Green mortars for conservation: utilizing agricultural and industrial waste for sustainable restoration

Abstract

The construction industry faces growing environmental challenges due to its reliance on natural resources and the associated ecological impact. This study investigates the potential for using Ground Olive Stones (GOS), an agricultural byproduct, as a sustainable alternative to natural aggregates in lime-based repair mortars for the conservation and restoration of built heritage. The aim is to explore how GOS, when partially substituted for quartz aggregates, impacts the workability, durability, aesthetic compatibility, and resistance to environmental stresses, such as salt crystallization and moisture, in heritage conservation applications. Seven different mortar mixtures were prepared, with varying proportions of GOS (ranging from 5% to 15%) and nano-silica to enhance their properties. The mortars were subjected to several standardized tests, including consistency by flow table, colorimetry, salt crystallization resistance, water absorption by capillarity, and mechanical strength assessments. The results, when compared against a reference mortar without GOS show that while GOS offers environmental benefits by reducing the reliance on natural aggregates and repurposing agricultural waste, its use in conservation mortars must be carefully calibrated to balance the trade-offs between sustainability, durability, and aesthetic compatibility. This study contributes to the growing field of sustainable construction materials by offering valuable insights into the use of agricultural byproducts in built heritage conservation; - Resumo: A indústria da construção enfrenta desafios ambientais crescentes devido à sua dependência dos recursos naturais e ao impacto ecológico associado. Este estudo investiga o potencial de utilização de caroços de azeitona moídos (GOS), um subproduto agrícola, como alternativa sustentável aos agregados naturais em argamassas de reparação à base de cal para a conservação e restauro do património edificado. O objetivo é explorar como o GOS, quando parcialmente substituído por agregados de quartzo, impacta a trabalhabilidade, durabilidade, compatibilidade estética e resistência a tensões ambientais, como cristalização de sal e humidade, em aplicações de conservação de patrimônio. Foram preparadas sete misturas diferentes de argamassas, com proporções variadas de GOS (variando de 5% a 15%) e nanossílica para potencializar as suas propriedades. As argamassas foram submetidas a diversos testes padronizados, incluindo avaliações de consistência por tabela de fluidez, colorimetria, resistência à cristalização de sal, absorção de água por capilaridade e resistência mecânica. Os resultados, quando comparados com uma argamassa de referência sem GOS, mostram que, embora o GOS ofereça benefícios ambientais ao reduzir a dependência de agregados naturais e reaproveitar resíduos agrícolas, a sua utilização em argamassas de conservação deve ser cuidadosamente calibrada para equilibrar os compromissos entre sustentabilidade, durabilidade, e compatibilidade estética. Este estudo contribui para o crescente campo dos materiais de construção sustentáveis, oferecendo informações valiosas sobre o uso de subprodutos agrícolas na conservação do património construído.