CHARACTERIZATION OF CASSAVA STARCH BAGASSE ASH FOR USE IN CEMENTITIOUS MATRICES
Abstract
Cassava starch bagasse ash (CSBA) is an agro-industrial byproduct abundantly generated in Brazil, yet its applications in civil construction remain underexplored. This study evaluates the potential of CSBA as a supplementary cementitious material through a detailed chemical, physical, and thermal characterization. The experimental methodology included drying and milling the bagasse, followed by thermal treatments at 650°C, 900°C, and 1000°C to produce ashes with varying properties. Analytical techniques such as Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and differential scanning calorimetry (DSC) were employed to determine its composition and thermal behavior. Microscopic analysis and specific mass tests assessed physical properties. Results highlighted that combustion at 650°C produced the highest amorphous silica content, which enhances pozzolanic activity. Despite its low silica concentration compared to Portland cement, CSBA demonstrated favorable characteristics for partial replacement in cementitious matrices. This study contributes to sustainable construction by promoting the circular use of agro-industrial residues and reducing environmental impacts. Furthermore, it provides a pathway for incorporating CSBA into eco-friendly concrete and mortar formulations, addressing the need for innovative and sustainable materials in civil engineering.
Author Biographies
Doctor in Environmental Science and Technology from the Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD), M.Sc. in Civil Engineering from the Universidade Estadual de Maringá (UEM), and Civil Engineer from Universidade do Oeste Paulista (UNOESTE-SP). Assistant Professor at UFGD, working in structural engineering, sustainable construction materials, and environmental sustainability. Reviewer and editor of IPSUM Civil, with experience in BIM, computational modeling, and structural projects.
He has experience in Materials Physics, with emphasis on transparent ferroelectric ceramics, structural analysis using Rietveld refinement, and electro-optical techniques for material characterization. His current research focuses on multiferroic polymer composite films and the influence of external stress on plant development using photonic techniques. He is also dedicated to methodologies and practices in Physics education.
Ph.D. and M.Sc. in Materials Science from the Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), and Civil Engineer graduated from Universidade do Oeste Paulista (UNOESTE-SP). Has experience in Civil Engineering, including complementary projects, construction supervision, and teaching in soil mechanics, construction materials, and highways. Conducts research in Renewable Energy and the development of new materials.
Environmental Engineer graduated from the Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul (UEMS), with M.Sc. and Ph.D. in Environmental Science and Technology from the Universidade Federal da Grande Dourados (UFGD). Has experience in academic research and participated in study groups focused on sugarcane, air quality, and applied optics. Currently teaches in on-site and distance education programs at Centro Universitário da Grande Dourados (UNIGRAN).
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