Valorization of Waste Medium-Density Fiberboard in Multifunctional Lightweight Cement Mortar: Effects of Cement-Slurry and Paraffin Pretreatments on Mechanical, Thermal, and Acoustic Performance
Este estudo demonstra que o resíduo de fibra de média densidade pode ser efetivamente valorizado como um agregado leve em argamassa de cimento, onde o pré-tratamento com parafina otimiza o desempenho térmico e acústico, enquanto o tratamento com pasta de cimento aumenta a resistência mecânica, oferecendo uma solução sustentável para reduzir o resíduo de MDF em materiais de construção não estruturais.
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Os edifícios são pesados e, frequentemente, são frios. Para mantê-los aquecidos e silenciosos, os construtores dependem tradicionalmente de camadas espessas de isolamento ou painéis especializados, enquanto as próprias paredes estruturais são feitas de materiais densos e pesados. Isso cria um dilema: uma parede que é forte o suficiente para sustentar um telhado é geralmente densa demais para impedir que o calor escape ou que o som se propague. Ao mesmo tempo, a indústria da construção gera uma quantidade massiva de resíduos, particularmente de móveis e acabamentos de interiores. Um subproduto comum é o painel de fibras de média densidade, um material feito de fibras de madeira comprimidas e cola. Quando este material é descartado, é difícil de reciclar devido à sua natureza composta, acabando frequentemente em aterros sanitários ou sendo queimado. Pesquisadores estão agora questionando se esse resíduo pode ser transformado em um bloco de construção útil, transformando um problema de descarte em uma solução que torna o concreto mais leve, mais quente e mais silencioso.
Uma equipe de engenheiros na Tailândia partiu para testar essa ideia misturando fibras de painéis de madeira triturados em argamassa de cimento. Eles enfrentaram um obstáculo significativo imediatamente: a fibra de madeira bruta age como uma esponja. O painel de madeira não tratado que utilizaram absorveu água a uma taxa de 245%, o que significa que absorveria quase duas vezes e meia o seu próprio peso em água. Se misturado diretamente ao cimento úmido, a madeira roubaria a água necessária para o cimento endurecer, deixando o produto final fraco e esfarelento. Para resolver isso, os pesquisadores tentaram duas formas diferentes de tratar a madeira antes de misturá-la. Primeiro, eles revestiram as partículas de madeira com uma fina camada de cimento líquido, essencialmente dando-lhes uma casca dura. Segundo, mergulharam a madeira em cera de parafina derretida para criar uma barreira impermeável. Em seguida, criaram dezenas de lotes de teste, adicionando essas partículas de madeira tratadas em níveis variando de 10% a 50% do peso do cimento, para ver como os diferentes tratamentos afetavam a resistência, o peso e a capacidade de bloquear calor e som.
Os resultados mostraram que a forma como a madeira foi tratada alterou o material final de maneiras distintas. As partículas de madeira revestidas com cimento comportaram-se de forma mais semelhante aos materiais de construção tradicionais. Como a casca dura de cimento tornou as partículas mais lisas e melhores para se encaixarem, a argamassa resultante foi a mais densa e forte do grupo. Ela resistiu bem sob pressão, embora ainda fosse mais fraca do que o concreto puro sem nenhuma madeira. A madeira revestida com cera desempenhou de forma diferente. A cera conseguiu impedir que a madeira absorvesse água, reduzindo a absorção para apenas 15%, uma melhoria massiva em relação ao material bruto. No entanto, a cera fez com que as partículas grudassem em aglomerados, criando uma mistura mais áspera e menos uniforme. Isso levou à argamassa mais fraca dos três, pois os aglomerados criaram lacunas onde rachaduras poderiam facilmente começar. A madeira não tratada, embora difícil de trabalhar, criou a mistura mais leve e porosa e, apesar de sua alta sensibilidade à água, alcançou os melhores resultados térmicos e acústicos.
Quando os pesquisadores testaram quão bem esses novos materiais lidavam com o calor e o som, os compromissos tornaram-se claros. O objetivo era encontrar um material que não fosse apenas forte, mas também funcional. As misturas contendo mais madeira, independentemente do tratamento, foram significamente melhores em impedir a passagem do calor do que o cimento padrão. A madeira não tratada, com sua estrutura natural e aberta, proporcionou o melhor isolamento, reduzindo a capacidade do material de conduzir calor para níveis tão baixos quanto 1,76 watts por metro por kelvin. Esta é uma queda substancial em relação aos 2,33 watts da mistura de controle, o que significa que a parede permaneceria mais quente no inverno e mais fresca no verão. A mesma estrutura porosa que retém o calor também retém o som. As argamassas com madeira absorveram o ruído muito melhor do que o concreto puro, com as misturas não tratadas apresentando o melhor desempenho. A madeira revestida com cimento, embora forte, foi menos eficaz na absorção de som porque o revestimento duro selou algumas das minúsculas bolsas de ar que normalmente ajudam a dissipar o ruído.
O estudo conclui que o painel de fibras de madeira residual pode, de fato, ser transformado em um componente valioso para materiais de construção, mas requer uma escolha cuidadosa de tratamento dependendo das necessidades da edificação. Se o objetivo for criar uma parede não estrutural que seja forte e durável, a madeira revestida com cimento oferece o melhor equilíbrio entre resistência e leveza. Se a prioridade for o isolamento térmico máximo e a absorção de som para uma partição interna, a madeira não tratada ou tratada com cera proporciona um desempenho superior, desde que a aplicação não exija alta resistência estrutural. A pesquisa demonstra um caminho viável para a construção circular, onde um material destinado a um aterro sanitário é reaproveitado para criar paredes mais leves, mais quentes e mais silenciosas, provando que o resíduo de uma indústria pode se tornar o ativo funcional de outra.
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