Cerâmica Industrial
https://www.ceramicaindustrial.org.br/article/doi/10.4322/cerind.2025.00032025
Cerâmica Industrial
Regular Solid residues

Efeito combinado de fibras naturais e resíduos pozolânicos no desenvolvimento de compósitos cimentícios sustentáveis: uma revisão de literatura

Combined effect of natural fibers and pozzolanic residues in the development of sustainable cementitious composites: a literature review

Efecto combinado de fibras naturales y residuos puzolánicos en el desarrollo de compuestos cementicios sostenibles: una revisión de la literatura

Elaine Ferreira dos Santos Fernandes, Érica Karine Alves de Lima, Ketelly Estefane da Silva Alves, Hitalo de Jesus Bezerra da Silva, Valdeci Bosco dos Santos

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Resumo

O reaproveitamento de resíduos e a minimização do consumo de recursos naturais podem ser soluções viáveis para reduzir os impactos ambientais e de custos na indústria da construção civil. Assim, fibras naturais de juta, sisal, coco, entre outras, têm sido adicionadas em compósitos cimentícios como reforço mecânico. Já os resíduos industriais (cinzas volantes, resíduo vítreo) e agroindustriais (cinza de casca de arroz, cinza de bagaço de cana-de-açúcar, entre outras) são atrativos por oferecerem atividade pozolânica, substituindo parcialmente o cimento. Diante disso, este estudo teve por objetivo analisar as características físico-químicas destes materiais alternativos e suas aplicações combinadas na produção sustentável de compósitos cimentícios, por meio de uma revisão da literatura. O levantamento dos artigos foi realizado nas bases de dados Scopus, Web of Science, Science Direct e SciELO, publicados entre 2020 e 2024, utilizando descritores específicos. Os resultados revelaram que a incorporação de até 1% de fibras naturais e até 20% de resíduos industriais e agroindustriais contribui para melhorias significativas nas propriedades mecânicas, como resistência à compressão, tração, flexão e à fissuração, além de promover a redução da absorção de água e da permeabilidade à água, bem como a elevação da durabilidade. Conclui-se que a associação entre fibras e resíduos representa uma solução promissora para o setor da construção, embora ainda existam outros fatores a serem explorados, como estudos sobre variação de temperatura, ação química e biológica, além de resistência ao fogo e escalabilidade industrial. Por fim, diante dos achados, espera-se que esta revisão incentive o maior uso e valorização de insumos renováveis e resíduos sólidos, bem como estimule mais pesquisadores e a indústria da construção a desenvolver materiais sustentáveis, contribuindo para a literatura científica especializada à luz dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).

Palavras-chave

Compósitos cimentícios; indústria de construção; propriedades de engenharia; recursos renováveis.

Abstract

Reusing waste and minimizing the consumption of natural resources can be viable solutions for reducing environmental impacts and costs in the construction industry. Thus, natural fibers such as jute, sisal, and coconut, among others, have been added to cementitious composites as mechanical reinforcement. Industrial waste (fly ash, vitreous residue) and agroindustrial waste (rice husk ash, sugarcane bagasse ash, among others) are attractive because they offer pozzolanic activity, partially replacing cement. Therefore, this study aimed to analyze the physicochemical characteristics of these alternative materials and their combined applications in the sustainable production of cementitious composites through a literature review. The survey of articles published between 2020 and 2024 was conducted in the Scopus, Web of Science, Science Direct, and SciELO databases, using specific descriptors. The results revealed that incorporating up to 1% natural fibers and up to 20% industrial and agroindustrial waste contributes to significant improvements in mechanical properties, such as compressive, tensile, flexural, and cracking strength, while also reducing water absorption and permeability, and increasing durability. The conclusion is that the combination of fibers and waste represents a promising solution for the construction sector, although other factors remain to be explored, such as studies on temperature variation, chemical and biological action, fire resistance, and industrial scalability. Finally, given the findings, it is hoped that this review will encourage greater use and appreciation of renewable inputs and solid waste, as well as encourage more researchers and the construction industry to develop sustainable materials, contributing to specialized scientific literature in light of the Sustainable Development Goals (SDGs).

Keywords

Cementitious composites; construction industry; engineering properties; renewable resources.

Resumen

Reutilizar residuos y minimizar el consumo de recursos naturales pueden ser soluciones viables para reducir los impactos ambientales y los costos en la industria de la construcción. Así, fibras naturales como el yute, el sisal y el coco, entre otras, se han añadido a los compuestos cementicios como refuerzo mecánico. Los residuos industriales (cenizas volantes, residuo vítreo) y agroindustriales (cenizas de cascarilla de arroz, cenizas de bagazo de caña de azúcar, entre otros) son atractivos porque ofrecen actividad puzolánica, reemplazando parcialmente al cemento. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo analizar las características fisicoquímicas de estos materiales alternativos y sus aplicaciones combinadas en la producción sostenible de compuestos cementicios mediante una revisión bibliográfica. El estudio de artículos publicados entre 2020 y 2024 se realizó en las bases de datos Scopus, Web of Science, Science Direct y SciELO, utilizando descriptores específicos. Los resultados revelaron que la incorporación de hasta un 1% de fibras naturales y hasta un 20% de residuos industriales y agroindustriales contribuye a mejoras significativas en las propiedades mecánicas, como la resistencia a la compresión, la tracción, la flexión y el agrietamiento, a la vez que reduce la absorción de agua y la permeabilidad, y aumenta la durabilidad. La conclusión es que la combinación de fibras y residuos representa una solución prometedora para el sector de la construcción, aunque quedan otros factores por explorar, como estudios sobre la variación de temperatura, la acción química y biológica, la resistencia al fuego y la escalabilidad industrial. Finalmente, dados los hallazgos, se espera que esta revisión fomente un mayor uso y valoración de los insumos renovables y los residuos sólidos, así como que incentive a más investigadores y a la industria de la construcción a desarrollar materiales sostenibles, contribuyendo a la literatura científica especializada a la luz de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS).

Palabras clave

Compuestos cementicios; industria de la construcción; propiedades de ingeniería; recursos renovables.

Submitted date:
27/04/2025

Reviewed date:
02/08/2025

Accepted date:
10/08/2025

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