas para absorção acústica em diferentes frequências e valores mínimos de resistência de compressão (400 N) e flexão (160 N) conforme NBR 16831:2002 para chapas de gesso acartonado diferenciadas para drywall. Destacaram-se acusticamente superiores em relação ao forro comercial lucero as seguintes composições e frequências; a) composição1: 200 Hz, 250 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 800 Hz, 2000 Hz e 2500 Hz); b) composição 4 (propriedades de absorção acústica nas frequências; 200 Hz; 250 Hz; 315 Hz; 1600Hz; 2000 Hz; 2500 Hz). Estas composições são compostas 100% de resíduos urbanos unidos por aglutinante de espuma poliuretana trazendo leveza e porosidade para utilidade em núcleos de chapas acartonadas ou em painéis sanduíche em paredes para aplicabilidade acústica. Posteriormente, selecionou-se a composição 1 para afrofundamento das análises pelo maior potencial acústico em diferentes frequências e reciclagem de dois resíduos. Os ensaios revelaram ser composta minerologicamente por gispsita, quartzo e calcita com resultados eficientes acusticamente em sua morfologia porosa de 43,12% e por contemplar 61,27% de poros abertos com baixa absorção de água de 12,5%. O encartonamento oferece resistência mecânica ao núcleo em cinco vezes. Novos ensaios podem ser realizados a partir do encartonamento do material verde por camadas de papel, plastificação ou fibra de vidro em diferentes técnicas de perfurações e formatos. A resistência mecânica das chapas de espessura de 9,5 mm foi similar ao Forro Comercial Acústico Mineral Lucero Sirius e a resistência acústica superior nas frequências de 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 2000 e 2500 Hz. Inferior em 1000, 1250 e 1600 Hz. Já as chapas na espessura de 30,0 mm superiores em 51,04% na resistência mecânica. Novos ensaios acústicos podem ser realizados nessa espessura. Concluiu-se que o material verde acústico pode substituir parte do material comercial em aplicabilidades específicas já que é uma materia prima provinda de resíduos e pela reciclagem traz solução ao problema de gestão de resíduos promovendo a economia circular no setor da construção civil.
Abstract: Adding value to waste through recycling and attenuating sound through acoustic absorption support the contribution of studies to be developed in urban and environmental sustainability. He main objective of the present is to use the core elimination of recycled plasterboard and polyurethane from civil construction to develop “green” compounds with acoustic absorption performance similar to or superior to acoustic materials applied to conventional commercially available materials. Six compositions were developed with different proportions of waste united by binders through crushing, granulating, trace preparation and drying processes. Applied and descriptive research of an exploratory nature was used with quantitative data sources compared to current technical standards divided into two stages: preliminary results and definitive results. Firstly, the preliminary results of the acoustic tests validated the six new compositions for acoustic absorption at different frequencies and minimum values of compression resistance (400 N) and flexion (160 N) according to NBR 16831:2002 for plasterboard sheets differentiated for drywall. The following compositions and frequencies stood out acoustically superior in relation to the commercial lucero lining; a) composition1: 200 Hz, 250 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 800 Hz, 2000 Hz and 2500 Hz); b) composition 4 (acoustic absorption properties at frequencies; 200 Hz; 250 Hz; 315 Hz; 1600 Hz; 2000 Hz; 2500 Hz). These compositions are made up of 100% urban waste united by a polyurethane foam binder, bringing lightness and porosity for use in cardboard sheet cores or in sandwich panels in walls for acoustic applicability. Subsequently, composition 1 was chosen to further the analysis due to its greater acoustic potential at different frequencies and recycling of two wastes. The tests revealed that it is minerologically composed of gypsum, quartz and calcite with acoustically efficient results in its porous morphology of 43.12% and because it includes 61.27% of open pores with low water absorption of 12.5%. The carton offers five times the mechanical strength of the core. New tests can be carried out by cartoning the green material with layers of paper, plasticization or fiberglass in different perforation techniques and formats. The mechanical resistance of the 9.5 mm thick sheets was similar to Lucero Sirius Mineral Commercial Acoustic Ceiling and the acoustic resistance was superior at frequencies of 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 2000 and 2500 Hz. Lower in 1000, 1250 and 1600 Hz. Plates with a thickness of 30.0 mm are 51.04% higher in mechanical resistance. New acoustic tests can be carried out at this thickness. It was concluded that green acoustic material can replace part of the commercial material in specific applications as it is a raw material made from waste and through recycling it brings a solution to the problem of waste management, promoting the circular economy in the construction sector.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32657
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